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JP4006690B2 - Demodulator and demodulation method - Google Patents
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JP4006690B2 - Demodulator and demodulation method - Google Patents

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Description

【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関し、例えばワイヤレスマイクロホンシステムに適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
移動体通信システムでは、端末装置の小型化、軽量化及び低価格化が要求され、受信側の復調器においてもハードウエア構成の簡略化及び無調整化が必要となってきている。そして、近年では、これら問題の解決手段として、復調器のディジタル回路化が1つの大きな流れとなっている。
【0003】
ここで、図53は、このような移動体通信システムの受信機に用いられるQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)復調回路の構成例を示すものである。
【0004】
図53からも明らかなように、この復調回路1においては、アンテナ2を介して受信した送信側からの送信信号S1をLNA3を介してダウンコンバータ4に入力する。
【0005】
ダウンコンバータ4は、供給される送信信号S1の周波数を元の中間周波数(IF:Intermediate Frequency)にまでダウンコンバートし、かくして得られた送信側において送信すべきデータを例えばQPSK変調等してなるQPSK変調信号S2をIFフィルタ5に送出する。
【0006】
IFフィルタ5は、供給されるQPSK変調信号S2から不要な周波数帯域の信号成分を除去し、得られたノイズ除去後のQPSK変調信号S2でなるQPSK変調信号S3をアナログ/ディジタル変換回路6に送出する。
【0007】
このときアナログ/ディジタル変換回路6には、クロック発生部7からQPSK変調信号S3の4倍の周波数を有するクロックCLKが与えられる。かくしてアナログ/ディジタル変換回路6は、このクロックCLKに基づき、QPSK変調信号S3をその4倍のサンプリング周波数でディジタル変換し、得られたディジタルQPSK変調信号S4をディジタル信号処理部8に送出する。
【0008】
ディジタル信号処理部8は、例えば図54に示すように構成され、アナログ/ディジタル変換回路6から供給されるディジタルQPSK変調信号S4をバンドパスフィルタ10に入力する。
【0009】
バンドパスフィルタ回路10は、このディジタルQPSK変調信号S4からフィルタリング処理により直流成分を除去し、得られたディジタルQPSK変調信号S5を2つに分岐して、これらをそれぞれ第1及び第2の乗算回路11I、11Qに送出する。
【0010】
このとき第1の乗算回路11Iには、次式
【0011】
【数1】

Figure 0004006690
【0012】
で表される位相の第1のローカル信号S6Iが与えられ、第2の乗算回路11Qには、次式
【0013】
【数2】
Figure 0004006690
【0014】
で表される位相の第2のローカル信号S6Qが与えられる。
【0015】
かくして第1の乗算回路11Iは、供給されるディジタルQPSK変調信号S5と第1のローカル信号S6Iとを乗算し、乗算結果をI成分乗算結果信号S7Iとしてローパスフィルタ回路12Iに送出する。同様にして、第2の乗算回路11Qは、供給されるディジタルQPSK変調信号S5と第2のローカル信号S6Qとを乗算し、乗算結果をQ成分乗算結果信号S7Qとしてローパスフィルタ回路12Qに送出する。
【0016】
ローパスフィルタ回路12Iは、供給されるI成分乗算結果信号S7Iに含まれるベースバンド成分及び2倍の中間周波数成分のうち、ベースバンド成分を除去し、得られたI成分フィルタリング信号S8Iを自動位相制御回路13び位相回転回路14に送出する。同様にして、ローパスフィルタ回路12Qは、供給されるQ成分乗算結果信号S7Qに含まれるベースバンド成分及び2倍の中間周波数成分のうち、ベースバンド成分を除去し、得られたQ成分フィルタリング信号S8Qを自動位相制御回路13及び位相回転回路14に送出する。
【0017】
自動位相制御回路13は、供給されるI成分フィルタリング信号S8I及びQ成分フィルタリング信号S8Qに基づいて位相推定を行い、当該推定結果に基づいて位相回転回路14を制御する。かくして位相回転回路14は、自動位相制御回路13の制御に基づいて、I成分フィルタリング信号S8I及びQ成分フィルタリング信号S8Qに対してその位相を回転させ、得られたI成分信号S9I及びQ成分信号S9Qをそれぞれクロック再生回路15及び硬判定部に16送出する。
【0018】
クロック再生回路15は、例えばDPLL(Digital Phase Locked Loop)構成でなり、供給されるI成分信号S9I及びQ成分信号S9Qからベースバンドクロックを再生し、これを再生クロックCLKとして硬判定部16に送出する。
【0019】
硬判定部16は、再生クロックCLKの立上がりエッジ又は立下りエッジが到来するタイミングで、I成分信号S9I及びQ成分信号S9Qについて、そのシンボルの値が「0」又は「1」のいずれであるかの硬判定処理を行い、得られたI成分及びQ成分についての復調されたビットデータをそれぞれI成分復調信号S10I及びQ成分復調信号S10Qとしてパラレル/シリアル変換回路17に送出する。
【0020】
そしてパラレル/シリアル変換回路17は、供給されるI成分復調信号S10I及びQ成分復調信号S10Qをパラレル/シリアル変換処理することにより、送信側においてQPSK変調される前のデータ列を得、これを復調信号S11として後段の回路に出力する。
【0021】
このようにしてこの復調回路1においては、送信側から送信されたQPSK変調されたデータを復調することができるようになされている。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかる従来の復調回路1においては、上述のようにディジタル信号処理部8において、第1及び第2の乗算回路11I、11Qや自動位相制御回路13及び位相回転回路14等を必要とするため、全体としての回路規模や消費電力が大きくなる問題があった。
【0023】
実際上、第1及び第2の乗算回路11I、11Qは通常多くのロジックゲートを必要とし、その分回路規模が大きくなる。従って、かかる復調回路1として、例えば乗算回路を必要としない回路を構築できれば、その分全体としての回路規模をより一層と縮小化させ、ひいては受信装置全体としての小型化、省電力化及びローコスト化にも貢献し得るものと考えられる。
【0024】
同様に、バンドパスフィルタ回路10や、ローパスフィルタ回路12I、12Qも、ディジタル信号処理で実現する場合、通常多くのロジックゲートを必要とする。従って、復調回路1としてバンドパスフィルタ回路や、ローパスフィルタ回路を必要としない回路を構築できれば、その分全体としての回路規模をより一層と縮小化させ、ひいては受信装置全体としての小型化、省電力化及びローコスト化にも貢献し得るものと考えられる。
【0025】
また自動位相制御回路13や位相回転回路14はフィードバックループ構成であるため反応に時間を要すると共に、ループを安定化するためには技術的課題が大きい。従って、かかる復調回路1として、これら自動位相制御回路13や位相回転回路14を必要としない回路を構築できれば、不安定なループがない分回路動作の安定化を図りながら、受信装置全体としての小型化、省電力化及びローコスト化により一層貢献し得るものと考えられる。
【0026】
さらにディジタルQPSK変調信号S4は、QPSK変調信号をその4倍のサンプリング周波数でアナログ/ディジタル変換するため、回路全体としての動作周波数が高くなる。そのため動作周波数が高いアナログ/ディジタル変換回路6や、ディジタル信号処理部8を構成するFPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)又はLSI(Large Scale Integrated circuit)、さらにはクロック発生部が必要となる。また動作周波数が高いことから、消費電力が大きくなる問題もある。
【0027】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、全体としての回路規模を格段的に縮小化させながら省電力化にも貢献し得る簡易な構成の復調装置及び復調方法を提案しようとするものである。
【0028】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、データを差動符号化してなる変調信号を復調する復調装置において、変調信号を一定間隔でサンプリングするサンプリング手段と、サンプリング手段のサンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第1の絶対値を検出する第1の絶対値検出手段と、サンプリング手段のサンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間と1/4波長時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第2の絶対値を検出する第2の絶対値検出手段と、第1の絶対値検出手段により検出された第1の絶対値及び第2の絶対値検出手段により検出された第2の絶対値をそれぞれ硬判定する硬判定手段とを設けるようにした。
【0029】
この結果、この復調装置では、乗算回路等の複雑な回路を用いることなく、硬判定手段の硬判定結果に基づいて差動符号化する前のデータを復調することができる。
【0030】
また本発明においては、データを差動符号化してなる変調信号を復調する復調方法において、変調信号を一定間隔でサンプリングする第1のステップと、サンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第1の絶対値を検出すると共に、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間と1/4波長時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第2の絶対値を検出する第2のステップと、検出した第1の絶対値及び第2の絶対値をそれぞれ硬判定する第3のステップとを設けるようにした。
【0031】
この結果この復調方法によれば、乗算回路等の複雑な回路を用いることなく、硬判定結果に基づいて差動符号化する前のデータを復調することができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【0033】
(1)第1の実施の形態
(1−1)基本原理
(1−1−1)位相差の検出
遅延検波方式による復調では、上述のように前シンボルの受信波IF1S(n−1)と現シンボルの受信波IF1との位相差を抽出する。
【0034】
この場合、前シンボルの受信波IF1S(n−1)をπ/4(=90〔°〕)だけ位相を遅らせて現シンボルの受信波IF1Snと重ねたものを半波長期間で観測すると、遅相後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)及び現シンボルの受信波IF1Sn間の元の位相差が0のときには図1(A)、π/2のときには図1(B)、πのときには図1(C)、3π/2のときには図1(D)のようになる。
【0035】
そして、この図1(A)〜図1(D)からも明らかなように、前シンボルの受信波IF1S(n−1)をπ/4だけ位相を遅らせて現シンボルの受信波IF1Snに重ねた場合、遅相後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)及び横軸が囲む部分(半波長期間内)の面積S1S(n−1)と、現シンボルの受信波IF1Sn及び横軸が囲む部分(半波長期間内)の面積S1Snとの面積差ΔS1 (=S1S(n−1)+S1Sn)は、振幅のセンタ(横軸)よりも上側を正の面積、下側を負の面積とし、これら正負面積の和の絶対値として計算するものとして、2種類存在することが分かる。従って、かかる面積差ΔS1Snに基づいて、遅相前の元の前シンボル及び現シンボル間の位相差を0又は3π/2と、π/2又はπとの2種類2値で判別することができる。
【0036】
同様にして、前シンボルの受信波IF1S(n−1)をπ/4とさらにπ/2(=90〔°〕)だけ位相を遅らせて現シンボルの受信波IF1Snと重ねたものを半波長期間で観測すると、前シンボルの受信波IF1S(n−1)及び現シンボルの受信波IF1Sn間の元の位相差が0のときには図2(A)、π/2のときには図2(B)、πのときには図2(C)、3π/2のときには図2(D)のようになる。
【0037】
従って、この図2(A)〜図2(D)からも明らかなように、前シンボルの受信波IF1S(n−1)をπ/4とさらにπ/2だけ位相を遅らせて現シンボルの受信波IF1Snに重ねた場合、遅相後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)及び横軸が囲む部分(半波長期間内)の面積S1S(n−1)´と、現シンボルの受信波IF1Sn及び横軸が囲む部分(半波長期間内)の面積S1Snとの面積差ΔS1Sn´(=S1S(n−1)´+S1Sn)は、振幅のセンタ(横軸)よりも上側を正の面積、下側を負の面積とし、これら正負面積の和の絶対値として計算するものとして、2種類存在することが分かる。従って、かかる面積差ΔS1Sn´に基づいて、前シンボル及び現シンボル間の元の位相差を0又はπ/2と、π又は3π/2との2種類2値で判別することができる。
【0038】
そこで、図1(A)の面積差状態を「1」、図1(B)の面積差状態を「0」と硬判定するものとし、図1について上述した面積差ΔS1Snの硬判定結果をI成分、図2について上述した面積差ΔS1Sn´の硬判定結果をQ成分とすると、図1及び図2から、元の前シンボル及び現シンボルの位相差に応じて図3(A)に示すようなI成分及びQ成分の硬判定結果の組合せパターンが得られる。
【0039】
この図3(A)からも明らかなように、I成分の硬判定結果及びQ成分の硬判定結果の組合せパターンは、前シンボル及び現シンボル間の元の位相差が0のとき、π/2のとき、πのとき及び3π/2のときのいずれの場合も異なる。従って、かかるI成分及びQ成分の各硬判定結果の組合せパターンに基づいて前シンボル及び現シンボル間の元の位相差を検出することができる。
【0040】
さらにこれを応用すれば、図3(A)より、図1について上述した面積差ΔS1Snを、前シンボルの受信波IF1S(n−1)をさらにπ/2だけ位相を遅らせて(すなわち合計で(π/4+π/2)だけ位相を遅らせて)求めると共に、これと同様にして、図2について上述した面積差ΔS1Sn´を、前シンボルの受信波IF1S(n−1)をさらにπ/2だけ位相を遅らせて(すなわち合計で{(π/4+π/2)+π/2}だけ位相を遅らせて)求め、これら面積差ΔS1Sn、ΔS1Sn´の硬判定を上述と同様に行うことにより、I成分及びQ成分の硬判定結果の組合せパターンを、図4に示すQPSK変調される前のグレイコード化されたデータと一致させることができる。
【0041】
なお、面積差ΔS1Sn,ΔS1Sn´を求めるに際して、上述のように前シンボルの受信波IF1S(n−1)の位相をπ/4だけ遅らせるのではなく、位相をπ/4だけ進ませるようにしても、I成分及びQ成分の各硬判定結果の組合せパターンとして、図3(B)に示すような図3(A)の各硬判定結果を反転した組合せパターンを得ることができる。
【0042】
よって、これを応用すれば、図3(B)より、図1について上述した面積差ΔS1Snを、前シンボルの受信波IF1S(n−1)をπ/2だけ遅らせて(すなわち合計で(−π/4+π/2)だけ位相を遅らせて)求めると共に、これと同様にして、図2について上述した面積差ΔS1Sn´を、前シンボルの受信波IF1S(n−1)をπ/2だけ遅らせて(すなわち合計で{(−π/4+π/2)+π/2}だけ位相を遅らせて)求め、これら面積差ΔS1Sn、ΔS1 ´の硬判定を上述と同様に行うことにより、I成分及びQ成分の硬判定結果の組合せパターンを図4に示すグレイコードと一致させることができる。
【0043】
以上のことから、受信波IF1S(n−1),IF1Snの1シンボル時間をT、受信波IF1S(n−1),IF1Snの1波長時間をtとして、現シンボルの受信波IF1Snと、次式
【0044】
【数3】
Figure 0004006690
【0045】
で与えられる時間T1だけ遅延させた前シンボルの受信波IF1S(n−1)との半波長期間分の面積差ΔS1Snを求めると共に、現シンボルの受信波IF1Snと、次式
【0046】
【数4】
Figure 0004006690
【0047】
で与えられる時間T1だけ遅延させた前シンボルの受信波IF1S(n−1)との半波長期間分の面積差ΔS1Sn´を求め、これら2つの面積差ΔS1Sn,ΔS1Sn´を硬判定することによって、QPSK変調される前のグレイコード化されたデータを復元できることが分かる。
【0048】
なお(3)式において、αの値は、受信波IF1S(n−1)がQPSK変調波である場合であって、図1(A)の面積差の状態を「1」、図1(B)の面積差の状態を「0」と硬判定するとき(図3(A))には「3」であり、図1(A)の面積差の状態を「0」、図1(B)の面積差の状態を「1」と硬判定するとき(図3(B))には「1」である。また受信波IF1S(n−1)がπ/4シフトQPSK変調波であるときには、既にπ/4だけ進相されていることから、図1(A)の面積差の状態を「1」、図1(B)の面積差の状態を「0」と硬判定するとき(図3(A))には「2」であり、図1(A)の面積差の状態を「0」、図1(B)の面積差の状態を「1」と硬判定するとき(図3(B))には「0」である。
【0049】
(1−1−2)面積と定積分(区分求積法)
ここで、「面積」と「定積分」との関係について説明する。
【0050】
図5において、次式
【0051】
【数5】
Figure 0004006690
【0052】
で囲まれた部分の面積Sは、区分求積法により求めることができる。
【0053】
具体的には、次式
【0054】
【数6】
Figure 0004006690
【0055】
の区間をn個の区分D,D,……,Dに等分し、図5に示すように、各区分D,D,……,Dごとにそれぞれ
【0056】
【数7】
Figure 0004006690
【0057】
で与えられる高さH,H,……,Hの長方形SQ,SQ,……,SQを考え、次式
【0058】
【数8】
Figure 0004006690
【0059】
のように、これらn個の長方形SQ,SQ,……,SQの面積の和Sを求めることにより実際の面積Sの近似値を求めることができる。
【0060】
また、(8)式において、nを限りなく大きくすると、1/nは「0」に限りなく近づくことから、面積Sとして1/3という答えを得ることができる。
【0061】
このように平面座標上の曲線等により取り囲まれた部分の面積は、区分求積法により近似計算できる。
【0062】
そこで、本願においては、上述の面積差ΔS1Sn,ΔS1Sn´の演算にこの区分求積法を利用することを考える。以下、これについて説明する。
【0063】
(1−1−3)区分求積法とサンプリング
区分求積法によれば、上述した現シンボルの受信波IF1Snにおける半波長分の面積S1Snは、図6に示すように、現シンボルの受信波IF1Snを一定間隔でサンプリングした場合における1サンプルデータ区間を一辺長とし、対応するサンプル値X,X,……を他辺長とする各長方形SQX1,SQX2,……の面積の総和と近似することができる。そして、この現シンボルの受信波IF1Snの半波長分の近似面積は、例えば1サンプルデータ区間の長さを「1」とすれば、各サンプル点におけるサンプル値X,X,……の総和として求めることができる。
【0064】
同様に、上述した(3)式又は(4)式で与えられる時間T1,T1だけ遅延させた後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)における半波長での面積S1Sn´は、前シンボルの受信波IF1S(n−1)を一定間隔でサンプリングした場合における1サンプルデータ区間を一辺長とし、対応するサンプル値Y,Y,……を他辺長とする各長方形SQY1,SQY2,……の面積の総和と近似することができ、これは、1サンプルデータ区間の長さを「1」とすれば、各サンプル点におけるサンプル値Y,Y,……の総和として求めることができる。
【0065】
従って、上述した現シンボルの受信波IF1Snと、半波長期間における遅延後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)間の面積差ΔS1Sn,ΔS1Sn´は、受信波IF1Snのセンタをゼロとし、これよりも上側を正の面積、下側を負の面積とした場合における現シンボルの受信波IF1Snの近似面積と、前シンボルの受信波IF1S(n−1)の近似面積との和(正負面積の和)の絶対値、すなわち現シンボルの受信波IF1Snを一定間隔で半波長期間分だけサンプリングした場合の各サンプル値X,X,……の総和と、前シンボルの受信波IF1S(n−1)を現シンボルの受信波IF1Snと同じ間隔でサンプリングした場合の各サンプル値Y,Y,……の総和とを加算した加算結果の絶対値として求めることができる。
【0066】
そこで本願においては、かかる面積差ΔS1Sn,ΔS1Sn´を、現シンボルの受信波IF1Snを一定間隔でサンプリングすることにより得られたサンプル値X,X,……と、(3)式又は(4)式で与えられる時間T1,T1だけ遅延させた前シンボルの受信波IF1S(n−1)をこれと同じタイミングでサンプリングすることにより得られたサンプル値Y,Y,……とを1サンプルデータ区間ごとに半波長期間分だけ順次算出し、その合計の絶対値を求めるようにして計算する。
【0067】
このため本願においては、現シンボルの受信波IF1Snのサンプリングと、前シンボルの受信波IF1S(n−1)のサンプリングのタイミングを常に同じにする必要があるが、この条件を満たすためNを任意の自然数として、受信波IF1Sn,IF1S(n−1)の1波長当り次式
【0068】
【数9】
Figure 0004006690
【0069】
で与えられる数のサンプルを得るようにする。
【0070】
例えば(9)式においてN=1とした場合、図7に示すように、現シンボル及び遅延後の前シンボル間の面積差ΔS1Sn,ΔS1Sn´は、現シンボルの受信波IF1Sn及び遅延後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)それぞれの2サンプル分のサンプル値X,X,Y,Yに基づいて計算することになる。
【0071】
(1−1−4)具体例
次に、上述の理論の具体例について説明する。ここでは、図7に示すように、受信波IF1Sn,IF1S(n−1)の1波長当り4個のサンプルを得る場合(上述の(9)式においてN=1の場合)について説明する。
【0072】
この場合、I成分について、図7のt=0における現シンボルの受信波IF1Snのサンプル値(位相が0のときのサンプル値)をX、これ以降π/2位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれX,X,……とし、(3)式で与えられる時間T1だけ遅延させて重ね合わせた前シンボルの受信波IF1S(n−1)のXと同じ時点でのサンプル値をY、これ以降π/2ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれY,Y,……とすると、現シンボルの受信波IF1Sn及び遅延後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)間の位相差がπ/4のときには、現シンボルの各サンプルのサンプル値X(=X,X,……)及び遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y(=Y,Y,……)は、それぞれ図8(A)に示す図表の2段目及び3段目の値となり、このとき対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)は4段目の値となる。さらに、このとき2サンプル分の「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|+|X+Y|,……)は、図8に示す図表の6段目の値となる。
【0073】
同様にして、I成分について、現シンボルの受信波IF1Snと、(3)式で与えられる時間T1だけ遅延させた前シンボルの受信波IF1S(n−1)との位相差が3π/4の場合、−3π/4の場合及び−π/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X、遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y、対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)及び2サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図8(B)〜図8(D)のようになる。
【0074】
一方、Q成分について、図7のt=0における現シンボルの受信波IF1Snのサンプル値(位相が0のときのサンプル値)をX、これ以降π/2位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれX,X,……とし、(4)式で与えられる時間T1だけ遅延させて重ね合わせたXと同じ時点での前シンボルのサンプル値をY、これ以降π/2位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれY,Y,……とすると、現シンボルの受信波IF1Sn及び遅延後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)間の位相差がπ/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X(=X,X,……)及び前シンボルの各サンプルのサンプル値Y(=Y,Y,……)は、それぞれ図9(A)に示す図表の2段目及び3段目の値となり、このとき対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)は、それぞれ4段目の値となる。さらに、このとき2サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図9(A)に示す図表の6段目の値となる。
【0075】
同様にして、Q成分について、現シンボルの受信波IF1Snと、(4)式で与えられる時間T1だけ遅延させた前シンボルの受信波IF1S(n−1)との位相差が3π/4の場合、−3π/4の場合及び−π/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X、遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y、対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)及び2サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図9(B)〜図9(D)のようになる。
【0076】
そして、これら図8(A)〜図8(D)及び図9(A)〜図9(D)からも明らかなように、この条件下において、2サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和が「1.00」の場合には「0」、「2.41」の場合には「1」と硬判定するようにすれば、位相差に対するI成分及びQ成分の判定結果として図10に示す関係が成立する。
【0077】
この図10からも明らかなように、かかる硬判定結果の組合せパターンは、前シンボルの受信波IF1S(n−1)及び現シンボルの受信波IF1Sn間の元の位相差に対するグレイコードと一致しており、従って、上述の手法によりQPSK変調信号を復調することができる。
【0078】
以下、この具体例を具現化した復調回路を搭載してなるワイヤレスマイクロホンシステムについて説明する。
【0079】
(1−2)本実施の形態によるワイヤレスマイクロホンシステム20の構成
(1−2−1)ワイヤレスマイクロホンシステム20の全体構成
図11において、20は全体として本実施の形態によるワイヤレスマイクロホンシステムを示す。
【0080】
このワイヤレスマイクロホンシステム20では、送信側21において、マイクロホン22から出力される音声信号S20をマイクアンプ23を介してアナログ/ディジタル変換回路24に入力する。
【0081】
アナログ/ディジタル変換回路24は、供給されるアナログ波形の音声信号S20をディジタル変換し、得られたディジタル音声信号S21をベースバンド処理回路25に送出する。
【0082】
ベースバンド処理回路25は、供給されるディジタル音声信号S21に対してデータ圧縮処理やイコライジング処理及びパケット処理等の各種所定の信号処理を施し、得られたベースバンド信号S22をディジタル変調回路26に送出する。
【0083】
ディジタル変調回路26は、供給されるベースバンド信号S22に対してディジタル/アナログ変換、ベースバンド信号帯域制限、QPSK変調等の所定の処理を順次施し、得られたアナログ波形のQPSK変調信号S23を周波数変換回路27に送出する。
【0084】
周波数変換回路27は、供給されるQPSK変調信号S23の周波数を送信用の所定周波数にまでアップコンバートし、得られた周波数変換変調信号S24をRF(Radio Frequency)アンプ28、帯域制限用のローパスフィルタ回路29及びアンテナ30を順次介して送信信号S25として受信側31に送信する。
【0085】
一方、受信側31においては、送信側21から送信される送信信号S25をアンテナ32を介して復調回路33に入力すると共に、この復調回路33において送信信号S25に対して所定のQPSK復調処理を施すことにより復調された上述のベースバンド信号S26を得、これをベースバンド処理回路34に送出する。
【0086】
ベースバンド処理回路34は、供給されるベースバンド信号S26に対してエラー訂正処理やパケットからのデータ抽出処理及び抽出したデータの伸張処理等の所定の信号処理を施し、得られたディジタル音声信号S27をディジタル/アナログ変換回路35に送出する。
【0087】
ディジタル/アナログ変換回路35は、供給されるディジタル音声信号S28をアナログ変換し、得られた音声信号S28をAFアンプ36を介してスピーカ37に送出する。この結果この音声信号S28に基づく音声がスピーカ37から出力される。
【0088】
このようにしてこのワイヤレスマイクロホンシステム20においては、送信側21のマイクロホン22により集音した音声を無線により受信側31に送信して、当該受信側31のスピーカ37から出力させることができるようになされている。
【0089】
(1−2−2)復調回路33の構成
ここで、受信側31の復調回路33においては、図53との対応部分に同一符号を付して示す図12に示すように構成されている。この場合、アナログ/ディジタル変換回路39は、クロック発生部38から供給されるQPSK変調信号S3の4倍の周波数を有するクロックCLK10に基づいて、IFフィルタ5から供給されるQPSK変調信号S3をその0、π/2、π及び3π/2の位相の信号成分が到来するタイミングで順次サンプリングし、得られたディジタルQPSK変調信号S29を、例えばLSI、FPGA又はDSP等でなるディジタル信号処理部40に送出する。
【0090】
ディジタル信号処理部40においては、図13に示すように、I成分面積差検出部50I、Q成分面積差検出部50Q、1シンボル遅延回路51、1サンプル遅延回路52、2サンプル遅延回路53、遅延積分検波部54、クロック再生回路55、硬判定部56、パラレル/シリアル変換回路57からなり、供給されるディジタルQPSK変調信号S29をI成分面積差検出部50Iの第1の加算回路60I及びQ成分面積差検出部50Qの第1の加算回路60Qと、1シンボル遅延回路51とに入力する。
【0091】
このとき1シンボル遅延回路51は、供給されるディジタルQPSK変調信号S29を上述の(3)式で与えられる時間T1(1シンボルと3π/4位相時間)分だけ遅延させ、得られた1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S31をI成分面積差検出部50Iの第1の加算回路60Iに供給する。
【0092】
かくして第1の加算回路60Iは、ディジタルQPSK変調信号S29及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S31をサンプルごとに順次加算し、得られた各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第1のI成分面積差信号S32Iを第1の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0093】
そして第1の絶対値演算回路61Iは、第1のI成分面積差信号S32Iの絶対値(図8の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のI成分面積差絶対値信号S33Iとして遅延積分検波部54のI成分用演算処理部62Iに送出する。
【0094】
また、このときI成分面積差検出部50Iの第2の加算回路60Iには、ディジタルQPSK変調信号S29を1サンプル遅延回路52において1サンプル時間分だけ遅延させてなるディジタルQPSK変調信号S30と、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S31を1サンプル遅延回路63において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S34が与えられる。
【0095】
かくして第2の加算回路60Iは、ディジタルQPSK変調信号S30及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S34をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S32Iよりも1サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第2のI成分面積差信号S32Iを第2の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0096】
そして第2の絶対値演算回路61Iは、第2のI成分面積差信号S32Iの絶対値(図8の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のI成分面積差絶対値信号S33Iとして遅延積分検波部54のI成分用演算処理部62Iに送出する。
【0097】
一方、1シンボル遅延回路51から出力される1シンボル遅延ディジタルQPSK信号S31は、2サンプル遅延回路53にも与えられる。そして2サンプル遅延回路53は、1シンボル遅延ディジタルQPSK信号S31をπ/2位相時間分だけ遅延させることにより、ディジタルQPSK変調信号S29を(4)式で与えられる時間T1(1シンボルと3π/4位相とπ/2位相時間)分だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S35を生成し、これをQ成分面積差検出部50Qの第1の加算回路60Qと、1サンプル遅延回路64とに送出する。
【0098】
かくして第1の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S29及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S35をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S32Iと同じ各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第1のQ成分面積差信号S32Qを第1の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0099】
そして第1の絶対値演算回路61Qは、第1のI成分面積差信号S32Qの絶対値(図8の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のQ成分面積差絶対値信号S33Qとして遅延積分検波部54のQ成分用演算処理部62Qに送出する。
【0100】
また、このときQ成分面積差検出部50Qの第2の加算回路60Qには、1サンプル遅延回路52から上述のディジタルQPSK変調信号S30が与えられ、1サンプル遅延回路64から1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S35を1サンプル時間分だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S36が与えられる。
【0101】
かくして第2の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S30及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S36をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S32Qよりも1サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第2のQ成分面積差信号S32Qを第2の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0102】
そして第2の絶対値演算回路61Qは、第2のQ成分面積差信号S32Qの絶対値(図8の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のQ成分面積差絶対値信号S33Qとして遅延積分検波部54のQ成分用演算処理部62Qに送出する。
【0103】
I成分用演算処理部62Iは、I成分面積差検出部50Iから供給される第1及び第2のI成分面積差絶対値信号S33I,S33Iを1サンプルおきに半波長分(2サンプル分)だけ累積加算し、得られたI成分の半波長期間での面積差(図8の|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すI成分軟判定検波信号S37Iをクロック再生回路55及び硬判定部56に送出する。
【0104】
同様にして、Q成分用演算処理部62Qは、Q成分面積差検出部50Qから供給される第1及び第2のQ成分面積差絶対値信号S33Q,S33Qを1サンプルおきに半波長分(2サンプル分)だけ累積加算し、得られたQ成分の半波長期間での面積差(図9の|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すQ成分軟判定検波信号S37Qをクロック再生回路55及び硬判定部56に送出する。
【0105】
クロック再生回路55においては、例えばDPLL構成でなり、供給されるI成分軟判定検波信号S37I及びQ成分軟判定検波信号S37Qに基づきベースバンドクロックを再生し、これを再生クロックCLK11として硬判定部56に送出する。
【0106】
硬判定部56は、I成分用演算処理部62Iから供給されるI成分軟判定検波信号S37Iと、Q成分用演算処理部62Qから供給されるQ成分軟判定検波信号S37Qとについて、それぞれ再生クロックCLK11の立上りエッジ又は立下りエッジが到来するタイミングで硬判定する。具体的には、図8及び図9を基に再生クロックCLK11の立上りエッジ又は立下りエッジに同期して、データが次式
【0107】
【数10】
Figure 0004006690
【0108】
により与えられる値よりも小さい場合には「0」、大きい場合には「1」と硬判定する。
【0109】
これにより硬判定部56は、かかる硬判定結果としてI成分及びQ成分について復調された硬判定された復調データを得、これらをパラレル/シリアル変換回路57においてパラレル/シリアル変換させた後、かくして得られた上述のベースバンド信号S26を後段のベースバンド処理部34に送出する。
【0110】
このようにして復調回路33は、アンテナ32を介して受信した送信信号S25を復調し得るようになされている。
【0111】
(1−3)本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、復調回路33では、ディジタルQPSK変調信号S29のある1サンプルデータ区間における上述の前シンボル及び現シンボル間の面積差と、それよりも1サンプル前の1サンプルデータ区間における上述の前シンボル及び現シンボル間の面積差とを、それぞれディジタル信号処理部40のI成分面積差検出部50I及びQ成分面積差検出部50QにおいてI成分及びQ成分についてそれぞれ検出し、これら検出結果に基づいて半波長期間での面積差をI成分及びQ成分ごとに遅延積分検波部54において算出し、当該算出結果をクロック再生回路55から出力される再生クロックCLK11の立上り又は立下りエッジに同期して硬判定部56において硬判定することによりQPSK変調される前のグレイコードを復元する。
【0112】
従って、このワイヤレスマイクロホンシステム20では、ディジタル信号処理部40において、従来のディジタル信号処理部1(図54)において必要であった第1及び第2の乗算回路11I,11Q(図54)や自動位相制御回路13(図54)並びに位相回転回路14(図54)等を必要とせず、またI成分軟判定検波信号S37I及びQ成分軟判定検波信号S37Qには高調波成分が含まれていないため後段においてローパスフィルタ等を必要とせず、その分全体としての回路規模を格段的に減少させ、かつ回路構成を格段的に簡易化及び省電力化させることができる。
【0113】
また、このワイヤレスマイクロホンシステム20では、ディジタル信号処理部40における遅延積分検波部54のI成分用演算処理部S37I及びQ成分用演算処理部S37Qからそれぞれ出力されるI成分軟判定検波信号S37I及びQ成分軟判定検波信号S37QがいわゆるRZ(Return to Zero)信号系となるため、クロック再生部55におけるベースバンドクロックのクロック再生が容易となる利点がある。
【0114】
さらに、このワイヤレスマイクロホンシステム20では、(3)式及び(4)式について上述したように、ディジタル信号処理部40の1シンボル遅延回路51によるディジタルQPSK変調信号S29の遅延時間T1,T1を変える(すなわち(3)式及び(4)式におけるαの値を変える)ことによって、QPSK変調された信号及びπ/4シフトQPSK変調された信号のいずれについても対応することができるため、汎用性が高いという利点がある。
【0115】
またこの場合において、受信側31(図11)においてπ/4シフトQPSK変調信号の復調を行う場合、復調波形は、I信号、Q信号と異なり、「0」及び「1」という2値で復調されることから、復調時のノイズマージンが高いという利点もある。
【0116】
以上の構成によれば、送信側21からの送信信号S25をアナログ/ディジタル変換してなるディジタルQPSK変調信号S29のある1サンプルデータ区間における上述の前シンボル及び現シンボル間の面積差と、それよりも1サンプル前の1サンプルデータ区間における上述の前シンボル及び現シンボル間の面積差とを、それぞれディジタル信号処理部40のI成分面積差検出部50I及びQ成分面積差検出部50QにおいてI成分及びQ成分について検出し、これら検出結果に基づいて半波長期間での面積差をI成分及びQ成分ごとに遅延積分検波部54においてそれぞれ算出し、さらにこれら算出結果を硬判定部56において再生クロックCLK11に同期して硬判定するようにしてQPSK変調される前のグレイコードを復元するようにしたことにより、全体としての回路規模を格段的に減少させ、かつ回路構成を格段的に簡易化させることができ、かくして全体としての回路規模を格段的に縮小化及び省電力化させ得る簡易な構成の復調回路を実現できる。
【0117】
(2)第2の実施の形態
(2−1)基本原理
次に、(9)式のNが1よりも大きい場合(N>1)について、図14に示すように、受信波の1周期につき8個のサンプルを得る場合(N=2)を例に説明する。
【0118】
この場合、I成分について、図14のt=0における現シンボルの受信波IF1Snのサンプル値(位相が0のときのサンプル値)をX、これ以降π/4位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれX,X,……とし、(3)式で与えられる時間T1だけ遅延させて重ね合わせた前シンボルの受信波IF1S(n−1)のXと同じ時点でのサンプル値をY、これ以降π/4位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれY,Y,……とすると、現シンボルの受信波IF1Sn及び遅延後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)間の位相差がπ/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X(=X,X,……)及び遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y(=Y,Y,……)は、それぞれ図15(A)に示す図表の2段目及び3段目の値となる。
【0119】
また、このとき例えば位相が0のサンプルを含む1サンプルおきにとった現シンボルの各サンプルのサンプル値X(=X,X,X,……)及びこれらとそれぞれ対応する前シンボルの各サンプルのサンプル値Y(=Y,Y,Y,……)による「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)は、それぞれ4段目の値となる。さらに、この「正負面積の和の絶対値」の2サンプル分の和(|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図15(A)に表す図表の6段目の値となる。
【0120】
同様にして、I成分について、現シンボルの受信波IF1Snと、(3)式で与えられる時間T1だけ遅延させた前シンボルの受信波IF1S(n−1)との位相差が3π/4の場合、−3π/4の場合及び−π/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X、遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y、対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)及び当該「正負面積の和の絶対値」の2サンプル分の和(|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図15(B)〜図15(D)のようになる。
【0121】
一方、Q成分について、図14のt=0における現シンボルの受信波IF1Snのサンプル値(位相が0のときのサンプル値)をX、これ以降π/4位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれX,X,……とし、(4)式で与えられる時間T1だけ遅延させて重ね合わせたXと同じ時点での前シンボルのサンプル値をY、これ以降π/4ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれY,Y,……とすると、現シンボルの受信波IF1Snと遅延後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)との位相差がπ/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X(=X,X,……)及び前シンボルの各サンプルのサンプル値Y(=Y,Y,……)は、それぞれ図16(A)に示す図表の2段目及び3段目の値となる。
【0122】
また、このとき例えば位相が0のサンプルを含む1サンプルおきにとった現シンボルの各サンプルのサンプル値X(=X,X,X,……)及びこれらとそれぞれ対応する前シンボルの各サンプルのサンプル値Y(=Y,Y,Y,……)の「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)は、それぞれ4段目の値となる。さらに、この「正負面積の和の絶対値」の2サンプル分の和(|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図16(A)に表す図表の6段目に示す値となる。
【0123】
同様にして、Q成分について、現シンボルの受信波IF1Snと、(4)式で与えられる時間T1だけ遅延させた前シンボルの受信波IF1S(n−1)との位相差が3π/4の場合、−3π/4の場合及び−π/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X、遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y、対応する1サンプルおきの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)及び当該「正負面積の和の絶対値」の2サンプル分の和(|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図16(B)〜図16(D)のようになる。
【0124】
そして、これら図15(A)〜図15(D)及び図16(A)〜図16(D)からも明らかなように、この条件下において、2サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和が「1.00」の場合には「0」、「2.41」の場合には「1」と硬判定するようにすれば、位相差に対するI成分及びQ成分の硬判定結果として図17に示す関係が成立し、I成分及びQ成分の硬判定結果の組合わせパターンをグレイコードと一致させることができる。
【0125】
(2−2)第2の実施の形態による復調回路60の構成
ここで図12との対応部分に同一符号を付して示す図18は、(9)式においてN=2の場合における上述の遅延積分検波処理を行い得る復調回路60の構成を示すものである。この復調回路60は、図11に示すワイヤレスマイクロホンシステム20の復調回路33に代えて適用される。
【0126】
この図18からも明らかなように、復調回路60は、クロック発生部61及びディジタル信号処理部62の構成が異なることを除いて第1の実施の形態による復調回路33(図12)と同様に構成されている。
【0127】
実際上、復調回路60において、クロック発生部61は、QPSK変調信号S3の8倍の周波数を有するクロックCLK20をアナログ/ディジタル変換回路39に送出する。そしてアナログ/ディジタル変換回路39は、このクロックCLK20に基づいて、QPSK受信信号S3の位相が0、π/4、π/2、3π/4、π、−3π/4、−π/2、−π/4の信号成分が到来するタイミングで当該QPSK変調信号S3をサンプリングし、得られたディジタルQPSK変調信号S40を例えばLSI、FPGA又はDSP等でなるディジタル信号処理部62に送出する。
【0128】
ディジタル信号処理部62においては、図13との対応部分に同一符号を付した図19に示すように、各1サンプル遅延回路52,63,64がそれぞれ2サンプル遅延回路71,72,73に置き換えられている点を除いて第1の実施の形態によるディジタル信号処理部40と同様に構成されており、供給されるディジタルQPSK変調信号S40をI成分面積差検出部70Iの第1の加算回路60I及びQ成分面積差検出部70Qの第1の加算回路60Qと、1シンボル遅延回路51とに入力する。
【0129】
この結果、I成分面積差検出部70Iの第1の加算回路60Iには、ディジタルQPSK変調信号S40を1シンボル遅延回路51において(3)式で与えられる時間T1(1シンボルと3π/4位相時間)分だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S42が与えられる。
【0130】
かくして第1の加算回路60Iは、ディジタルQPSK変調信号S40及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S42をサンプルごとに順次加算し、得られた各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第1のI成分面積差信号S42Iを第1の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0131】
そして第1の絶対値演算回路61Iは、第1のI成分面積差信号S42Iの絶対値(図15の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のI成分面積差絶対値信号S43Iとして遅延積分検波部54のI成分用演算処理部62Iに送出する。
【0132】
また、このときI成分面積差検出部70Iの第2の加算回路60Iには、ディジタルQPSK変調信号S40を2サンプル遅延回路71においてπ/2位相時間(2サンプル時間)分だけ遅延させてなるディジタルQPSK変調信号S41と、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S42を2サンプル遅延回路72において同じくπ/2位相時間(2サンプル時間)分だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S44が与えられる。
【0133】
かくして第2の加算回路60Iは、ディジタルQPSK変調信号S41及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S44をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S42Iよりも2サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第2のI成分面積差信号S42Iを第2の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0134】
そして第2の絶対値演算回路61Iは、第2のI成分面積差信号S42Iの絶対値(図15の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のI成分面積差絶対値信号S43Iとして遅延積分検波部54のI成分用演算処理部62Iに送出する。
【0135】
一方、1シンボル遅延回路51から出力される1シンボル遅延ディジタルQPSK信号S42は、2サンプル遅延回路53にも与えられる。そして2サンプル遅延回路53は、1シンボル遅延ディジタルQPSK信号S42をπ/2位相時間分だけ遅延させることにより、ディジタルQPSK変調信号S40を(4)式で与えられる時間T1(1シンボルと3π/4位相とπ/2位相時間)分だけ遅延させ、得られた1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S45をQ成分面積差検出部70Qの第1の加算回路60Qに送出する。
【0136】
かくして第1の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S40及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S45をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S42Iと同じ各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第1のQ成分面積差信号S42Qを第1の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0137】
そして第1の絶対値演算回路61Qは、第1のI成分面積差信号S42Qの絶対値(図16の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のQ成分面積差絶対値信号S43Qとして遅延積分検波部54のQ成分用演算処理部62Qに送出する。
【0138】
また、このときQ成分面積差検出部70Qの第2の加算回路60Qには、ディジタルQPSK変調信号S40を2サンプル遅延回路71においてπ/2位相時間(2サンプル時間)分だけ遅延させてなる上述のディジタルQPSK変調信号S41と、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S45を2サンプル遅延回路73においてπ/2位相時間(2サンプル時間)分だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S46が与えられる。
【0139】
かくして第2の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S41及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S46をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S42Qよりも2サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第2のQ成分面積差信号S42Qを第2の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0140】
そして第2の絶対値演算回路61Qは、第2のQ成分面積差信号S42Qの絶対値(図16の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のQ成分面積差絶対値信号S43Qとして遅延積分検波部54のQ成分用演算処理部62Qに送出する。
【0141】
I成分用演算処理部62Iは、図13について上述したように、I成分面積差検出部70Iから供給される第1及び第2のI成分面積差絶対値信号S43I,S43Iを1サンプルおきに半波長分(2サンプル分)だけ累積加算し、得られたI成分の半波長期間での面積差(図15の|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すI成分軟判定検波信号S47Iをクロック再生回路55及び硬判定部56に送出する。
【0142】
同様にして、Q成分用演算処理部62Qは、Q成分面積差検出部70Qから供給される第1及び第2のQ成分面積差絶対値信号S43Q,S43Qを1サンプルおきに半波長分(2サンプル分)だけ累積加算し、得られたQ成分の半波長期間での面積差(図16の|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すQ成分軟判定検波信号S44Qをクロック再生回路55及び硬判定部56に送出する。
【0143】
かくして再生回路55からは、図13について上述したように、再生されたベースバンドクロックが再生クロックCLK11として出力され、これが硬判定部56に与えられる。
【0144】
そして硬判定部56は、I成分用演算処理部62Iから供給されるI成分軟判定検波信号S47Iと、Q成分用演算処理部62Qから供給されるQ成分軟判定検波信号S47Qとについて、それぞれ再生クロックCLK11の立上りエッジ又は立下りエッジが到来するタイミングで硬判定する。具体的には、図15及び図16を基に再生クロックCLK11の立上りエッジ又は立下りエッジに同期して、データが(10)式により算出される値よりも小さい場合には「0」、大きい場合には「1」と硬判定する。
【0145】
これにより硬判定部56は、かかる硬判定結果としてI成分及びQ成分について硬判定された復調データを得、これをパラレル/シリアル変換回路57においてパラレル/シリアル変換させた後、かくして得られた上述のベースバンド信号S26を後段のベースバンド処理部34に送出する。
【0146】
このようにして復調回路60は、アンテナ32を介して受信した送信信号S25を復調し得るようになされている。
【0147】
(2−3)本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、復調回路60では、ディジタルQPSK変調信号S40のある1サンプルデータ区間における上述の前シンボル及び現シンボル間の面積差と、それよりも2サンプル前の1サンプルデータ区間における上述の前シンボル及び現シンボル間の面積差とを、それぞれディジタル信号処理部62のI成分面積差検出部70I及びQ成分面積差検出部70QにおいてI成分及びQ成分についてそれぞれ検出し、これら検出結果に基づいて半波長期間での面積差をI成分及びQ成分ごとに遅延積分検波部54において算出し、当該算出結果をクロック再生回路55から出力される再生クロックCLK11の立上り又は立下りエッジに同期して硬判定部56において硬判定することによりQPSK変調される前のグレイコードを復元する。
【0148】
従って、この復調回路60も、第1の実施の形態による復調回路33(図12)と同様に、ディジタル信号処理部62において、従来のディジタル信号処理部1(図54)において必要であった第1及び第2の乗算回路11I,11Q(図54)や自動位相制御回路13(図54)並びに位相回転回路14(図54)等を必要とせず、またI成分軟判定検波信号S47I及びQ成分軟判定検波信号S47Qには高調波成分が含まれていないため後段においてローパスフィルタ等を必要とせず、その分全体としての回路規模を格段的に減少させ、かつ回路構成を格段的に簡易化及び省電力化させることができる。
【0149】
また、この復調回路60の場合も、第1の実施の形態による復調回路33と同様に、ディジタル信号処理部40における遅延積分検波部54のI成分用演算処理部62I及びQ成分用演算処理部62Qからそれぞれ出力されるI成分軟判定検波信号S47I及びQ成分軟判定検波信号S47QがRZ信号系となるため、クロック再生部55におけるベースバンドクロックのクロック再生が容易となる利点がある。
【0150】
さらに、この復調回路60も、ディジタル信号処理部62の1シンボル遅延回路51によるディジタルQPSK変調信号S40の遅延時間T1,T1を変える(すなわち(3)式及び(4)式におけるαの値を変える)ことによって、QPSK変調された信号及びπ/4シフトQPSK変調された信号のいずれについても対応することができるため、汎用性が高いという利点がある。
【0151】
またこの場合において、復調回路60によりπ/4シフトQPSK変調信号の復調を行う場合、復調波形は、I信号、Q信号と異なり、「0」及び「1」という2値で復調されることから、復調時のノイズマージンが高いという利点もある。
【0152】
以上の構成によれば、QPSK変調信号S3をその8倍の周波数でディジタル変換してなるディジタルQPSK変調信号S40のある1サンプルデータ区間における上述の前シンボル及び現シンボル間の面積差と、それよりも2サンプル前の1サンプルデータ区間における上述の前シンボル及び現シンボル間の面積差とを、それぞれディジタル信号処理部62のI成分面積差検出部70I及びQ成分面積差検出部70QにおいてI成分及びQ成分について検出し、これら検出結果に基づいて半波長期間での面積差をI成分及びQ成分ごとに遅延積分検波部54においてそれぞれ算出し、さらにこれら算出結果を硬判定部56において再生クロックCLK11に同期して硬判定するようにしてQPSK変調される前のグレイコードを復元するようにしたことにより、全体としての回路規模を格段的に減少させ、かつ回路構成を格段的に簡易化させることができ、かくして全体としての回路規模を格段的に縮小化及び省電力化させ得る簡易な構成の復調回路を実現できる。
【0153】
(3)第3の実施の形態
(3−1)基本原理
次に、(9)式のNが1よりも大きい(N>1)場合について、図14に示すように、受信波の1波長につき8個のサンプルを得る場合(N=2)を例に説明する。この第3の実施の形態では、受信波の半波長期間内の全てのサンプルのサンプル値X,X,……、Y,Y,……に基づいて面積差を計算するようにして、遅延積分検波処理を行う。
【0154】
すなわち、I成分について、図14のt=0における現シンボルの受信波IF1Snのサンプル値(位相が0のときのサンプル値)をX、これ以降π/4位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれX,X,……とし、(3)式で与えられる時間T1だけ遅延させて重ね合わせた前シンボルの受信波IF1S(n−1)のXと同じ時点でのサンプル値をY、これ以降π/4位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれY,Y,……とすると、現シンボルの受信波IF1Sn及び遅延後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)間の位相差がπ/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X(=X,X,……)及び遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y(=Y,Y,……)は、それぞれ図20(A)に示す図表の2段目及び3段目の値となり、このとき対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)は、それぞれ4段目の値となる。さらに、このとき半波長期間内の連続する4サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+……+|X+Y|,……)は、それぞれ図20(A)に示す図表の6段目の値となる。
【0155】
同様にして、I成分について、現シンボルの受信波IF1Snと、(3)式で与えられる時間T1だけ遅延させた前シンボルの受信波IF1S(n−1)との位相差が3π/4の場合、−3π/4の場合及び−π/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X、遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y、対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)及び半波長期間内の連続する4サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+……+|X+Y|,……)は、それぞれ図20(B)〜図20(D)のようになる。
【0156】
一方、Q成分について、図14のt=0における現シンボルの受信波IF1Snのサンプル値(位相が0のときのサンプル値)をX、これ以降π/4位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれX,X,……とし、(4)式で与えられる時間T1だけ遅延させて重ね合わせたXと同じ時点での前シンボルのサンプル値をY、これ以降π/4ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれY,Y,……とすると、現シンボルの受信波IF1Snと遅延後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)との位相差がπ/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X(=X,X,……)及び前シンボルの各サンプルのサンプル値Y(=Y,Y,……)は、それぞれ図21(A)に示す図表の2段目及び3段目の値となり、このとき対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)は、それぞれ4段目の値となる。さらに、このとき半波長期間内の連続する4サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+……+|X+Y|,……)は、それぞれ図21(A)に示す図表の6段目の値となる。
【0157】
同様にして、Q成分について、現シンボルの受信波IF1Snと、(4)式で与えられる時間T1だけ遅延させた前シンボルの受信波IF1S(n−1)との位相差が3π/4の場合、−3π/4の場合及び−π/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X、遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y、対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)及び半波長期間内の連続する4サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+……+|X+Y|,……)は、それぞれ図21(B)〜図21(D)のようになる。
【0158】
そして、これら図20(A)〜図20(D)及び図21(A)〜図21(D)からも明らかなように、この条件下において、半波長期間内における全ての1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+……+|X+Y|,……)が「2.00」の場合には「0」、「4.82」の場合には「1」と硬判定するようにすれば、位相差に対するI成分及びQ成分の硬判定結果として図22に示す関係が成立し、I成分及びQ成分の硬判定結果の組合せパターンをグレイコードと一致させることができる。
【0159】
(3−2)第3の実施の形態による復調回路80の構成
ここで図23は、図11のワイヤレスマイクロホンシステム20の復調回路33に代えて適用される第3の実施の形態による復調回路80を示し、例えばLSI、FPGA又はDSP等として構成されたディジタル信号処理部81の構成が異なる点を除いて第2の実施の形態による復調回路60(図18)と同様に構成されている。
【0160】
ディジタル信号処理部81においては、図19との対応部分に同一符号を付した図24に示すように、I成分面積差検出部82I、Q成分面積差検出部82Q、1シンボル遅延回路51、第1〜第3の1サンプル遅延回路83〜83、遅延積分検波部84、クロック再生回路85、硬判定部86及びパラレル/シリアル変換回路57から構成されており、供給されるディジタルQPSK変調信号S40を1シンボル遅延回路51と、I成分面積差検出部82Iの第1の加算回路60I及びQ成分面積差検出部82Qの第1の加算回路60Qとにそれぞれ入力する。
【0161】
またディジタル信号処理部81においては、ディジタルQPSK変調信号S40を第1の1サンプル遅延回路83において1サンプル時間分だけ遅延させてなるディジタルQPSK変調信号S51をI成分面積差検出部82Iの第2の加算回路60I及びQ成分面積差検出部82Qの第2の加算回路60Qに入力すると共に、このディジタルQPSK変調信号S51を第2の1サンプル遅延回路83において1サンプル時間分だけ遅延させたディジタルQPSK変調信号S51をI成分面積差検出部82Iの第3の加算回路60I及びQ成分面積差検出部82Qの第3の加算回路60Qに入力し、さらにこのディジタルQPSK変調信号S51を第3の1サンプル遅延回路83において1サンプル時間分だけ遅延させたディジタルQPSK変調信号S51をI成分面積差検出部82Iの第4の加算回路60I及びQ成分面積差検出部82Qの第4の加算回路60Qに入力する。
【0162】
この結果、I成分面積差検出部82Iの第1の加算回路60Iは、図19について上述したように、ディジタルQPSK変調信号S40及びディジタルQPSK変調信号S42をサンプルごとに順次加算し、得られた各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第1のI成分面積差信号S52Iを第1の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0163】
そして第1の絶対値演算回路61Iは、第1のI成分面積差信号S52Iの絶対値(図20の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のI成分面積差絶対値信号S53Iとして遅延積分検波部84のI成分用演算処理部87Iに送出する。
【0164】
また、このときI成分面積差検出部82Iの第2の加算回路60Iには、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S42を1サンプル遅延回路88において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54が与えられる。
【0165】
かくして第2の加算回路60Iは、ディジタルQPSK変調信号S51及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S52Iよりも1サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第2のI成分面積差信号S52Iを第2の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0166】
そして第2の絶対値演算回路61Iは、第2のI成分面積差信号S52Iの絶対値(図20の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のI成分面積差絶対値信号S53Iとして遅延積分検波部84のI成分用演算処理部87Iに送出する。
【0167】
さらに、このときI成分面積差検出部82Iの第3の加算回路60Iには、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54を1サンプル遅延回路88において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54が与えられる。
【0168】
かくして第3の加算回路60Iは、ディジタルQPSK変調信号S51及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S53Iよりも2サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第3のI成分面積差信号S52Iを第3の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0169】
そして第3の絶対値演算回路61Iは、第3のI成分面積差信号S52Iの絶対値(図20の|X+Y|に相当)を算出し、これを第3のI成分面積差絶対値信号S53Iとして遅延積分検波部84のI成分用演算処理部87Iに送出する。
【0170】
同様にして、このときI成分面積差検出部82Iの第4の加算回路60Iには、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54を1サンプル遅延回路88において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54が与えられる。
【0171】
かくして第4の加算回路60Iは、ディジタルQPSK変調信号S51及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S52Iよりも3サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第4のI成分面積差信号S52Iを第4の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0172】
そして第4の絶対値演算回路61Iは、第4のI成分面積差信号S52Iの絶対値(図20の|X+Y|に相当)を算出し、これを第4のI成分面積差絶対値信号S53Iとして遅延積分検波部84のI成分用演算処理部87Iに送出する。
【0173】
一方、このときQ成分面積差検出部82Qの第1の加算回路60Qには、上述のようにI成分面積差検出部82Iの第2の1サンプル遅延回路88から出力される、ディジタルQPSK変調信号S40を(4)式で与えられる時間T1だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54が与えられる。
【0174】
かくして第1の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S40及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S42Iと同じ各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第1のQ成分面積差信号S52Qを第1の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0175】
そして第1の絶対値演算回路61Qは、第1のI成分面積差信号S52Qの絶対値(図21の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のQ成分面積差絶対値信号S53Qとして遅延積分検波部84のQ成分用演算処理部87Qに送出する。
【0176】
また、このときQ成分面積差検出部82Qの第2の加算回路60Qには、I成分面積差検出部82Iの第3の1サンプル遅延回路88から出力される、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54を1サンプル時間分だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54が与えられる。
【0177】
かくして第2の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S51及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S52Qよりも1サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第2のQ成分面積差信号S52Qを第2の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0178】
そして第2の絶対値演算回路61Qは、第2のQ成分面積差信号S52Qの絶対値(図21の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のQ成分面積差絶対値信号S53Qとして遅延積分検波部84のQ成分用演算処理部87Qに送出する。
【0179】
さらに、このときQ成分面積差検出部82Qの第3の加算回路60Qには、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54を1サンプル遅延回路88において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54が与えられる。
【0180】
かくして第3の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S51及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S52Qよりも2サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第3のQ成分面積差信号S52Qを第3の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0181】
そして第3の絶対値演算回路61Qは、第3のQ成分面積差信号S52Qの絶対値(図21の|X+Y|に相当)を算出し、これを第3のQ成分面積差絶対値信号S53Qとして遅延積分検波部84のQ成分用演算処理部87Qに送出する。
【0182】
同様にして、このときQ成分面積差検出部82Qの第4の加算回路60Qには、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54を1サンプル遅延回路88において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54が与えられる。
【0183】
かくして第4の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S51及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S54をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S52Qよりも3サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第4のQ成分面積差信号S52Qを第4の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0184】
そして第4の絶対値演算回路61Qは、第4のQ成分面積差信号S52Qの絶対値(図21の|X+Y|に相当)を算出し、これを第4のQ成分面積差絶対値信号S53Qとして遅延積分検波部84のQ成分用演算処理部87Qに送出する。
【0185】
I成分用演算処理部87Iは、供給される第1〜第4のI成分面積差絶対値信号S53I〜S53Iを4サンプルおきに半波長分(2サンプル分)だけ累積加算し、得られたI成分の半波長期間での面積差(図20の|X+Y|+……+|X+Y|,……に相当)を表すI成分軟判定検波信号S54Iをクロック再生回路85及び硬判定部86に送出する。
【0186】
同様にして、Q成分用演算処理部86Qは、供給される第1〜第4のQ成分面積差絶対値信号S53Q〜S53Qを4サンプルおきに半波長分(2サンプル分)だけ累積加算し、得られたQ成分の半波長期間での面積差(図21の|X+Y|+……+|X+Y|,……に相当)を表すQ成分軟判定検波信号S54Qをクロック再生回路85及び硬判定部86に送出する。
【0187】
クロック再生回路85においては、例えばDPLL構成でなり、供給されるI成分軟判定検波信号S54I及びQ成分軟判定検波信号S54Qに基づきベースバンドクロックを再生し、これを再生クロックCLK21として硬判定部86に送出する。
【0188】
そして硬判定部86は、I成分用演算処理部87Iから供給されるI成分軟判定検波信号S54Iと、Q成分用演算処理部87Qから供給されるQ成分軟判定検波信号S54Qとについて、それぞれ再生クロックCLK21の立上りエッジ又は立下りエッジが到来するタイミングで硬判定する。具体的には、図20及び図21を基に再生クロックCLK21の立上りエッジ又は立下りエッジに同期して、データが次式
【0189】
【数11】
Figure 0004006690
【0190】
により算出される値よりも小さい場合には「0」、大きい場合には「1」と硬判定する。
【0191】
これにより硬判定部86は、かかる硬判定結果としてI成分及びQ成分について硬判定された復調データを得、これをパラレル/シリアル変換回路57においてパラレル/シリアル変換させた後、かくして得られた上述のベースバンド信号S26を後段のベースバンド処理部34に送出する。
【0192】
このようにして復調回路80は、アンテナ32を介して受信した送信信号S25を復調し得るようになされている。
【0193】
(3−3)本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、復調回路80では、ディジタルQPSK変調信号S40のある1サンプルデータ区間における前シンボル及び現シンボル間の面積差と、それよりもそれぞれ1〜3サンプル前の各1サンプルデータ区間における前シンボル及び現シンボル間の面積差とを、それぞれディジタル信号処理部81のI成分面積差検出部82I及びQ成分面積差検出部82QにおいてI成分及びQ成分についてそれぞれ検出し、これら検出結果に基づいて半波長期間での面積差をI成分及びQ成分ごとに遅延積分検波部84において算出し、当該算出結果をクロック再生回路85から出力される再生クロックCLK21の立上り又は立下りエッジに同期して硬判定部86において硬判定することによりQPSK変調される前のグレイコードを復元する。
【0194】
従って、この復調回路80も、第1の実施の形態による復調回路40(図12)と同様に、ディジタル信号処理部81において、従来のディジタル信号処理部1(図54)において必要であった第1及び第2の乗算回路11I,11Q(図54)や自動位相制御回路13(図54)並びに位相回転回路14(図54)等を必要とせず、またI成分軟判定検波信号S54I及びQ成分軟判定検波信号S54Qには高調波成分が含まれていないため後段においてローパスフィルタ等を必要とせず、その分全体としての回路規模を格段的に減少させ、かつ回路構成を格段的に簡易化及び省電力化させることができる。
【0195】
また、この復調回路80においても、第1の実施の形態による復調回路33と同様に、ディジタル信号処理部81における遅延積分検波部84のI成分用演算処理部87I及びQ成分用演算処理部87Qからそれぞれ出力されるI成分軟判定検波信号S54I及びQ成分軟判定検波信号S54QがRZ信号系となるため、クロック再生部85におけるベースバンドクロックのクロック再生が容易となる利点がある。
【0196】
さらに、この復調回路80も、第1の実施の形態による復調回路33と同様に、ディジタル信号処理部81の1シンボル遅延回路51によるディジタルQPSK変調信号S40の遅延時間T1,T1を変える(すなわち(3)式及び(4)式におけるαの値を変える)ことによって、QPSK変調された信号及びπ/4シフトQPSK変調された信号のいずれについても対応することができるため、汎用性が高いという利点がある。
【0197】
またこの場合において、復調回路80によりπ/4シフトQPSK変調信号の復調を行う場合、復調波形は、I信号、Q信号と異なり、「0」及び「1」という2値で復調されることから、復調時のノイズマージンが高いという利点もある。
【0198】
以上の構成によれば、QPSK変調信号S3をその8倍の周波数でディジタル変換してなるディジタルQPSK変調信号S40のある1サンプルデータ区間における前シンボル及び現シンボル間の面積差と、それよりもそれぞれ1〜3サンプル前の各1サンプルデータ区間における前シンボル及び現シンボル間の面積差とを、それぞれディジタル信号処理部81のI成分面積差検出部82I及びQ成分面積差検出部82QにおいてI成分及びQ成分についてそれぞれ検出し、これら検出結果に基づいて半波長期間での面積差をI成分及びQ成分ごとに遅延積分検波部84において算出し、当該算出結果をクロック再生回路85から出力される再生クロックCLK21の立上り又は立下りエッジに同期して硬判定部86において硬判定することによりQPSK変調される前のグレイコードを復元するようにしたことにより、全体としての回路規模を格段的に減少させ、かつ回路構成を格段的に簡易化させることができ、かくして全体としての回路規模を格段的に縮小化及び省電力化させ得る簡易な構成の復調回路を実現できる。
【0199】
(4)第4の実施の形態
(4−1)基本原理
第1〜第3の実施の形態において、復調回路33,60,80(図12、図18、図23)内のアナログ/ディジタル変換回路39における最低サンプリング周期は、(9)式より、QPSK変調信号S3の周波数が例えば10〔MHz〕の場合には40〔MHz〕となる。
【0200】
このため、かかる遅延検波方式を採用した第1〜第3の実施の形態による復調回路33,60,80を構築するに際しては、動作周波数の高いアナログ/ディジタル変換回路39、クロック発生部38,61及びディジタル信号処理部40,62,81が必要となる。またディジタル信号処理部40,62,81内の1シンボル遅延回路51(図13、図19、図24)において1シンボル分のサンプル値を保存する必要があるため、例えばQPSK変調信号S3の周波数が10〔MHz〕でシンボルレートが192〔kHz〕の場合には208サンプル値のデータ保存が必要となり、その分の大きな容量のメモリが必要となる問題がある。
【0201】
そこで、本実施の形態においては、復調回路33、60、80内のIFフィルタ5(図12、図18、図23)から出力されるQPSK変調信号S3に対するサンプリング周期を下げる、つまりQPSK変調信号S3における半波長分の所定位相のサンプル値を、半波長よりも多い期間をかけてアンダーサンプリングにより取得することにより、かかる問題を解決するようにする。
【0202】
その一例としては、上述の遅延積分検波方式では受信波の0(又はπ)位相のサンプルと、π/2(又は3π/2)位相のサンプルとが必要であるため、これらを交互にサンプルできるように、mを任意の正の整数として、第1の実施の形態では上述の(2m+1)分の1、第2の実施の形態では上述の(4m+2)分の1、第3の実施の形態では上述の(4m+1)分の1のサンプリング周期でQPSK変調信号S3をサンプリングする。
【0203】
例えば、図25に示すように、第2の実施の形態について、m=1の場合には、時刻tに最初のサンプリングを行うときには、この後時刻t,t,t,t,……において順次サンプリングが行われる。またm=2の場合には、時刻tの最初のサンプリングに対して、この後次のサンプリングは時刻t,t,……に順次行われる。
【0204】
このように、第1〜第3の実施の形態では受信波の半波長分の面積差を2サンプリング(X,X)又は4サンプリング(X〜X)で演算していたが、本実施の形態においては、このようなサンプリング周期でサンプリングを行うことにより、例えば第1の実施の形態の場合には受信波半周期が2サンプルなので「X」の次サンプルは、受信波のm周期(2×mサンプル)とπ/2位相(1サンプル)後をサンプリングすることにより間引きすることができる。
【0205】
かかるサンプリングからの演算でI成分の検波が可能となる。またQ成分の検波を行うには、サンプリング点からπ/2位相ずれたサンプリングデータが欲しいので、別途、かかるサンプルクロックに対してπ/2シフトしたクロックでサンプリングすることによりQ成分の検波を行えば良い。
【0206】
なお、本実施の形態による遅延積分検波方式では、図26に示すように、1シンボルにつき、受信波の0位相のサンプルと、π/2位相のサンプルとが最低限必要であり、このことからサンプリング周期は少なくともシンボルレートの3倍以上でなければならない。従って、例えば192〔kHz〕のベースバンド変調された受信波を遅延積分検波する場合は次式
【0207】
【数12】
Figure 0004006690
【0208】
のように、576〔kHz〕がサンプリング周波数の最低値の理論限界となる。
【0209】
ただし、これはあくまでも理論限界であり、実際には受信波とベースバンド周波数の関係、フェージング等を検討しながら妥協点を探すこととなる。
【0210】
(4−2)第4の実施の形態による復調回路90の構成
ここで、図12との対応部分に同一符号を付して示す図27は、かかるアンダーサンプリングによる遅延積分検波処理を行うための具体的な復調回路90の構成を示すものである。
【0211】
この図27からも明らかなように、本実施の形態による復調回路90には、IFフィルタ5の後段にQPSK変調信号S3の0位相をサンプリングするための第1のアナログ/ディジタル変換回路91Aと、π/2位相をサンプリングするための第2のアナログ/ディジタル変換回路91Bとが設けられ、IFフィルタ5から出力されたQPSK変調信号S3をこれら第1及び第2のアナログ/ディジタル変換回路91A,91Bに入力する。
【0212】
このとき第1のアナログ/ディジタル変換回路91Aには、QPSK変調信号S3の周波数をfとし、mを予め設定された正の整数として、次式
【0213】
【数13】
Figure 0004006690
【0214】
の周波数の第1のクロックCLK30がクロック発生部92から与えられると共に、第2のアナログ/ディジタル変換回路91Bには、第1のクロックCLK30を遅延回路93においてQPSK変調信号S3の1/4波長時間に相当する時間だけ遅延させてなる第2のクロックCLK31が与えられる。
【0215】
かくして第1のアナログ/ディジタル変換回路91Aは、第1のクロックCLK30に基づいて、QPSK変調信号S3を、アンダーサンプリング周期で、かつ0〔°〕の位相が到来するタイミングで順次サンプリングすることによりディジタル変換し、得られたQPSK変調信号S3の0位相におけるサンプル値を、第1のディジタルQPSK変調信号S60Aとしてディジタル信号処理部94に送出する。
【0216】
また第2のアナログ/ディジタル変換回路91Bは、第2のクロックCLK31に基づいて、QPSK変調信号S3を、アンダーサンプリング周期で、かつπ/2(90〔°〕)の位相が到来するタイミングで順次サンプリングすることによりディジタル変換し、得られたQPSK変調信号S3のπ/2位相におけるサンプル値を第2のディジタルQPSK変調信号S60Bとしてディジタル信号処理部94に送出する。
【0217】
ディジタル信号処理部94においては、例えばLSI、FPGA又はDSP等で構成されており、図13との対応部分に同一符号を付した図28に示すように、ディジタルQPSK変調信号S60Aを1シンボル遅延回路100と、I成分面積差検出部101Iの第1の加算回路60I及び1サンプル遅延回路102と、Q成分面積差検出部101Qの第1の加算回路60Qとに入力すると共に、ディジタルQPSK変調信号S60Bを1シンボル遅延回路103に入力する。
【0218】
このとき1シンボル遅延回路100は、ディジタルQPSK変調信号S60Aを(3)式で与えられる時間T1(1シンボルと3π/4位相時間)分だけ遅延させ、得られた1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S61をI成分面積差検出部101Iの第1の加算回路60I及び1サンプル遅延回路104に送出する。
【0219】
かくしてI成分面積差検出部101Iの第1の加算回路60Iは、ディジタルQPSK変調信号S60Aと、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S61とをサンプルごとに順次加算し、得られた各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第1のI成分面積差信号S62Iを第1の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0220】
そして第1の絶対値演算回路61Iは、第1のI成分面積差信号S62Iの絶対値(図8の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のI成分面積差絶対値信号S63Iとして遅延積分検波部54のI成分用演算処理部62Iに送出する。
【0221】
また、このときI成分面積差検出部101Iの第2の加算回路60Iには、ディジタルQPSK変調信号S60Aを1サンプル遅延回路102において1アンダーサンプル時間分だけ遅延させてなるディジタルQPSK変調信号S64と、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S61を1サンプル遅延回路104において1アンダーサンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S65とが与えられる。
【0222】
かくしてI成分面積差検出部101Iの第2の加算回路60Iは、ディジタルQPSK変調信号S64と、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S65とをサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S62Iよりも1サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第2のI成分面積差信号S62Iを第2の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0223】
そして第2の絶対値演算回路61Iは、第2のI成分面積差信号S62Iの絶対値(図8の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のI成分面積差絶対値信号S63Iとして遅延積分検波部54のI成分用演算処理部62Iに送出する。
【0224】
一方、1シンボル遅延回路103は、供給されるディジタルQPSK変調信号S60Bを(4)式で与えられる時間T1(1シンボルと3π/4位相とπ/2位相時間)分だけ遅延させ、得られた1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S66をQ成分面積差検出部101Qの第1の加算回路60Q及び1サンプル遅延回路105に送出する。
【0225】
かくしてQ成分面積差検出部101Qの第1の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S60A及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S66とをサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S62Iと同じ各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第1のQ成分面積差信号S62Qを第1の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0226】
そして第1の絶対値演算回路61Qは、供給される第1のQ成分面積差信号S42Qの絶対値(図16の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のQ成分面積差絶対値信号S63Qとして遅延積分検波部54のQ成分用演算処理部62Qに送出する。
【0227】
また、このときQ成分面積差検出部101Qの第2の加算回路60Qには、上述のようにディジタルQPSK変調信号S40を1サンプル遅延回路102において1アンダーサンプル時間分だけ遅延させてなるディジタルQPSK変調信号S64と、1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S66を1サンプル遅延回路105において1アンダーサンプル時間分だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S67が与えられる。
【0228】
かくして第2の加算回路60Qは、ディジタルQPSK変調信号S64及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S67をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S62Qよりも1サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第2のQ成分面積差信号S62Qを第2の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0229】
そして第2の絶対値演算回路61Qは、供給される第2のQ成分面積差信号S62Qの絶対値(図16の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のQ成分面積差絶対値信号S63Qとして遅延積分検波部54のQ成分用演算処理部62Qに送出する。
【0230】
I成分用演算処理部62Iは、供給される第1及び第2のI成分面積差絶対値信号S63I,S63Iを1サンプルおきに半波長分(ただし、本実施の形態において半波長分は1サンプル分)だけ累積加算し、得られたI成分の半波長期間での面積差(図8の|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すI成分軟判定検波信号S68Iをクロック再生回路55及び硬判定部56に送出する。
【0231】
同様にして、Q成分用演算回路62Qは、供給される第1及び第2のQ成分面積差絶対値信号S63Q、S63Qをサンプルごとに半波長分だけ累積加算し(ただし、本実施の形態において半波長分は1サンプル分)、得られたQ成分の半波長期間での面積差(図9の|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すQ成分軟判定検波信号S68Qをクロック再生回路106及び硬判定部107に送出する。
【0232】
クロック再生回路106においては、例えばDPLL構成でなり、供給されるI成分軟判定検波信号S68I及びQ成分軟判定検波信号S68Qに同期したベースバンドクロックを再生し、これを再生クロックCLK32として硬判定部107に送出する。
【0233】
硬判定部107は、I成分用演算処理部62Iから供給されるI成分軟判定検波信号S68Iと、Q成分用演算処理部62Qから供給されるQ成分軟判定検波信号S68Qとについて、それぞれ再生クロックCLK32の立上りエッジ又は立下りエッジに同期して硬判定する。具体的には、図15及び図16を基に再生クロックCLK32の立上りエッジ又は立下りエッジに同期してデータが次式
【0234】
【数14】
Figure 0004006690
【0235】
よりも小さい場合には「0」、大きい場合には「1」と硬判定する。
【0236】
これにより硬判定部107は、かかる硬判定結果としてI成分及びQ成分について復調されたビットデータを得、これらをパラレル/シリアル変換回路57においてパラレル/シリアル変換させた後、かくして得られた上述のベースバンド信号S26を後段のベースバンド処理部34に送出する。
【0237】
このようにして復調回路33は、アンテナ32を介して受信した送信信号S25を復調し得るようになされている。
【0238】
(4−3)本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、この復調回路90では、IFフィルタ5(図27)から出力されるQPSK変調信号S3を第1の実施の形態による復調回路33(図12)に比べて低いサンプリング周期でサンプリングし、これを利用して遅延積分検波処理を実行する。
【0239】
従って、この復調回路90では、第1及び第2のアナログ/ディジタル変換回路91A,91Bや、クロック発生部92、ディジタル信号処理部94として動作周波数の高いものを必要とせず、またディジタル信号処理部94内の1シンボル遅延回路100,103や、1サンプル遅延回路104,105、I成分面積差検出部101I内の1サンプル遅延回路102内のメモリとして容量の大きなものを必要とせず、さらにはディジタル信号処理部94のハードウェア構成を簡易化しながら、その動作クロックの低減も図れるため、第1の実施の形態による復調回路33に比べて全体としての構成を簡易化、省電力化することができる。
【0240】
また、この復調回路90の場合も、第1の実施の形態による復調回路33と同様に、ディジタル信号処理部94における遅延積分検波部54のI成分用演算処理部62I及びQ成分用演算処理部62Qからそれぞれ出力されるI成分軟判定検波信号S68I及びQ成分軟判定検波信号S68QがRZ信号系となるため、クロック再生部106におけるベースバンドクロックのクロック再生が容易となる利点がある。
【0241】
さらに、この復調回路90も、ディジタル信号処理部94の1シンボル遅延回路100,103による第1及び第2のディジタルQPSK変調信号S60A,S60Bの遅延時間T1,T1を変える(すなわち(3)式及び(4)式におけるαの値を変える)ことによって、QPSK変調された信号及びπ/4シフトQPSK変調された信号のいずれについても対応することができるため、汎用性が高いという利点がある。
【0242】
またこの場合において、復調回路90によりπ/4シフトQPSK変調信号の復調を行う場合、復調波形は、I信号、Q信号と異なり、「0」及び「1」という2値で復調されることから、復調時のノイズマージンが高いという利点もある。
【0243】
以上の構成によれば、QPSK変調信号S3をアンダーサンプリングするようにしたことにより、第1及び第2のアナログ/ディジタル変換回路91A,91Bや、クロック発生部92、ディジタル信号処理部94として動作周波数の高いものを必要とせず、またディジタル信号処理部94における1シンボル遅延回路100,103や、1サンプル遅延回路104,105、I成分面積差検出部101I内の1サンプル遅延回路102内のメモリの容量を減少化させることができ、かくして全体としての回路規模をより一層と縮小化、省電力化させ得る簡易な構成の復調回路を実現できる。
【0244】
(5)第5の実施の形態
(5−1)基本原理
(5−1−1)位相差の検出
次に、受信波が8PSK変調波である場合の遅延積分検波処理について説明する。本実施の形態においては、位相をπ/8だけ遅相又は進相させた前シンボルの受信波IF2S(n−1)と、現シンボルの受信波IF2Snとの半波長期間における面積差に着目した。
【0245】
前シンボルの受信波IF2S(n−1)をπ/8(=22.5〔°〕)だけ位相を遅らせて現シンボルの受信波IF2Snと重ねたものを半波長期間で観測すると、遅相後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)及び現シンボルの受信波IF1Sn間の元の位相差が0、π/4、π/2、3π/4、π、−3π/4、−π及び−π/4のときに、それぞれ図29(A)〜図29(H)に示すようになる。
【0246】
そして、この図29(A)〜図29(H)からも明らかなように、前シンボルの受信波IF2S(n−1)をπ/8だけ位相を遅らせて重ねた場合、遅相後の前シンボルの受信波IF2S(n−1)及び横軸が囲む部分(半波長期間内)の面積S2S(n−1)と、現シンボルの受信波IF2Sn及び横軸が囲む部分(半波長期間内)の面積S2Snとの面積差ΔS2Sn(=S2S(n−1)+S2Sn)は、振幅のセンタ(横軸)よりも上側を正の面積、下側を負の面積とし、これら正負面積の和の絶対値として計算するものとして、4種類存在することが分かる。
【0247】
ここで、図29(A)及び図29(H)の状態の面積差ΔS2Snを「a」、図29(B)及び図29(G)の状態の面積差ΔS2Snを「b」、図29(C)及び図29(F)の状態の面積差ΔS2Snを「c」、図29(D)及び図29(E)の状態の面積差ΔS2Snを「d」とし、これら面積差状態を[I]信号軸にマッピングすると、図30に示すようになる。
【0248】
従って、かかる面積差ΔS2Snに基づいて、図31に示すように、遅相前の元の前シンボルの受信波IF2S(n−1)及び現シンボルの受信波IF2Sn間の位相差が0又は−π/4と、π/4又は−πと、π/2又は−3π/4と、3π/4又はπとのいずれであるかを判別することができる。
【0249】
同様にして、前シンボルの受信波IF2S(n−1)をπ/8とさらにπ/2(=90〔°〕)だけ位相を遅らせて現シンボルの受信波IF2Snと重ねたものを半波長で観測すると、遅相後の前シンボルの受信波IF1S(n−1)及び現シンボルの受信波IF1Sn間の元の位相差が0、π/4、π/2、3π/4、π、−3π/4、−π及び−π/4のときに、それぞれ図32(A)〜図32(H)に示すようになる。
【0250】
そして、この図32(A)〜図32(H)からも明らかなように、前シンボルの受信波IF2S(n−1)をπ/8とさらにπ/2だけ位相を遅らせて重ねた場合、遅相後の前シンボルの受信波IF2S(n−1)及び横軸が囲む部分(半波長期間内)の面積S2S(n−1)´と、現シンボルの受信波IF2Sn及び横軸が囲む部分(半波長期間内)の面積S2Snとの面積差ΔS2Sn´(=S2S(n−1)´+S2Sn)は、振幅のセンタ(横軸)よりも上側を正の面積、下側を負の面積とし、これら正負面積の和の絶対値として計算するものとして、4種類存在することが分かる。
【0251】
ここで、図32(B)及び図32(C)の状態の面積差ΔS2Sn´は図29(A)と同じであるので「a」、図32(A)及び図32(D)の状態の面積差ΔS2Sn´は図29(B)と同じであるので「b」図32(E)及び図32(H)の状態の面積差ΔS2Sn´は図29(C)と同じであるので「c」、図32(F)及び図32(G)の状態の面積差ΔS2Sn´は図29(D)と同じであるので「d」とし、これら面積差状態を[Q]信号軸にマッピングすると、図33に示すようになる。
【0252】
従って、かかる面積差ΔS2Sn´に基づいて、図34に示すように、遅相前の元の前シンボルの受信波IF2S(n−1)及び現シンボルの受信波IF2Sn間の位相差が0又は3π/4と、π/4又はπ/2と、π又は−π/4と、−3π/4又は−π/2とのいずれであるかを判別することができる。
【0253】
そこで、上述のように図29(A)の面積差状態を「a」、図29(B)の面積差状態を「b」、図29(C)の面積差状態を「c」、図29(D)の面積差状態を「d」と硬判定するものとし、面積差ΔS2Snの硬判定結果をI成分、差ΔS2Sn´の硬判定結果をQ成分すると、図31及び図34から、前シンボル及び現シンボル間の元の位相差に応じて図35に示すようなI成分及びQ成分の硬判定結果の組合せパターンが得られる。
【0254】
この図35からも明らかなように、I成分の硬判定結果及びQ成分の硬判定結果の組合せパターンは、前シンボル及び現シンボル間の元の位相差が0、π/4、π/2、3π/4、π、−3π/4、−π/2及び−π/4のいずれの場合も異なる。
【0255】
従って、かかるI成分及びQ成分の各硬判定結果の組合せパターンに基づいて、前シンボルの受信波IF2S(n−1)及び現シンボルの受信波IF2Snの位相差や、図35に示す図表の3段目又は4段目に示した8PSK変調される前のグレイコード化されていない(3段目)又はグレイコード化された(4段目)元のデータ(「000」、「001」等)を復調することができる。なお、図36に、I成分及びQ成分の各硬判定結果の組合せパターンと、前シンボル及び現シンボルの位相差と、各位相に対応するグレイコードとの関係を表す8PSKマッピング図を示す。
【0256】
以上のことから、受信波の1シンボル時間をT、受信波IF2Sn,IF2S(n−1)の1波長の時間をtとして、次式
【0257】
【数15】
Figure 0004006690
【0258】
で与えられる時間T2だけ遅延させた前シンボルの受信波IF2S(n−1)と、現シンボルの受信波IF2Snとの半波長期間での面積差ΔS2Snを求めると共に、次式
【0259】
【数16】
Figure 0004006690
【0260】
で与えられる時間T2だけ遅延させた前シンボルの受信波IF2S(n−1)と、現シンボルの受信波IF2Snとの半波長期間での面積差ΔS2Sn´を求め、これら2つの面積差ΔS2Sn,ΔS2Sn´を硬判定することによって、8PSK変調される前の元のグレイコードを得ることができることが分かる。なお、(15)式及び(16)式において、αの値は任意の奇数の自然数であり、通常は「1」である。
【0261】
(5−1−2)区分求積法とサンプリング
次に、上述の面積差ΔS2Sn,ΔS2Sn´の演算に区分求積法を利用する方法について説明する。
【0262】
区分求積法を利用すれば、図37に示すように、現シンボルの受信波IF2Snの半波長期間での面積S2Snは、現シンボルの受信波IF2Snを一定間隔でサンプリングした場合における各サンプル値X,X,……の総和として近似することができる。
【0263】
また(15)式又は(16)式で与えられる時間T2,T2だけ遅延させた後の前シンボルの受信波IF2S(n−1)の半波長期間での面積S2Sn,S2Sn´は、遅延後の前シンボルの受信波IF2S(n−1)を一定間隔でサンプリングした場合における各サンプル値Y,Y,……の総和として近似することができる。
【0264】
従って、かかる面積差ΔS2Sn,ΔS2Sn´は、第1〜第4の実施の形態の場合と全く同様に、現シンボルの受信波IF2Snを一定間隔でサンプリングすることにより得られた半波長期間内の各サンプルのサンプル値X,X,……と、(15)式又は(16)式で与えられる時間T2,T2だけ遅延させた前シンボルの受信波IF2S(n−1)を同じタイミングでサンプリングすることにより得られたサンプル値Y,Y,……とを1サンプルデータ区間ごとに順次算出し、その加算結果の絶対値を求めるようにして計算することができる。
【0265】
このためこの場合においても、現シンボルの受信波IF2Snのサンプリングと、前シンボルの受信波IF2S(n−1)とのサンプリングのタイミングを常に同じにする必要があるが、この条件を満たすためNを任意の自然数として、受信波IF2S(n−1),IF2Snの1周期当り次式
【0266】
【数17】
Figure 0004006690
【0267】
で与えられる数のサンプルを得るようにする。
【0268】
例えば(17)式においてN=1とした場合には、図37に示すように、現シンボル及び遅延後の前シンボル間の面積差ΔS2Sn,ΔS2Sn´は、現シンボルの受信波IF2Sn及び遅延後の前シンボルの受信波IF2S(n−1)それぞれの4サンプル分のサンプル値X〜X,Y〜Yに基づいて計算することになる。
【0269】
(5−1−3)具体例
次に、上述の理論の具体例について説明する。ここでは、(17)式において、N=2(図37)で、1つおきのサンプルを検波にしようとする場合について説明する。
【0270】
この場合、I成分について、図37のt=0における現シンボルの受信波IF2Snのサンプル値(位相が0のときのサンプル値)をX、これ以降π/8位相ごとのサンプル値を順次X,X,X,……とし、(15)式で与えられる時間T2だけ遅延させて重ね合わせた前シンボルの受信波IF2S(n−1 のXと同じ時点でのサンプル値をY、これ以降π/8位相ごとのサンプル値をそれぞれY,Y,……とすると、現シンボルの受信波IF2Sn及び遅延前の前シンボルの受信波IF2S(n−1)間の位相差が0の場合には、現シンボルの受信波IF2Snのサンプル値X(=X,X,……)及び遅延後の前シンボルの受信波IF2S(n−1)のサンプル値Y(=Y,Y,……)は、それぞれ図38(A)に示す図表の2段目及び3段目の値となり、このとき対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)は、それぞれ4段目の値となる。さらに、このとき1サンプルおき4サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図38(A)に示す図表の「面積和の絶対値」の欄内のそれぞれ対応する欄に記述された値となる。
【0271】
同様にして、I成分について、現シンボルの受信波IF2Snと、(15)式で与えられる時間T2だけ遅延させた前シンボルの受信波IF2S(n−1)との位相差がπ/4の場合、π/2の場合、3π/4の場合、πの場合、−3π/4の場合、−π/2の場合及び−π/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X、遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y、対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)、及び連続する4サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図39(A)、図40(A)、図41(A)、図42(A)、図43(A)、図44(A)、図45(A)のようになる。
【0272】
一方、Q成分について、図37のt=0における現シンボルの受信波IF2Snのサンプル値をX、これ以降π/8位相ごとの各サンプル値をそれぞれX,X,X,……とし、(16)式で与えられる時間T2だけ遅延させて重ね合わせたXと同じ時点での前シンボルのサンプル値をY、これ以降π/8位相ごとの各サンプルのサンプル値をそれぞれY,Y,……とすると、現シンボルの受信波IF2Sn及び遅延前の前シンボルの受信波IF2S(n−1)間の位相差が0の場合には、現シンボルの受信波IF2Snのサンプル値X(=X,X,……)及び遅延後の前シンボルの受信波IF2S(n−1)のサンプル値Y(=Y,Y,……)は、それぞれ図38(B)に示す図表の2段目及び3段目の値となり、このとき対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)は、それぞれ4段目の値となる。さらに、このとき連続する4サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図38(B)に示す「面積和の絶対値」の欄内のそれぞれ対応する欄に記述された値となる。
【0273】
同様にして、Q成分について、現シンボルの受信波IF2Snと、(16)式で与えられる時間T2だけ遅延させた前シンボルの受信波IF2S(n−1)との位相差がπ/4の場合、π/2の場合、3π/4の場合、πの場合、−3π/4の場合、−π/2の場合及び−π/4の場合には、現シンボルの各サンプルのサンプル値X、遅延後の前シンボルの各サンプルのサンプル値Y、対応する1サンプルごとの「正負面積の和の絶対値」(|X+Y|)、及び連続する4サンプル分の「正負面積の和の絶対値」の和(|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|,……)は、それぞれ図39(B)、図40(B)、図41(B)、図42(B)、図43(B)、図44(B)、図45(B)のようになる。
【0274】
そして、これら図38〜図45からも明らかなように、この条件下において、連続する4サンプル分(半波長分)の「正負面積の和の絶対値」の和が「5.02」の場合には「a」、「4.26」の場合には「b」、「2.84」の場合には「c」、「1.00」の場合には「d」と硬判定するようにすれば、位相差に対するI成分及びQ成分の硬判定結果として図46に示す図表の2段目(I)及び3段目(Q)の関係が成立する。
【0275】
従って、このI成分及びQ成分の硬判定結果の組合せパターンに基づいて現シンボルの受信波IF2Snと前シンボルの受信波IF2S(n−1)との位相差を検出でき、さらにこれら硬判定結果の組合せパターンに対してそれぞれこの図46の4段目〜6段目(D2〜D0)に示すグレイコードを対応付けることにより、8PSK変調信号を復調してなる遅延積分検波出力を得ることができる。
【0276】
(5−2)第5の実施の形態による復調回路110の構成
ここで、図12との対応部分に同一符号を付して示す図47は、(17)式においてN=2の場合における上述の遅延積分検波処理を行い得る復調回路110の構成を示すものである。この復調回路110は、図11に示すワイヤレスマイクロホンシステム20の送信側21においてデータがグレイコード化され、8PSK変調されて送信信号S25として送信される場合に、受信側31の復調回路33に代えて適用されるものである。
【0277】
この図47からも明らかなように、復調回路110においては、アンテナ32を介して受信した送信信号S25をLNA3を介してダウンコンバータ4に入力し、当該ダウンコンバータ4において送信信号S25の周波数を元の中間周波数にまでダウンコンバートする。そして、かくして得られた送信側において送信すべきデータを例えば8PSK変調等してなる8PSK変調信号S70をIFフィルタ5に送出する。
【0278】
IFフィルタ5は、供給される8PSK受信信号S70から不要な周波数帯域の信号成分を除去し、得られたノイズ除去後の8PSK変調信号S70でなる8PSK変調信号S71をアナログ/ディジタル変換回路39に送出する。
【0279】
このときアナログ/ディジタル変換回路39には、クロック発生部61から8PSK変調信号S71の16倍の周波数を有するクロックCLK40が与えられる。かくしてアナログ/ディジタル変換回路39は、このクロックCLK40に基づき、8PSK変調信号S71を、その0、π/4、π/2、3π/4、π、−3π/4、−π/2及び−π/4の位相が到来するタイミングで順次サンプリングし、得られたディジタル8PSK変調信号S72をディジタル信号処理部111に送出する。
【0280】
ディジタル信号処理部111は、例えばLSI、FPGA又はDSPとして形成されており、例えば図24との対応部分に同一符号を付して示す図48に示すように、I成分面積差検出部112I、Q成分面積差検出部112Q、1シンボル遅延回路113、第1〜第3の2サンプル遅延回路114〜114、遅延積分検波部115、クロック再生回路116、硬判定部117、2サンプル遅延回路119〜119及びパラレル/シリアル変換回路57から構成されている。
【0281】
そしてこのディジタル信号処理部111では、供給されるディジタル8PSK変調信号S72を1シンボル遅延回路113と、I成分面積差検出部112Iの第1の加算回路60I及びQ成分面積差検出部112Qの第1の加算回路60Qとにそれぞれ入力する。
【0282】
またディジタル信号処理部111においては、ディジタル8PSK変調信号S72を2サンプル遅延回路114において2サンプル時間分だけ遅延させたディジタル8PSK変調信号S73をI成分面積差検出部112Iの第2の加算回路60I及びQ成分面積差検出部112Qの第2の加算回路60Qに入力すると共に、このディジタル8PSK変調信号S73を2サンプル遅延回路114において2サンプル時間分だけ遅延させたディジタル8PSK変調信号S73をI成分面積差検出部112Iの第3の加算回路60I及びQ成分面積差検出部112Qの第3の加算回路60Qに入力し、さらにこのディジタル8PSK変調信号S73を2サンプル遅延回路114において2サンプル時間分だけ遅延させたディジタル8PSK変調信号S73をI成分面積差検出部112Iの第4の加算回路60I及びQ成分面積差検出部112Qの第4の加算回路60Qに入力する。
【0283】
このとき1シンボル遅延回路113は、供給されるディジタル8PSK変調信号S72を(15)式で与えられる時間T2(1シンボルとπ/8位相時間)分だけ遅延させ、得られた1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S74をI成分面積差検出部112Iの第1の加算回路60Iに送出する。
【0284】
かくしてI成分面積差検出部112Iの第1の加算回路60Iは、供給されるディジタル8PSK変調信号S72及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S74を1サンプルごとに順次加算し、得られた各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第1のI成分面積差信号S75Iを第1の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0285】
そして第1の絶対値演算回路61Iは、第1のI成分面積差信号S75Iの絶対値(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のI成分面積差絶対値信号S76Iとして遅延積分検波部115のI成分用演算処理部118Iに送出する。
【0286】
また、このときI成分面積差検出部112Iの第2の加算回路60Iには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S74を2サンプル遅延回路119において2サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77が与えられる。
【0287】
かくして第2の加算回路60Iは、2サンプル遅延ディジタル8PSK変調信号S73及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77を1サンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S75Iよりも2サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第2のI成分面積差信号S75Iを第2の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0288】
そして第2の絶対値演算回路61Iは、供給される第2のI成分面積差信号S75Iの絶対値(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のI成分面積差絶対値信号S76Iとして遅延積分検波部115のI成分用演算処理部118Iに送出する。
【0289】
さらに、このときI成分面積差検出部112Iの第3の加算回路60Iには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77を2サンプル遅延回路119において2サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77が与えられる。
【0290】
かくして第3の加算回路60Iは、供給されるディジタル8PSK変調信号S73及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S75Iよりも4サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第3のI成分面積差信号S75Iを第3の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0291】
そして第3の絶対値演算回路61Iは、第3のI成分面積差信号S75Iの絶対値(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第3のI成分面積差絶対値信号S76Iとして遅延積分検波部115のI成分用演算処理部118Iに送出する。
【0292】
同様にして、このときI成分面積差検出部112Iの第4の加算回路60Iには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77を2サンプル遅延回路119において2サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77が与えられる。
【0293】
かくして第4の加算回路60Iは、供給されるディジタル8PSK変調信号S73及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S75Iよりも6サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第4のI成分面積差信号S75Iを第4の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0294】
そして第4の絶対値演算回路61Iは、第4のI成分面積差信号S75Iの絶対値(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第4のI成分面積差絶対値信号S76Iとして遅延積分検波部115のI成分用演算処理部118Iに送出する。
【0295】
一方、このときQ成分面積差検出部112Qの第1の加算回路60Qには、上述のようにI成分面積差検出部112Iの第2の1サンプル遅延回路119から出力される、ディジタル8PSK変調信号S72を(16)式で与えられる時間T2だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77が与えられる。
【0296】
かくして第1の加算回路60Qは、ディジタル8PSK変調信号S72及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S75Iと同じ各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第1のQ成分面積差信号S75Qを第1の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0297】
そして第1の絶対値演算回路61Qは、第1のQ成分面積差信号S75Qの絶対値(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のQ成分面積差絶対値信号S76Qとして遅延積分検波部115のQ成分用演算処理部118Qに送出する。
【0298】
また、このときQ成分面積差検出部112Qの第2の加算回路60Qには、I成分面積差検出部112Iの第3の2サンプル遅延回路119から出力される、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77を2サンプル時間分だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77が与えられる。
【0299】
かくして第2の加算回路60Qは、供給されるディジタル8PSK変調信号S73及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S77をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S75Qよりも2サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第2のQ成分面積差信号S75Qを第2の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0300】
そして第2の絶対値演算回路61Qは、第2のQ成分面積差信号S75Qの絶対値(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のQ成分面積差絶対値信号S76Qとして遅延積分検波部115のQ成分用演算処理部118Qに送出する。
【0301】
さらに、このときQ成分面積差検出部112Qの第3の加算回路60Qには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77を2サンプル遅延回路119において2サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77が与えられる。
【0302】
かくして第3の加算回路60Qは、供給されるディジタル8PSK変調信号S73及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S75Qよりも4サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第3のQ成分面積差信号S75Qを第3の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0303】
そして第3の絶対値演算回路61Qは、第3のQ成分面積差信号S75Qの絶対値(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第3のQ成分面積差絶対値信号S76Qとして遅延積分検波部115のQ成分用演算処理部118Qに送出する。
【0304】
同様にして、このときQ成分面積差検出部112Qの第4の加算回路60Qには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77を2サンプル遅延回路119において2サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77が与えられる。
【0305】
かくして第4の加算回路60Qは、供給されるディジタル8PSK変調信号S73及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S77をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S75Qよりも6サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第4のQ成分面積差信号S75Qを第4の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0306】
そして第4の絶対値演算回路61Qは、第4のQ成分面積差信号S75Qの絶対値(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第4のQ成分面積差絶対値信号S76Qとして遅延積分検波部115のQ成分用演算処理部118Qに送出する。
【0307】
I成分用演算処理部118Iは、供給される第1〜第4のI成分面積差絶対値信号S76I〜S76Iを2サンプルおきに半波長分(4サンプル分)だけ累積加算し、得られたI成分の半波長期間での面積差(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すI成分軟判定検波信号S78Iをクロック再生回路116及び硬判定部117に送出する。
【0308】
同様にして、Q成分用演算処理部118Qは、供給される第1〜第4のQ成分面積差絶対値信号S76Q〜S76Qを2サンプルおきに半波長分(4サンプル分)だけ累積加算し、得られたQ成分の半波長期間での面積差(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|+|X+Y73|+|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すQ成分軟判定検波信号S78Qをクロック再生回路116及び硬判定部117に送出する。
【0309】
クロック再生回路116においては、例えばDPLL構成でなり、供給されるI成分軟判定検波信号S78I及びQ成分軟判定検波信号S78Qに基づきベースバンドクロックを再生し、これを再生クロックCLK41として硬判定部117に送出する。
【0310】
硬判定部117は、I成分用演算処理部118Iから供給されるI成分軟判定検波信号S78Iと、Q成分用演算処理部118Qから供給されるQ成分軟判定検波信号S78Qとについて、それぞれ再生クロックCLK41の立上りエッジ又は立下りエッジが到来するタイミングで硬判定する。
【0311】
具体的には、図38〜図45を基に再生クロックCLK41の立上りエッジ又は立下りエッジに同期して、そのときのI成分軟判定検波信号S78IやI成分軟判定検波信号S78Iの値Dが次式
【0312】
【数18】
Figure 0004006690
【0313】
の場合には「a」、次式
【0314】
【数19】
Figure 0004006690
【0315】
の場合には「b」、次式
【0316】
【数20】
Figure 0004006690
【0317】
の場合には「c」、次式
【0318】
【数21】
Figure 0004006690
【0319】
の場合には「d」と判定した後、図46のマッピングに従って硬判定を行う。
【0320】
これにより硬判定部117は、かかる硬判定結果として復調されたパラレルのビットデータを得、これをパラレル/シリアル変換回路57を介してシリアルに上述のディジタル信号処理音声信号S26として後段のディジタル音声処理部34(図11)に送出する。
【0321】
このようにして復調回路110は、アンテナ32を介して受信した送信信号S25を復調し得るようになされている。
【0322】
(5−3)本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、復調回路110では、ディジタル8PSK変調信号S72のある1サンプルデータ区間における前シンボル及び現シンボル間の面積差と、それよりもそれぞれ2,4,6サンプル前の各1サンプルデータ区間における前シンボル及び現シンボル間の面積差とを、それぞれディジタル信号処理部111のI成分面積差検出部112I及びQ成分面積差検出部112QにおいてI成分及びQ成分についてそれぞれ検出し、これら検出結果に基づいて半波長期間での面積差をI成分及びQ成分ごとに遅延積分検波部115において算出し、当該算出結果をクロック再生回路116から出力される再生クロックCLK41の立上り又は立下りエッジに同期して硬判定部117において硬判定することにより8PSK変調される前のグレイコードを復元する。
【0323】
従って、この復調回路110も、第1の実施の形態による復調回路40(図12)と同様に、ディジタル信号処理部81において、従来のディジタル信号処理部1(図54)において必要であった第1及び第2の乗算回路11I,11Q(図54)や自動位相制御回路13(図54)並びに位相回転回路14(図54)等を必要とせず、またI成分軟判定検波信号S78I及びQ成分軟判定検波信号S78Qには高調波成分が含まれていないため後段においてローパスフィルタ等を必要とせず、その分全体としての回路規模を格段的に減少させ、かつ回路構成を格段的に簡易化及び省電力化させることができる。
【0324】
以上の構成によれば、8PSK変調信号S71をその16倍の周波数でディジタル変換してなるディジタル8PSK変調信号S72のある1サンプルデータ区間における前シンボル及び現シンボル間の面積差と、それよりもそれぞれ2,4,6サンプル前の各1サンプルデータ区間における前シンボル及び現シンボル間の面積差とを、それぞれディジタル信号処理部111のI成分面積差検出部112I及びQ成分面積差検出部112QにおいてI成分及びQ成分についてそれぞれ検出し、これら検出結果に基づいて半波長期間での面積差をI成分及びQ成分ごとに遅延積分検波部115において算出し、当該算出結果をクロック再生回路116から出力される再生クロックCLK41の立上り又は立下りエッジに同期して硬判定部117において硬判定することにより8PSK変調される前のグレイコードを復元するようにしたことにより、全体としての回路規模を格段的に減少させ、かつ回路構成を格段的に簡易化させることができ、かくして全体としての回路規模を格段的に縮小化させ得る簡易な構成の復調回路を実現できる。
【0325】
(6)第6の実施の形態
(6−1)基本原理
第5の実施の形態において、復調回路110(図47)内のアナログ/ディジタル変換回路39における最低サンプリング周期は、遅延サンプリングにπ/8周期シフトしたサンプリングが必要なため、(17)式のNは2以上でないといけない。従って、例えば8PSK変調信号S71の周波数が10〔MHz〕の場合には、160〔MHz〕が最低サンプリング周期となる。
【0326】
このため、かかる遅延積分検波方式を採用した第5の実施の形態による復調回路110を構築するに際しては、動作周波数の高いアナログ/ディジタル変換回路39、クロック発生部61及びディジタル信号処理部111が必要となる。またディジタル信号処理部111では、1シンボル遅延回路113(図48)が1シンボル分のサンプル値を保存する必要があるため、例えば8PSK変調信号S71の周波数が10〔MHz〕でシンボルレートが192〔kHz〕の場合には416サンプル値のデータ保存が必要となり、その分大きな容量のメモリが必要となる問題がある。
【0327】
そこで、本実施の形態においては、第5の実施の形態による復調回路110内のIFフィルタ5(図47)から出力される8PSK変調信号S71を第1のアナログ/ディジタル変換器においてアンダーサンプリングすると共に、8PSK変調信号S71のπ/8周期分ずらしたサンプリング周波数で第2のアナログ/ディジタル変換器においてアンダーサンプリングすることにより、動作周波数を下げ、ディジタル信号処理部111内の1シンボル遅延回路113内のメモリ容量を低減する。
【0328】
一例としては、8PSK変調信号S71に対する遅延積分検波処理では受信波の0位相、π位相、π/2位相及び3π/2位相の合計4つのサンプルと、これらにそれぞれ対応する1シンボルとπ/8位相時間分だけ遅延した合計4つのサンプルとが最低限必要である。そのため、第1のアナログ/ディジタル変換器では、これらを順次サンプリングできるように、mを任意の正の整数として、IFフィルタ5(図47)から出力される8PSK変調信号S71に対するサンプリング周期を上述の(4m+2)分の1となるようにすると共に、第2のアナログ/ディジタル変換器では、かかるサンプリング周期に対してπ/8シフトしたサンプルを別のアナログ/ディジタル変換器においてサンプリングする。
【0329】
例えば、図49に示すように、m=1の場合には、第1のアナログ/ディジタル変換器で時刻t10に最初のサンプリングを行うときには、この後時刻t11,t13,……において順次サンプリングが行われ、第2のアナログ/ディジタル変換器では、そのサンプルに対してπ/8シフトしたタイミングでサンプリングが行われる。またm=2の場合には、第1のアナログ/ディジタル変換器で時刻t10の最初のサンプリングに対して、この後次のサンプリングは時刻t12,……に順次行われ、第2のアナログ/ディジタル変換器では、そのサンプルに対してπ/8シフトしたタイミングでサンプリングが行われる。
【0330】
このように、上述の条件の下でmの値を選定することによって、受信波の0位相、π位相、π/2位相及び3π/2位相を順次サンプリングし、同時にπ/8シフトした遅延サンプルもサンプリングすることができ、これにより低いサンプリングで遅延積分検波処理を行うことができる。
【0331】
なお、かかる遅延積分検波方式では、図50に示すように、1シンボル当り、受信波の0位相、π位相、π/2位相及び3π/2位相の最低4つのサンプルと、1シンボルとπ/8位相時間分だけ遅延した4つのサンプルとが必要であり、このことからサンプリング周期としては少なくともシンボルレートの5倍、例えば192〔kHz〕のベースバンド変調された受信波を遅延積分検波する場合は次式
【0332】
【数22】
Figure 0004006690
【0333】
のように960〔kHz〕がサンプリング周波数の最低値の理論限界となる。
【0334】
ただし、これはあくまでも理論限界であり、実際には受信波とベースバンド周波数の関係、フェージング等を検討しながら妥協点を探すこととなる。
【0335】
(6−2)第6の実施の形態による復調回路120の構成
ここで、図47との対応部分に同一符号を付して示す図51は、かかるアンダーサンプリングによる遅延積分検波処理を行うための具体的な復調回路120の構成を示すものである。
【0336】
この図51からも明らかなように、本実施の形態による復調回路120には、IFフィルタ5の後段に8PSK変調信号S71の0位相をサンプリングするための第1のアナログ/ディジタル変換回路121Aと、そのサンプルに対してπ/8シフトした8PSK変調信号S71をサンプリングするための第2のアナログ/ディジタル変換回路121Bとが設けられ、IFフィルタ5から出力された8PSK変調信号S71をこれら第1及び第2のアナログ/ディジタル変換回路121A,121Bに入力する。
【0337】
このとき第1のアナログ/ディジタル変換回路121Aには、8PSK変調信号S71の周波数をfとし、mを予め設定された正の整数として、次式
【0338】
【数23】
Figure 0004006690
【0339】
で与えられる第1のクロックCLK50がクロック発生部122から与えられると共に、第2のアナログ/ディジタル変換回路121Bには、第1のクロックCLK50を遅延回路123において1/16波長時間に相当する時間だけ遅延させてなる第2のクロックCLK51が与えられる。
【0340】
かくして第1のアナログ/ディジタル変換回路121Aは、第1のクロック50に基づいて、8PSK変調信号S71をアンダーサンプリングすることによりディジタル変換し、得られた8PSK変調信号S71の現シンボルにおけるサンプル値を第1のディジタル8PSK変調信号S80Aとしてディジタル信号処理部124に送出する。
【0341】
また第2のアナログ/ディジタル変換回路121Bは、第2のクロックCLK51に基づいて、8PSK変調信号S71を、π/8シフトしたタイミングで順次サンプリングすることによりディジタル変換し、得られた8PSK変調信号S71におけるπ/8シフトしたサンプル値を第2のディジタル8PSK変調信号S80Bとしてディジタル信号処理部124に送出する。
【0342】
ディジタル信号処理部124においては、例えばLSI、FPGA又はDSPとして形成されており、例えば図48との対応部分に同一符号を付した図52に示すように、I成分面積差検出部125I、Q成分面積差検出部125Q、1シンボル遅延回路113、第1〜第3の1サンプル遅延回路126〜126、第1〜第5の1サンプル遅延回路127〜127、遅延積分検波部115、クロック再生回路128、硬判定部117及びパラレル/シリアル変換回路57から構成されている。
【0343】
そしてディジタル信号処理部124では、供給される第1のディジタル8PSK変調信号S80AをI成分面積差検出部125Iの第1の加算回路60I及びQ成分面積差検出部125Qの第2の加算回路60Qに入力する。
【0344】
またディジタル信号処理部124では、第1のディジタル8PSK変調信号S80Aを第1の1サンプル遅延回路126において1サンプル時間分だけ遅延させたディジタル8PSK変調信号S81をI成分面積差検出部125Iの第2の加算回路60I及びQ成分面積差検出部125Qの第2の加算回路60Qに入力すると共に、このディジタル8PSK変調信号S81を第2の1サンプル遅延回路126において1サンプル時間分だけ遅延させたディジタル8PSK変調信号S81をI成分面積差検出部125Iの第3の加算回路60I及びQ成分面積差検出部125Qの第3の加算回路60Qに入力し、さらにこのディジタル8PSK変調信号S81を第3の1サンプル遅延回路126において1サンプル時間分だけ遅延させたディジタル8PSK変調信号S81をI成分面積差検出部125Iの第4の加算回路60I及びQ成分面積差検出部125Qの第4の加算回路60Qに入力する。
【0345】
さらにディジタル信号処理部124では、供給される第2のディジタル8PSK変調信号S80Bを1シンボル遅延回路113に入力し、当該1シンボル遅延回路113において(15)式で与えられる時間T2(1シンボルとπ/8位相時間)分だけ遅延させ、得られた1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S82をI成分面積差検出部125Iの第1の加算回路60Iに与える。
【0346】
かくしてI成分面積差検出部125Iの第1の加算回路60Iは、供給される第1のディジタル8PSK変調信号S80A及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S82をサンプルごとに順次加算し、得られた各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第1のI成分面積差信号S83Iを第1の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0347】
そして第1の絶対値演算回路61Iは、第1のI成分面積差信号S83Iの絶対値(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のI成分面積差絶対値信号S84Iとして遅延積分検波部115のI成分用演算処理部118Iに送出する。
【0348】
また、このときI成分面積差検出部112Iの第2の加算回路60Iには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S82を1サンプル遅延回路127において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85が与えられる。
【0349】
かくして第2の加算回路60Iは、ディジタル8PSK変調信号S81及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S83Iよりも1サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第2のI成分面積差信号S83Iを第2の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0350】
そして第2の絶対値演算回路61Iは、第2のI成分面積差信号S83Iの絶対値(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のI成分面積差絶対値信号S84Iとして遅延積分検波部115のI成分用演算処理部118Iに送出する。
【0351】
さらに、このときI成分面積差検出部125Iの第3の加算回路60Iには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85を1サンプル遅延回路127において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85が与えられる。
【0352】
かくして第3の加算回路60Iは、供給されるディジタル8PSK変調信号S81及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S83Iよりも2サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第3のI成分面積差信号S83Iを第3の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0353】
そして第3の絶対値演算回路61Iは、第3のI成分面積差信号S83Iの絶対値(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第3のI成分面積差絶対値信号S84Iとして遅延積分検波部115のI成分用演算処理部118Iに送出する。
【0354】
同様にして、このときI成分面積差検出部125Iの第4の加算回路60Iには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85を1サンプル遅延回路127において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85が与えられる。
【0355】
かくして第4の加算回路60Iは、供給されるディジタル8PSK変調信号S81及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S83Iよりも3サンプル前の各1サンプルデータ区間でのI成分についての面積差を表す第4のI成分面積差信号S83Iを第4の絶対値演算回路61Iに送出する。
【0356】
そして第4の絶対値演算回路61Iは、供給される第4のI成分面積差信号S83Iの絶対値(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第4のI成分面積差絶対値信号S84Iとして遅延積分検波部115のI成分用演算処理部118Iに送出する。
【0357】
一方、このときQ成分面積差検出部125Qの第1の加算回路60Qには、上述のようにI成分面積差検出部125Iの第2の1サンプル遅延回路127から出力される、第1のディジタル8PSK変調信号S80Aを(16)式で与えられる時間T2だけ遅延させたのと同様の位相状態の1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85が与えられる。
【0358】
かくして第1の加算回路60Qは、第1のディジタル8PSK変調信号S80A及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のI成分面積差信号S83Iと同じ各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第1のQ成分面積差信号S83Qを第1の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0359】
そして第1の絶対値演算回路61Qは、供給される第1のQ成分面積差信号S83Qの絶対値(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第1のQ成分面積差絶対値信号S84Qとして遅延積分検波部115のQ成分用演算処理部118Qに送出する。
【0360】
また、このときQ成分面積差検出部125Qの第2の加算回路60Qには、I成分面積差検出部125Iの第3の1サンプル遅延回路127から出力される、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85を1サンプル時間分だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85が与えられる。
【0361】
かくして第2の加算回路60Qは、供給されるディジタル8PSK変調信号S81及び1シンボル遅延ディジタルQPSK変調信号S85をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S83Qよりも1サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第2のQ成分面積差信号S83Qを第2の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0362】
そして第2の絶対値演算回路61Qは、第2のQ成分面積差信号S83Qの絶対値(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第2のQ成分面積差絶対値信号S84Qとして遅延積分検波部115のQ成分用演算処理部118Qに送出する。
【0363】
さらに、このときQ成分面積差検出部125Qの第3の加算回路60Qには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85を1サンプル遅延回路127において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85が与えられる。
【0364】
かくして第3の加算回路60Qは、供給されるディジタル8PSK変調信号S81及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S83Qよりも2サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第3のQ成分面積差信号S83Qを第3の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0365】
そして第3の絶対値演算回路61Qは、第3のQ成分面積差信号S83Qの絶対値(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第3のQ成分面積差絶対値信号S84Qとして遅延積分検波部115のQ成分用演算処理部118Qに送出する。
【0366】
同様にして、このときQ成分面積差検出部125Qの第4の加算回路60Qには、1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85を1サンプル遅延回路127において1サンプル時間だけ遅延させてなる1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85が与えられる。
【0367】
かくして第4の加算回路60Qは、供給されるディジタル8PSK変調信号S81及び1シンボル遅延ディジタル8PSK変調信号S85をサンプルごとに順次加算し、得られた第1のQ成分面積差信号S83Qよりも3サンプル前の各1サンプルデータ区間でのQ成分についての面積差を表す第4のQ成分面積差信号S83Qを第4の絶対値演算回路61Qに送出する。
【0368】
そして第4の絶対値演算回路61Qは、第4のQ成分面積差信号S83Qの絶対値(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|に相当)を算出し、これを第4のQ成分面積差絶対値信号S84Qとして遅延積分検波部115のQ成分用演算処理部118Qに送出する。
【0369】
I成分用演算処理部118Iは、図48について上述したように、供給される第1〜第4のI成分面積差絶対値信号S84I〜S84Iを1サンプルおきに半波長分(4サンプル分)だけ累積加算し、得られたI成分の半波長期間での面積差(図38(A)〜図45(A)の|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すI成分軟判定検波信号S86Iをクロック再生回路128及び硬判定部117に送出する。
【0370】
同様に、Q成分用演算処理部118Qは、図48について上述したように、供給される第1〜第4のQ成分面積差絶対値信号S84Q〜S84Qを1サンプルおきに半波長分(4サンプル分)だけ累積加算し、得られたQ成分の半波長期間での面積差(図38(B)〜図45(B)の|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|+|X+Y|,……に相当)を表すQ成分軟判定検波信号S86Qをクロック再生回路128及び硬判定部117に送出する。
【0371】
クロック再生回路128においては、例えばDPLL構成でなり、供給されるI成分軟判定検波信号S86I及びQ成分軟判定検波信号S86Qに基づきベースバンドクロックを再生し、これを再生クロックCLK52として硬判定部117に送出する。
【0372】
この結果、硬判定部117において、図48について上述した硬判定処理が行われ、かくして得られた復調されたパラレルのビットデータがパラレル/シリアル変換回路57を介してシリアルのベースバンド信号S26として後段のディジタル音声処理部34(図11)に送出される。
【0373】
このようにして復調回路120は、アンテナ32を介して受信した送信信号S25を復調し得るようになされている。
【0374】
(6−3)本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、この復調回路120では、IFフィルタ5(図51)から出力される8PSK変調信号S71(図51)を第5の実施の形態による復調回路110(図47)に比べて低いサンプリング周期でサンプリングし、これを利用して遅延積分検波処理を実行する。
【0375】
従って、この復調回路120では、第1及び第2のアナログ/ディジタル変換回路121A,121Bや、クロック発生部122、ディジタル信号処理部124として動作周波数の高いものを必要とせず、またディジタル信号処理部124における1シンボル遅延回路113や、1サンプル遅延回路126〜126,127〜127内のメモリとして容量の大きなものを必要とせず、さらにはディジタル信号処理部124のハードウェア構成を簡易化しながら、その動作クロックの低減も図れるため、第5の実施の形態による復調回路110に比べて全体としての構成を簡易化、省電力化することができる。
【0376】
以上の構成によれば、8PSK変調信号S71をアンダーサンプリングするようにしたことにより、第1及び第2のアナログ/ディジタル変換回路121A,121Bや、クロック発生部122、ディジタル信号処理部124として動作周波数の高いものを必要とせず、またディジタル信号処理部124における1シンボル遅延回路113や、1サンプル遅延回路126〜126,127〜127内のメモリの容量を減少化させることができ、かくして全体としての回路規模をより一層と縮小化、省電力化させ得る簡易な構成の復調回路を実現できる。
【0377】
(7)他の実施の形態
なお、上述の第1〜第6の実施の形態においては、本発明を図11のように構成されたワイヤレスマイクロホンシステム20に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のシステムや機器等に広く適用することができる。
【0378】
また上述の第1〜第6の実施の形態においては、サンプリング手段としてのアナログ/ディジタル変換回路39等のサンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値X(図8等)の合計値と、遅延時間T1,T2(第1の所定時間)だけ遅延させた前シンボルの対応するサンプル値Y(図8等)の合計値との和の絶対値(図8の|X+Y|+|X+Y|,……等)でなる第1の面積差を検出する第1の面積差検出手段を、図13、図19、図24、図28、図48又は図52について上述したI成分面積差検出部50I,70I,82I,101I,112Iと、遅延積分検波部54,84,115のI成分用演算処理部62I,87I,118Iとなどにより構築するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばソフトウェア構成などを含めて、この他種々の構成を広く適用することができる。
【0379】
同様に、上述の第1〜第6の実施の形態においては、サンプリング手段としてのアナログ/ディジタル変換回路39等のサンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値X(図8等)の合計値と、遅延時間T1,T2(第1の所定時間)と1/4波長時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値Y(図8等)の合計値との和の絶対値(図8の|X+Y|+|X+Y|,……等)でなる第2の面積差を検出する第2の面積差検出手段を、図13、図19、図24、図28、図48又は図52について上述したQ成分面積差検出部50Q、70Q,82Q,101Q,112Qと、遅延積分検波部54,84,115のQ成分用演算処理部62Q,87Q,118Qとなどにより構築するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばソフトウェア構成などを含めて、この他種々の構成を広く適用することができる。
【0380】
さらに上述の第1〜第6の実施の形態においては、遅延積分検波部54,84,115のI成分用演算処理部62I,87I,118I及びQ成分用演算処理部62Q,87Q,118Qの出力を硬判定する硬判定手段としての硬判定部56,86,107の硬判定結果がそのままグレイコードとなるように、現シンボルの受信波IF1Sn,IF2Snに対して前シンボルの受信波IF1S(n−1),IF2S(n−1)の遅延時間T1,T2,T1,T2を選択するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該硬判定結果をさらに一定の規則に基づいて変換するなどして最終的に復調結果が得られるようにするのであれば、現シンボルの受信波IF1Sn,IF2Snに対する前シンボルの受信波IF1S(n−1),IF2S(n−1)の遅延時間T1,T2,T1,T2を任意に選択することができる。
【0381】
さらに上述の第1〜第6の実施の形態においては、遅延積分検波部54,84,115のI成分用演算処理部62I,87I,118I及びQ成分用演算処理部62Q,87Q,118Qの出力として、図8及び図9、図15及び図16、図20及び図21、図38〜図45に示す図表の「面積和の絶対値」の欄に示す演算式(|X+Y|+|X+Y|等)の演算結果を得られるように、I成分用演算処理部62I,87I,118I及びQ成分用演算処理部62Q,87Q,118Qにおいて、I成分面積差検出部50I,70I,82I,101I,112I,118Iから与えられるI成分面積差絶対値信号S37I,S47I,S54I,S68I,S78I,S86I及びQ成分面積差検出部50Q,70Q,82Q,101Q,112Q,118Qから与えられるQ成分面積差絶対値信号S37Q,S47Q,S54Q,S68Q,S78Q,S86Qを必要に応じて1サンプルおき又は4サンプルおきに累積加算するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、不要なサンプルのデータをその前段のI成分面積差検出部50I,70I,82I,101I,112I,118I及びQ成分面積差検出部50Q,70Q,82Q,101Q,112Q,118Qにおいて予め間引くなどするようにしても良い。
【0382】
さらに上述の第1の実施の形態においては、I成分用演算処理部48I及びQ成分用演算処理部48Qにおいて、I成分面積差絶対値信号S32I等又はQ成分面積差絶対値信号S32Q等を必要に応じて1サンプルおきに累積加算するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、1サンプルおき以外であっても、例えば、Nを自然数として(2N−1)サンプルおきに累積加算するようにすれば同様の効果を得ることができる。同様にして、第2の実施の形態にではNサンプルおきに、第3の実施の形態では3サンプルおき以外の(4N−1)サンプルおきに、第5の実施の形態ではNサンプルおきに累積加算するようにしても良い。
【0383】
さらに上述の第4の実施の形態においては、第1の実施の形態の復調回路33(図12)による復調処理をアンダーサンプリングにより実現するため、復調回路90を図27のように構成し、クロック発生部92から出力される第1のクロックCLK30の周波数を(13)式のように選定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば第2の実施の形態の復調回路60(図18)による復調処理をアンダーサンプリングにより実現する場合には、復調回路を図27と同様に構成し、クロック発生部92から出力される第1のクロックCLK30を、QPSK変調信号S3の周波数をfとし、mを予め設定された正の整数として、次式
【0384】
【数24】
Figure 0004006690
【0385】
のように選定すれば良く、また例えば第3の実施の形態の復調回路80(図23)による復調処理をアンダーサンプリングにより実現する場合には、復調回路を図27と同様に構成し、クロック発生部92から出力される第1のクロックCLK30を、(24)式と同様にQPSK変調信号S3の周波数をfとし、mを予め設定された正の整数として、次式
【0386】
【数25】
Figure 0004006690
【0387】
のように選定すれば良い。
【0388】
さらに上述の第1〜第4の実施の形態においては、受信側31(図11)における復調対象がQPSK変調信号であり、第5及び第6の実施の形態においては、復調対象が8PSK変調信号である場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第1〜第6の実施の形態の復調回路33,60,80,90,110,120における基本演算処理が似ていることからも明らかなように、切り替えによりQPSK変調信号、π/4シフトQPSK変調信号及び8PSK変調信号のいずれにも対応し得るように第1〜第6の実施の形態の復調回路33,60,80,90,110,120を構築するようにしても良い。
【0389】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、データを差動符号化してなる変調信号を復調する復調装置において、変調信号を一定間隔でサンプリングするサンプリング手段と、サンプリング手段のサンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第1の絶対値を検出する第1の絶対値検出手段と、サンプリング手段のサンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間と1/4波長時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第2の絶対値を検出する第2の絶対値検出手段と、第1の絶対値検出手段により検出された第1の絶対値及び第2の絶対値検出手段により検出された第2の絶対値をそれぞれ硬判定する硬判定手段とを設けるようにしたことにより、乗算回路等の複雑な回路を用いることなく、硬判定手段の硬判定結果に基づいて差動符号化する前のデータを復調することができ、かくして全体としての回路規模を格段的に縮小化させ得る簡易な構成の復調装置を実現できる。
【0390】
また本発明によれば、データを差動符号化してなる変調信号を復調する復調方法において、変調信号を一定間隔でサンプリングする第1のステップと、サンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第1の絶対値を検出すると共に、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間と1/4波長時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第2の絶対値を検出する第2のステップと、検出した第1の絶対値及び第2の絶対値をそれぞれ硬判定する第3のステップとを設けるようにしたことにより、乗算回路等の複雑な回路を用いることなく、硬判定結果に基づいて差動符号化する前のデータを復調することができ、かくして全体としての回路規模を格段的に縮小化させ得る復調方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の基本原理の説明に供する波形図である。
【図2】本願発明の基本原理の説明に供する波形図である。
【図3】前シンボル及び現シンボル間の位相差と、硬判定結果の組合せパターンとの関係を示す図表である。
【図4】硬判定結果の組合せパターンと、グレイコードとの対応付けの説明に供する図表である。
【図5】区分求積法の説明に供する概念図である。
【図6】区分求積法とサンプリングとの関係の説明に供する概念図である。
【図7】本願発明の基本原理の具体例の説明に供する概念図である。
【図8】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図9】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図10】前シンボル及び現シンボルの位相差と、具体例の硬判定結果との関係を示す図表である。
【図11】本願発明による復調回路を適用するワイヤレスマイクロホンシステムを示すブロック図である。
【図12】第1の実施の形態による復調回路の構成を示すブロック図である。
【図13】第1の実施の形態によるディジタル信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図14】第2の実施の形態の基本原理の説明に供する概念図である。
【図15】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図16】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図17】前シンボル及び現シンボルの位相差と、具体例の硬判定結果との関係を示す図表である。
【図18】第2の実施の形態による復調回路の構成を示すブロック図である。
【図19】第2の実施の形態によるディジタル信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図20】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図21】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図22】前シンボル及び現シンボルの位相差と、具体例の硬判定結果との関係を示す図表である。
【図23】第3の実施の形態による復調回路の構成を示すブロック図である。
【図24】第3の実施の形態によるディジタル信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図25】アンダーサンプリングの説明に供する略線図である。
【図26】アンダーサンプリングの理論限界の説明に供する略線図である。
【図27】第4の実施の形態による復調回路の構成を示すブロック図である。
【図28】第4の実施の形態によるディジタル信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図29】本願発明の基本原理の説明に供する波形図である。
【図30】本願発明の基本原理の説明に供する概念図である。
【図31】面積差と元の前シンボル及び現シンボル間の位相差との関係の説明に供する図表である。
【図32】本願発明の基本原理の説明に供する波形図である。
【図33】本願発明の基本原理の説明に供する概念図である。
【図34】面積差と元の前シンボル及び現シンボル間の位相差との関係の説明に供する図表である。
【図35】硬判定結果と検波出力との関係の説明に供する図表である。
【図36】硬判定結果と検波出力との関係の説明に供する概念図である。
【図37】本願発明の基本原理の説明に供する略線図である。
【図38】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図39】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図40】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図41】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図42】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図43】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図44】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図45】サンプル値と正負面積の和の絶対値との関係の説明に供する図表である。
【図46】硬判定結果の組合せパターンと検波出力との対応付けの説明に供する図表である。
【図47】第5の実施の形態による復調回路の構成を示すブロック図である。
【図48】第5の実施の形態によるディジタル信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図49】アンダーサンプリングの説明に供する略線図である。
【図50】アンダーサンプリングの理論限界の説明に供する略線図である。
【図51】第6の実施の形態による復調回路の構成を示すブロック図である。
【図52】第6の実施の形態によるディジタル信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図53】従来の復調回路の構成例を示すブロック図である。
【図54】従来のディジタル信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
20……ワイヤレスマイクロホンシステム、31……受信側、33,60,80,90,110,120……復調回路、38,61,92,122……クロック発生部、39,91A,91B,121A,121B……アナログ/ディジタル変換回路、40,62,81,94,111,124……ディジタル信号処理部、50I,70I,82I,101I,112I,118I……I成分面積差検出部、50Q,70Q,82Q,101Q,112Q,118Q……Q成分面積差検出部、51,100,103,113……1シンボル遅延回路、54,84,115……遅延積分検波部、55,85,106,116,128……クロック再生回路、56,86,107,117……硬判定部、S29,S40,S60A,S60B…ディジタルQPSK変調信号、S72,S80A,S80B……ディジタル8PSK変調信号、S37I,S47I,S54I,S68I,S78I,S86I……I成分軟判定検波信号、S37Q,S47Q,S54Q,S68Q,S78Q,S86Q……Q成分軟判定検波信号、S26……ベースバンド信号。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a demodulating device and a demodulating method, and is suitable for application to a wireless microphone system, for example.
[0002]
[Prior art]
In mobile communication systems, miniaturization, weight reduction, and cost reduction of terminal devices are required, and the hardware configuration of the receiving side demodulator is required to be simplified and unadjusted. In recent years, as a means for solving these problems, the digital circuit of the demodulator has become one major trend.
[0003]
Here, FIG. 53 shows a configuration example of a QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) demodulating circuit used in the receiver of such a mobile communication system.
[0004]
As is clear from FIG. 53, in this demodulation circuit 1, the transmission signal S1 from the transmission side received via the antenna 2 is input to the down converter 4 via the LNA 3.
[0005]
The down-converter 4 down-converts the frequency of the supplied transmission signal S1 to the original intermediate frequency (IF), and the data to be transmitted on the transmission side thus obtained is subjected to QPSK modulation, for example. The modulation signal S2 is sent to the IF filter 5.
[0006]
The IF filter 5 removes an unnecessary frequency band signal component from the supplied QPSK modulation signal S 2, and sends the obtained QPSK modulation signal S 3 including the QPSK modulation signal S 2 after noise removal to the analog / digital conversion circuit 6. To do.
[0007]
At this time, the analog / digital conversion circuit 6 sends a clock CLK having a frequency four times that of the QPSK modulation signal S3 from the clock generator 7.1Is given. Thus, the analog / digital conversion circuit 6 is connected to the clock CLK.1The QPSK modulation signal S3 is digitally converted at a sampling frequency four times that of the QPSK modulation signal S3, and the obtained digital QPSK modulation signal S4 is sent to the digital signal processing unit 8.
[0008]
The digital signal processing unit 8 is configured as shown in FIG. 54, for example, and inputs the digital QPSK modulation signal S4 supplied from the analog / digital conversion circuit 6 to the bandpass filter 10.
[0009]
The band-pass filter circuit 10 removes a direct current component from the digital QPSK modulation signal S4 by filtering processing, branches the obtained digital QPSK modulation signal S5 into two, and these are divided into first and second multiplication circuits, respectively. It is sent to 11I and 11Q.
[0010]
At this time, the first multiplier circuit 11I has the following equation:
[0011]
[Expression 1]
Figure 0004006690
[0012]
The first local signal S6I having a phase expressed by the following expression is given, and the second multiplier circuit 11Q has the following equation:
[0013]
[Expression 2]
Figure 0004006690
[0014]
A second local signal S6Q having a phase represented by
[0015]
Thus, the first multiplication circuit 11I multiplies the supplied digital QPSK modulation signal S5 and the first local signal S6I, and sends the multiplication result to the low-pass filter circuit 12I as an I component multiplication result signal S7I. Similarly, the second multiplication circuit 11Q multiplies the supplied digital QPSK modulation signal S5 and the second local signal S6Q, and sends the multiplication result as a Q component multiplication result signal S7Q to the low-pass filter circuit 12Q.
[0016]
The low-pass filter circuit 12I removes the baseband component from the baseband component and the doubled intermediate frequency component included in the supplied I component multiplication result signal S7I, and automatically controls the phase of the obtained I component filtered signal S8I. The signal is sent to the circuit 13 and the phase rotation circuit 14. Similarly, the low-pass filter circuit 12Q removes the baseband component from the baseband component and the doubled intermediate frequency component included in the supplied Q component multiplication result signal S7Q, and the obtained Q component filtering signal S8Q. Is sent to the automatic phase control circuit 13 and the phase rotation circuit 14.
[0017]
The automatic phase control circuit 13 performs phase estimation based on the supplied I component filtering signal S8I and Q component filtering signal S8Q, and controls the phase rotation circuit 14 based on the estimation result. Thus, the phase rotation circuit 14 rotates the phase of the I component filtering signal S8I and the Q component filtering signal S8Q based on the control of the automatic phase control circuit 13, and the obtained I component signal S9I and Q component signal S9Q are obtained. Are sent 16 to the clock recovery circuit 15 and the hard decision unit, respectively.
[0018]
The clock recovery circuit 15 has, for example, a DPLL (Digital Phase Locked Loop) configuration, recovers a baseband clock from the supplied I component signal S9I and Q component signal S9Q, and generates the recovered clock CLK2To the hard decision unit 16.
[0019]
The hard decision unit 16 generates a reproduction clock CLK2Obtained by performing hard decision processing on whether the value of the symbol is “0” or “1” for the I component signal S9I and the Q component signal S9Q at the timing when the rising edge or falling edge of The demodulated bit data for the I component and Q component are sent to the parallel / serial conversion circuit 17 as an I component demodulated signal S10I and a Q component demodulated signal S10Q, respectively.
[0020]
The parallel / serial conversion circuit 17 performs parallel / serial conversion processing on the supplied I-component demodulated signal S10I and Q-component demodulated signal S10Q, thereby obtaining a data string before being QPSK-modulated on the transmission side, and demodulating it. The signal S11 is output to the subsequent circuit.
[0021]
In this manner, the demodulating circuit 1 can demodulate the QPSK-modulated data transmitted from the transmitting side.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional demodulation circuit 1, the digital signal processing unit 8 requires the first and second multiplication circuits 11I and 11Q, the automatic phase control circuit 13, the phase rotation circuit 14, and the like as described above. There is a problem that the circuit scale and power consumption as a whole increase.
[0023]
In practice, the first and second multiplier circuits 11I and 11Q usually require a large number of logic gates, and the circuit scale increases accordingly. Accordingly, if a circuit that does not require a multiplication circuit, for example, can be constructed as the demodulating circuit 1, the circuit scale as a whole can be further reduced, and further downsizing, power saving, and cost reduction of the entire receiving apparatus can be achieved. It is thought that it can contribute to.
[0024]
Similarly, when the band-pass filter circuit 10 and the low-pass filter circuits 12I and 12Q are realized by digital signal processing, a large number of logic gates are usually required. Therefore, if a circuit that does not require a band-pass filter circuit or a low-pass filter circuit can be constructed as the demodulating circuit 1, the circuit scale as a whole can be further reduced, and further downsizing and power saving of the entire receiving apparatus can be achieved. It is thought that it can also contribute to cost reduction and cost reduction.
[0025]
In addition, since the automatic phase control circuit 13 and the phase rotation circuit 14 have a feedback loop configuration, it takes time for reaction, and technical problems are great for stabilizing the loop. Therefore, if a circuit that does not require the automatic phase control circuit 13 and the phase rotation circuit 14 can be constructed as the demodulating circuit 1, it is possible to reduce the size of the entire receiving apparatus while stabilizing the circuit operation because there is no unstable loop. It is thought that it can further contribute to the reduction in cost, power saving and low cost.
[0026]
Furthermore, since the digital QPSK modulation signal S4 is analog / digital converted at a sampling frequency four times that of the QPSK modulation signal, the operating frequency of the entire circuit becomes high. Therefore, an analog / digital conversion circuit 6 having a high operating frequency, an FPGA (Field Programmable Gate Array), a DSP (Digital Signal Processor) or an LSI (Large Scale Integrated circuit) constituting the digital signal processing unit 8, and a clock generation unit are provided. Necessary. In addition, since the operating frequency is high, there is a problem that power consumption increases.
[0027]
The present invention has been made in view of the above points, and intends to propose a demodulating device and a demodulating method with a simple configuration that can contribute to power saving while dramatically reducing the overall circuit scale. Is.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, in a demodulator that demodulates a modulation signal obtained by differentially encoding data, a sampling unit that samples the modulation signal at a predetermined interval, and a sampling result of the sampling unit are used. A first absolute value that is a first absolute value that is an absolute value of a sum of a total value of sample values corresponding to half wavelengths of a symbol and a total value of corresponding sample values of the previous symbol delayed by a first predetermined time is detected. Based on the sampling result of the absolute value detection means and the sampling means, the total value of the sample values for the half wavelength of the current symbol, and the corresponding sample value of the previous symbol delayed by ¼ wavelength time for the first predetermined time Second absolute value detecting means for detecting a second absolute value which is an absolute value of the sum of the first absolute value and the first absolute value detected by the first absolute value detecting means and the first absolute value And a second absolute value detected respectively provided with hard decision unit a hard decision by the absolute value detection means.
[0029]
As a result, this demodulator can demodulate the data before differential encoding based on the hard decision result of the hard decision means without using a complicated circuit such as a multiplier circuit.
[0030]
According to the present invention, in a demodulation method for demodulating a modulation signal obtained by differentially encoding data, a first step of sampling the modulation signal at a constant interval and a half wavelength of the current symbol based on the sampling result A first absolute value that is the absolute value of the sum of the sample value and the sum of the corresponding sample values of the previous symbol delayed by the first predetermined time is detected, and the half wavelength of the current symbol is detected. A second absolute value is detected which is the absolute value of the sum of the sample values and the sum of the first predetermined time and the sum of the corresponding sample values of the previous symbol delayed by ¼ wavelength time. A step and a third step for making a hard decision on each of the detected first absolute value and second absolute value are provided.
[0031]
As a result, according to this demodulation method, data before differential encoding can be demodulated based on the hard decision result without using a complicated circuit such as a multiplier circuit.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0033]
(1) First embodiment
(1-1) Basic principle
(1-1-1) Detection of phase difference
In the demodulation by the delay detection method, the reception wave IF1 of the previous symbol as described above.S (n-1)And received wave IF1 of the current symbolnAnd the phase difference is extracted.
[0034]
In this case, the reception wave IF1 of the previous symbolS (n-1)Is delayed by π / 4 (= 90 [°]) and the received wave IF1 of the current symbolSnIs observed in a half-wavelength period, the received wave IF1 of the previous symbol after the delayed phaseS (n-1)And the received wave IF1 of the current symbolSn1A when the original phase difference between them is 0, FIG. 1B when π / 2, FIG. 1C when π, and FIG. 1D when 3π / 2. .
[0035]
As is apparent from FIGS. 1A to 1D, the reception wave IF1 of the previous symbol is used.S (n-1)Is delayed by π / 4 and the received wave IF1 of the current symbolSn, The received wave IF1 of the previous symbol after the delayed phaseS (n-1)And the area S1 of the portion (within the half-wavelength period) surrounded by the horizontal axisS (n-1)And the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the area S1 of the portion (within the half-wavelength period) surrounded by the horizontal axisSnArea difference ΔS1S n(= S1S (n-1)+ S1Sn2), there are two types of calculation that are calculated as the absolute value of the sum of these positive and negative areas, with the positive area above the center (horizontal axis) of the amplitude and the negative area below. Therefore, such an area difference ΔS1SnBased on the above, the phase difference between the original previous symbol and the current symbol before the delay can be discriminated by two types of binary values of 0 or 3π / 2 and π / 2 or π.
[0036]
Similarly, the reception wave IF1 of the previous symbolS (n-1)Is delayed by π / 4 and π / 2 (= 90 [°]), and the received wave IF1 of the current symbol is delayed.SnIs observed in the half-wavelength period, the received wave IF1 of the previous symbolS (n-1)And the received wave IF1 of the current symbolSn2A when the original phase difference between them is 0, FIG. 2B when it is π / 2, FIG. 2C when it is π, and FIG. 2D when it is 3π / 2. .
[0037]
Therefore, as apparent from FIGS. 2A to 2D, the reception wave IF1 of the previous symbol is used.S (n-1)Is delayed by π / 4 and further by π / 2, and the received wave IF1 of the current symbolSn, The received wave IF1 of the previous symbol after the delayed phaseS (n-1)And the area S1 of the portion (within the half-wavelength period) surrounded by the horizontal axisS (n-1)'And the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the area S1 of the portion (within the half-wavelength period) surrounded by the horizontal axisSnArea difference ΔS1Sn'(= S1S (n-1)'+ S1Sn2), there are two types of calculation that are calculated as the absolute value of the sum of these positive and negative areas, with the positive area above the center (horizontal axis) of the amplitude and the negative area below. Therefore, such an area difference ΔS1SnBased on ′, the original phase difference between the previous symbol and the current symbol can be discriminated by two types of binary values of 0 or π / 2 and π or 3π / 2.
[0038]
Therefore, it is assumed that the area difference state in FIG. 1A is “1” and the area difference state in FIG. 1B is “0”, and the area difference ΔS1 described above with reference to FIG.SnThe hard decision result is the I component, and the area difference ΔS1 described above with reference to FIG.SnIf the hard decision result of ′ is the Q component, the hard decision result of the I component and the Q component as shown in FIG. A combination pattern is obtained.
[0039]
As apparent from FIG. 3A, the combination pattern of the hard decision result of the I component and the hard decision result of the Q component is π / 2 when the original phase difference between the previous symbol and the current symbol is 0. In the case of π, it is different in both cases of π and 3π / 2. Therefore, the original phase difference between the previous symbol and the current symbol can be detected based on the combination pattern of the hard decision results of the I component and Q component.
[0040]
If this is further applied, the area difference ΔS1 described above with reference to FIG.Sn, The received wave IF1 of the previous symbolS (n-1)Is further delayed by π / 2 (that is, the phase is delayed by a total of (π / 4 + π / 2)), and in the same manner, the area difference ΔS1 described above with reference to FIG.Sn'Is the reception wave IF1 of the previous symbolS (n-1)Is further delayed by π / 2 (that is, the phase is delayed by {(π / 4 + π / 2) + π / 2} in total), and these area differences ΔS1Sn, ΔS1SnBy performing the hard determination of ′ in the same manner as described above, the combination pattern of the hard determination results of the I component and the Q component can be matched with the gray-coded data before QPSK modulation shown in FIG.
[0041]
The area difference ΔS1Sn, ΔS1Sn′ Is obtained, the reception wave IF1 of the previous symbol as described above.S (n-1)3B as a combination pattern of the hard decision results of the I component and the Q component even if the phase is advanced by π / 4 instead of being delayed by π / 4. A combination pattern obtained by inverting each hard decision result of 3 (A) can be obtained.
[0042]
Therefore, if this is applied, the area difference ΔS1 described above with reference to FIG.Sn, The received wave IF1 of the previous symbolS (n-1)Is delayed by π / 2 (that is, the phase is delayed by a total of (−π / 4 + π / 2)), and in the same manner, the area difference ΔS1 described above with reference to FIG.Sn'Is the reception wave IF1 of the previous symbolS (n-1)Is delayed by π / 2 (that is, the phase is delayed by {(−π / 4 + π / 2) + π / 2} in total), and these area differences ΔS1Sn, ΔS1S nBy performing the hard decision of ′ in the same manner as described above, the combination pattern of the hard decision results of the I component and the Q component can be matched with the gray code shown in FIG.
[0043]
From the above, the received wave IF1S (n-1), IF1Sn1 symbol time of T0Received wave IF1S (n-1), IF1SnWhere 1 wavelength time of t is the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the following formula
[0044]
[Equation 3]
Figure 0004006690
[0045]
Time T1 given byIReceived wave IF1 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)Difference ΔS1 for half wavelength periodSnAnd receive wave IF1 of the current symbolSnAnd the following formula
[0046]
[Expression 4]
Figure 0004006690
[0047]
Time T1 given byQReceived wave IF1 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)Difference ΔS1 for half wavelength periodSn′, And the difference between these two areas ΔS1Sn, ΔS1SnBy making a hard decision on ′, it can be seen that gray-coded data before QPSK modulation can be restored.
[0048]
In equation (3), α1The value of the received wave IF1S (n-1)1 is a QPSK modulated wave, when the area difference state in FIG. 1A is determined as “1” and the area difference state in FIG. 1B is determined as “0” (FIG. 3A )) Is “3”, and the area difference state in FIG. 1A is “0” and the area difference state in FIG. 1B is “1” (FIG. 3B). ) Is “1”. Received wave IF1S (n-1)1 is a π / 4 shift QPSK modulated wave, the phase difference has already been advanced by π / 4, so the area difference state in FIG. 1A is “1” and the area difference state in FIG. 1 is “2”, the area difference state in FIG. 1A is “0”, and the area difference state in FIG. 1B is “0”. When the hard decision is “1” (FIG. 3B), it is “0”.
[0049]
(1-1-2) Area and definite integral (piecewise quadrature method)
Here, the relationship between “area” and “definite integral” will be described.
[0050]
In FIG.
[0051]
[Equation 5]
Figure 0004006690
[0052]
The area S of the part surrounded by can be obtained by the piecewise quadrature method.
[0053]
Specifically, the following formula
[0054]
[Formula 6]
Figure 0004006690
[0055]
N sections D1, D2, ..., DnEqually divided into sections D as shown in FIG.1, D2, ..., DnEach
[0056]
[Expression 7]
Figure 0004006690
[0057]
H given by1, H2, ......, HnRectangle SQ1, SQ2, ......, SQnThe following formula
[0058]
[Equation 8]
Figure 0004006690
[0059]
These n rectangles SQ1, SQ2, ......, SQnSum of areas Sn, An approximate value of the actual area S can be obtained.
[0060]
Further, in the equation (8), when n is increased as much as possible, 1 / n approaches “0” as much as possible, so that an answer of 1/3 as the area S can be obtained.
[0061]
Thus, the area of the portion surrounded by the curve or the like on the plane coordinates can be approximated by the piecewise quadrature method.
[0062]
Therefore, in the present application, the above-described area difference ΔS1.Sn, ΔS1SnConsider using this piecewise quadrature method for the operation of ′. This will be described below.
[0063]
(1-1-3) Piecewise quadrature method and sampling
According to the piecewise quadrature method, the received wave IF1 of the current symbol described above.SnArea S1 for half wavelength inSnIs a received wave IF1 of the current symbol as shown in FIG.SnIs sampled at regular intervals, one sample data section is one side length, and the corresponding sample value X1, X2Each rectangle SQ with other side lengthX1, SQX2, ... can be approximated with the total area. And the received wave IF1 of this current symbolSnFor example, if the length of one sample data section is “1”, the approximate area corresponding to the half wavelength of the sample value X at each sample point is1, X2, ... can be calculated as the sum of
[0064]
Similarly, the time T1 given by the above-described expression (3) or (4)I, T1QIF1 of the previous symbol after being delayed by onlyS (n-1)Area S1 at half wavelength inSn'Is the reception wave IF1 of the previous symbolS (n-1)1 sample data interval when sampling at regular intervals, and the corresponding sample value Y1, Y2Each rectangle SQ with other side lengthY1, SQY2,..., Can be approximated by the sum of the areas of the sample data Y at each sample point if the length of one sample data section is “1”.1, Y2, ... can be calculated as the sum of
[0065]
Therefore, the reception wave IF1 of the current symbol described above.SnAnd the received wave IF1 of the previous symbol after the delay in the half-wavelength periodS (n-1)Area difference ΔS1 betweenSn, ΔS1Sn'Is the received wave IF1SnThe received wave IF1 of the current symbol when the center is zero, the upper area is a positive area, and the lower area is a negative areaSnAnd the received wave IF1 of the previous symbolS (n-1)The absolute value of the sum of the approximate area (the sum of the positive and negative areas), that is, the received wave IF1 of the current symbolSnEach sample value X when sampling for half wavelength period at regular intervals1, X2, ... and the received wave IF1 of the previous symbolS (n-1)The received wave IF1 of the current symbolSnEach sample value Y when sampled at the same interval as1, Y2,... Can be obtained as the absolute value of the addition result.
[0066]
Therefore, in the present application, such an area difference ΔS1.Sn, ΔS1Sn′ Is the received wave IF1 of the current symbolSnSample value X obtained by sampling at regular intervals1, X2,..., Time T1 given by equation (3) or (4)I, T1QReceived wave IF1 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)Sample value Y obtained by sampling at the same timing as1, Y2,... Are sequentially calculated for each half-wavelength period for each sample data section, and the absolute value of the total is calculated.
[0067]
Therefore, in the present application, the received wave IF1 of the current symbolSnSampling and the received wave IF1 of the previous symbolS (n-1)The sampling timing must always be the same, but N is satisfied to satisfy this condition.1Is an arbitrary natural number, and the received wave IF1Sn, IF1S (n-1)The following formula per wavelength
[0068]
[Equation 9]
Figure 0004006690
[0069]
Try to get the number of samples given in.
[0070]
For example, in formula (9), N1When = 1, as shown in FIG. 7, the area difference ΔS1 between the current symbol and the previous symbol after delay is shown.Sn, ΔS1Sn'Is the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the received wave IF1 of the previous symbol after the delayS (n-1)Sample value X for each two samples1, X2, Y1, Y2Will be calculated based on
[0071]
(1-1-4) Specific example
Next, a specific example of the above theory will be described. Here, as shown in FIG. 7, the received wave IF1Sn, IF1S (n-1)To obtain 4 samples per wavelength (N in the above equation (9))1= 1) will be described.
[0072]
In this case, for the I component, the received wave IF1 of the current symbol at t = 0 in FIG.SnX sample value (sample value when phase is 0)1After that, the sample value of each sample for each π / 2 phase is X2, X3, ... and time T1 given by equation (3)IIF1 of the previous symbol superimposed with a delay of onlyS (n-1)X1Y is the sample value at the same time as1, And after that, the sample value of each sample every π / 2 is Y2, Y3, ..., the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the received wave IF1 of the previous symbol after the delayS (n-1)When the phase difference between them is π / 4, the sample value X (= X1, X2,...) And the sample value Y (= Y) of each sample of the previous symbol after the delay1, Y2,... Are the values of the second and third stages of the chart shown in FIG. 8A, respectively, and the corresponding “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X + Y |) for each sample is This is the value on the fourth stage. Furthermore, at this time, “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X1+ Y1| + | X2+ Y2|,... Is the value in the sixth row of the chart shown in FIG.
[0073]
Similarly, for the I component, the received wave IF1 of the current symbolSnAnd time T1 given by equation (3)IReceived wave IF1 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)When the phase difference is 3π / 4, −3π / 4 and −π / 4, the sample value X of each sample of the current symbol, the sample value Y of each sample of the previous symbol after the delay, Corresponding sum of “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X + Y |) and “absolute value of sum of positive and negative areas” for two samples (| X1+ Y1| + | X2+ Y2|,... Is as shown in FIGS. 8B to 8D, respectively.
[0074]
On the other hand, for the Q component, the received wave IF1 of the current symbol at t = 0 in FIG.SnX sample value (sample value when phase is 0)1After that, the sample value of each sample for each π / 2 phase is X2, X3, ... and time T1 given by equation (4)QX superimposed with delay1The sample value of the previous symbol at the same time as Y1After this, the sample value of each sample for each π / 2 phase is Y2, Y3, ..., the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the received wave IF1 of the previous symbol after the delayS (n-1)If the phase difference between them is π / 4, the sample value X (= X1, X2, ...) and the sample value Y of each sample of the previous symbol (= Y1, Y2,... Are the values in the second and third stages of the chart shown in FIG. 9A, respectively, and the corresponding “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X + Y |) for each sample is , Respectively, are the values in the fourth stage. Further, at this time, the sum of the absolute values of the sum of the positive and negative areas (| X1+ Y1| + | X2+ Y2|,...) Is the value in the sixth row of the chart shown in FIG.
[0075]
Similarly, for the Q component, the received wave IF1 of the current symbolSnAnd time T1 given by equation (4)QReceived wave IF1 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)When the phase difference is 3π / 4, −3π / 4 and −π / 4, the sample value X of each sample of the current symbol, the sample value Y of each sample of the previous symbol after the delay, Corresponding sum of “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X + Y |) and “absolute value of sum of positive and negative areas” for two samples (| X1+ Y1| + | X2+ Y2|,... Are as shown in FIGS. 9B to 9D, respectively.
[0076]
As is clear from FIGS. 8A to 8D and FIGS. 9A to 9D, the absolute value of the sum of the positive and negative areas for two samples under this condition. 10 is shown in FIG. 10 as the determination result of the I component and the Q component with respect to the phase difference if the hard decision is “0” when the sum of “1.00” is “1.00” and “1” when it is “2.41”. A relationship is established.
[0077]
As apparent from FIG. 10, the combination pattern of the hard decision result is the reception wave IF1 of the previous symbol.S (n-1)And the received wave IF1 of the current symbolSnThe QPSK modulation signal can be demodulated by the above-described method.
[0078]
Hereinafter, a wireless microphone system equipped with a demodulation circuit embodying this specific example will be described.
[0079]
(1-2) Configuration of the wireless microphone system 20 according to the present embodiment
(1-2-1) Overall configuration of the wireless microphone system 20
In FIG. 11, reference numeral 20 denotes a wireless microphone system according to the present embodiment as a whole.
[0080]
In the wireless microphone system 20, the audio signal S 20 output from the microphone 22 is input to the analog / digital conversion circuit 24 via the microphone amplifier 23 on the transmission side 21.
[0081]
The analog / digital conversion circuit 24 digitally converts the supplied audio signal S20 having an analog waveform and sends the obtained digital audio signal S21 to the baseband processing circuit 25.
[0082]
The baseband processing circuit 25 performs various predetermined signal processing such as data compression processing, equalizing processing, and packet processing on the supplied digital audio signal S21, and sends the obtained baseband signal S22 to the digital modulation circuit 26. To do.
[0083]
The digital modulation circuit 26 sequentially performs predetermined processing such as digital / analog conversion, baseband signal band limitation, QPSK modulation and the like on the supplied baseband signal S22, and the obtained analog waveform QPSK modulation signal S23 is frequency-converted. The data is sent to the conversion circuit 27.
[0084]
The frequency conversion circuit 27 up-converts the frequency of the supplied QPSK modulation signal S23 to a predetermined frequency for transmission, and converts the obtained frequency conversion modulation signal S24 into an RF (Radio Frequency) amplifier 28 and a band-limiting low-pass filter. The signal is transmitted to the receiving side 31 as a transmission signal S25 through the circuit 29 and the antenna 30 in order.
[0085]
On the other hand, on the reception side 31, the transmission signal S25 transmitted from the transmission side 21 is input to the demodulation circuit 33 via the antenna 32, and the transmission signal S25 is subjected to predetermined QPSK demodulation processing in the demodulation circuit 33. Thus, the demodulated baseband signal S26 is obtained and sent to the baseband processing circuit 34.
[0086]
The baseband processing circuit 34 performs predetermined signal processing such as error correction processing, data extraction processing from the packet, and decompression processing of the extracted data on the supplied baseband signal S26, and the obtained digital audio signal S27. Is sent to the digital / analog conversion circuit 35.
[0087]
The digital / analog conversion circuit 35 converts the supplied digital audio signal S28 from analog to analog and sends the obtained audio signal S28 to the speaker 37 via the AF amplifier 36. As a result, sound based on the sound signal S28 is output from the speaker 37.
[0088]
In this way, in the wireless microphone system 20, the sound collected by the microphone 22 on the transmission side 21 can be transmitted wirelessly to the reception side 31 and output from the speaker 37 on the reception side 31. ing.
[0089]
(1-2-2) Configuration of demodulation circuit 33
Here, the demodulating circuit 33 on the receiving side 31 is configured as shown in FIG. 12 in which the same reference numerals are assigned to the corresponding parts in FIG. In this case, the analog / digital conversion circuit 39 generates a clock CLK having a frequency four times that of the QPSK modulation signal S3 supplied from the clock generator 38.10The QPSK modulation signal S3 supplied from the IF filter 5 is sequentially sampled at the timing when the signal components having phases of 0, π / 2, π, and 3π / 2 arrive, and the obtained digital QPSK modulation signal S29 is obtained. Is sent to the digital signal processing unit 40 made of, for example, LSI, FPGA, DSP or the like.
[0090]
In the digital signal processing unit 40, as shown in FIG. 13, an I component area difference detection unit 50I, a Q component area difference detection unit 50Q, a one symbol delay circuit 51, a one sample delay circuit 52, a two sample delay circuit 53, a delay The integration detection unit 54, the clock recovery circuit 55, the hard decision unit 56, and the parallel / serial conversion circuit 57 are used to convert the supplied digital QPSK modulation signal S29 into the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 50I.1And the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 50Q1And the 1-symbol delay circuit 51.
[0091]
At this time, the 1-symbol delay circuit 51 converts the supplied digital QPSK modulation signal S29 to a time T1 given by the above-described equation (3).IThe 1-symbol-delayed digital QPSK modulated signal S31 is delayed by (one symbol and 3π / 4 phase time), and the obtained 1-symbol delayed QPSK modulation signal S31 is added to the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 50I1To supply.
[0092]
Thus, the first adder circuit 60I1Sequentially adds the digital QPSK modulated signal S29 and the 1-symbol delayed digital QPSK modulated signal S31 for each sample, and the first I component area difference signal representing the area difference for the I component in each obtained one sample data section S32I1The first absolute value calculation circuit 61I1To send.
[0093]
The first absolute value calculation circuit 61I1Is the first I component area difference signal S32I1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 8), and this is calculated as the first I component area difference absolute value signal S33I.1To the I component arithmetic processing unit 62I of the delay integration detecting unit 54.
[0094]
At this time, the second addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 50I2The digital QPSK modulation signal S29 obtained by delaying the digital QPSK modulation signal S29 by one sample time in the one-sample delay circuit 52 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S31 in the one-sample delay circuit 63 for one sample time. A delayed one-symbol delayed digital QPSK modulated signal S34 is provided.
[0095]
Thus, the second addition circuit 60I2Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S30 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S34 for each sample, and obtains a first I component area difference signal S32I obtained.1The second I component area difference signal S32I representing the area difference for the I component in each one sample data section one sample before2The second absolute value calculation circuit 61I2To send.
[0096]
The second absolute value calculation circuit 61I2Is the second I component area difference signal S32I2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 8), and this is calculated as the second I component area difference absolute value signal S33I.2To the I component arithmetic processing unit 62I of the delay integration detecting unit 54.
[0097]
On the other hand, the 1-symbol delayed digital QPSK signal S 31 output from the 1-symbol delay circuit 51 is also supplied to the 2-sample delay circuit 53. The two-sample delay circuit 53 delays the one-symbol delayed digital QPSK signal S31 by π / 2 phase time, so that the digital QPSK modulated signal S29 is given by the time T1 given by the equation (4).QA 1-symbol delayed digital QPSK modulation signal S35 delayed by (one symbol, 3π / 4 phase and π / 2 phase time) is generated, and this is added to the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 50Q.1And 1 sample delay circuit 64.
[0098]
Thus, the first adder circuit 60Q.1Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S29 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S35 for each sample, and obtains a first I component area difference signal S32I obtained.1The first Q component area difference signal S32Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section1The first absolute value calculation circuit 61Q1To send.
[0099]
The first absolute value calculation circuit 61Q1Is the first I component area difference signal S32Q1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 8), and this is calculated as the first Q component area difference absolute value signal S33Q.1To the Q component arithmetic processing unit 62Q of the delay integration detecting unit 54.
[0100]
At this time, the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 50Q2Is supplied with the above-described digital QPSK modulation signal S30 from the one-sample delay circuit 52, and is delayed by one symbol delay digital QPSK modulation signal S35 from the one-sample delay circuit 64 by one sample time. Signal S36 is provided.
[0101]
Thus, the second addition circuit 60Q2Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S30 and the 1-symbol delayed digital QPSK modulation signal S36 for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S32Q is obtained.1The second Q component area difference signal S32Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section one sample before2The second absolute value calculation circuit 61Q2To send.
[0102]
The second absolute value calculation circuit 61Q2Is the second Q component area difference signal S32Q2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 8), and this is calculated as the second Q component area difference absolute value signal S33Q.2To the Q component arithmetic processing unit 62Q of the delay integration detecting unit 54.
[0103]
The I component arithmetic processing section 62I is supplied with a first and second I component area difference absolute value signal S33I supplied from the I component area difference detection section 50I.1, S33I2Are accumulated for every other half-wavelength (for two samples), and the area difference in the half-wavelength period of the obtained I component (| X in FIG. 8)1+ Y1| + | X2+ Y2I component soft decision detection signal S37I representing |,...) Is sent to the clock recovery circuit 55 and the hard decision unit 56.
[0104]
Similarly, the Q-component arithmetic processing unit 62Q supplies the first and second Q component area difference absolute value signals S33Q supplied from the Q component area difference detection unit 50Q.1, S33Q2Are accumulated for every other half-wavelength (for two samples), and the difference in area of the obtained Q component in the half-wavelength period (| X in FIG. 9)1+ Y1| + | X2+ Y2Q component soft decision detection signal S37Q that represents |,...) Is sent to the clock recovery circuit 55 and the hard decision unit 56.
[0105]
The clock recovery circuit 55 has, for example, a DPLL configuration, regenerates a baseband clock based on the supplied I component soft decision detection signal S37I and Q component soft decision detection signal S37Q, and regenerates the recovered clock CLK11To the hard decision unit 56.
[0106]
The hard decision unit 56 regenerates the I component soft decision detection signal S37I supplied from the I component calculation processing unit 62I and the Q component soft decision detection signal S37Q supplied from the Q component calculation processing unit 62Q, respectively. CLK11The hard decision is made at the timing when the rising edge or falling edge of the second line arrives. Specifically, the recovered clock CLK based on FIGS.11In synchronization with the rising or falling edge of
[0107]
[Expression 10]
Figure 0004006690
[0108]
When the value is smaller than the value given by, hard decision is made as “0”, and when it is larger than “1”.
[0109]
As a result, the hard decision unit 56 obtains hard-decision demodulated data demodulated with respect to the I component and Q component as the hard decision result, performs parallel / serial conversion on these in the parallel / serial conversion circuit 57, and thus obtains them. The received baseband signal S26 is sent to the baseband processing unit 34 at the subsequent stage.
[0110]
In this way, the demodulation circuit 33 can demodulate the transmission signal S25 received via the antenna 32.
[0111]
(1-3) Operation and effect of the present embodiment
In the above configuration, the demodulator circuit 33 has the above-described area difference between the previous symbol and the current symbol in one sample data section of the digital QPSK modulated signal S29, and the above-described previous one sample data section in the previous one sample data section. The area difference between the symbol and the current symbol is respectively detected for the I component and the Q component in the I component area difference detection unit 50I and the Q component area difference detection unit 50Q of the digital signal processing unit 40, and based on the detection results. The difference in area in the half-wavelength period is calculated by the delay integration detector 54 for each of the I component and the Q component, and the calculation result is output from the clock recovery circuit 55.11The gray code before QPSK modulation is restored by making a hard decision in the hard decision unit 56 in synchronization with the rising or falling edge of.
[0112]
Therefore, in this wireless microphone system 20, the digital signal processing unit 40 uses the first and second multiplication circuits 11I and 11Q (FIG. 54) and automatic phase required in the conventional digital signal processing unit 1 (FIG. 54). The control circuit 13 (FIG. 54), the phase rotation circuit 14 (FIG. 54), and the like are not required, and the I component soft decision detection signal S37I and the Q component soft decision detection signal S37Q do not include harmonic components, so that the latter stage Therefore, the circuit scale as a whole can be remarkably reduced, and the circuit configuration can be greatly simplified and reduced in power consumption.
[0113]
Further, in this wireless microphone system 20, the I component soft decision detection signals S37I and Q output from the I component calculation processing unit S37I and the Q component calculation processing unit S37Q of the delay integration detection unit 54 in the digital signal processing unit 40, respectively. Since the component soft decision detection signal S37Q is a so-called RZ (Return to Zero) signal system, there is an advantage that the clock recovery of the baseband clock in the clock recovery unit 55 is facilitated.
[0114]
Further, in the wireless microphone system 20, as described above with respect to the equations (3) and (4), the delay time T1 of the digital QPSK modulation signal S29 by the one symbol delay circuit 51 of the digital signal processing unit 40.I, T1Q(That is, α in the equations (3) and (4)1By changing the value of (1), it is possible to cope with both a QPSK modulated signal and a π / 4 shift QPSK modulated signal, which has an advantage of high versatility.
[0115]
Further, in this case, when the π / 4 shift QPSK modulation signal is demodulated on the receiving side 31 (FIG. 11), the demodulation waveform is demodulated with two values of “0” and “1” unlike the I signal and Q signal. Therefore, there is an advantage that the noise margin at the time of demodulation is high.
[0116]
According to the above configuration, the area difference between the previous symbol and the current symbol in one sample data section of the digital QPSK modulation signal S29 obtained by analog / digital conversion of the transmission signal S25 from the transmission side 21, and Also, the area difference between the previous symbol and the current symbol in one sample data section one sample before is converted into the I component and the Q component area difference detection unit 50Q of the digital signal processing unit 40, respectively. The Q component is detected, and the area difference in the half-wavelength period is calculated for each of the I component and the Q component based on these detection results in the delay integration detection unit 54, and these calculation results are further reproduced in the hard decision unit 56 by the reproduction clock CLK.11The gray code before QPSK modulation is restored by making a hard decision in synchronism with the signal, thereby dramatically reducing the overall circuit scale and greatly simplifying the circuit configuration. Thus, it is possible to realize a demodulation circuit having a simple configuration that can significantly reduce the overall circuit scale and save power.
[0117]
(2) Second embodiment
(2-1) Basic principle
Next, N in equation (9)1Is greater than 1 (N1For> 1), as shown in FIG. 14, when 8 samples are obtained for one period of the received wave (N1= 2) as an example.
[0118]
In this case, for the I component, the received wave IF1 of the current symbol at t = 0 in FIG.SnX sample value (sample value when phase is 0)1After this, the sample value of each sample for each π / 4 phase is X2, X3, ... and time T1 given by equation (3)IIF1 of the previous symbol superimposed with a delay of onlyS (n-1)X1Y is the sample value at the same time as1After this, the sample value of each sample for each π / 4 phase is Y2, Y3, ..., the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the received wave IF1 of the previous symbol after the delayS (n-1)If the phase difference between them is π / 4, the sample value X (= X1, X2,...) And the sample value Y (= Y) of each sample of the previous symbol after the delay1, Y2,... Are values in the second and third stages of the chart shown in FIG.
[0119]
At this time, for example, the sample value X (= X of each sample of the current symbol taken every other sample including the sample whose phase is 0.1, X3, X5,...) And the sample value Y (= Y1, Y3, Y5,..., “Absolute value of the sum of positive and negative areas” (| X + Y |) is the value of the fourth stage. Further, the sum of two samples of this “absolute value of the sum of positive and negative areas” (| X1+ Y1| + | X3+ Y3|,...) Is the value in the sixth row of the chart shown in FIG.
[0120]
Similarly, for the I component, the received wave IF1 of the current symbolSnAnd time T1 given by equation (3)IReceived wave IF1 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)When the phase difference is 3π / 4, −3π / 4 and −π / 4, the sample value X of each sample of the current symbol, the sample value Y of each sample of the previous symbol after the delay, The sum of two samples of the “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X + Y |) and the “absolute value of sum of positive and negative areas” for each corresponding sample (| X1+ Y1| + | X3+ Y3|,... Is as shown in FIGS. 15 (B) to 15 (D), respectively.
[0121]
On the other hand, for the Q component, the received wave IF1 of the current symbol at t = 0 in FIG.SnX sample value (sample value when phase is 0)1After this, the sample value of each sample for each π / 4 phase is X2, X3, ... and time T1 given by equation (4)QX superimposed with delay1The sample value of the previous symbol at the same time as Y1After this, the sample value of each sample every π / 4 is set to Y2, Y3, ..., the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the received wave IF1 of the previous symbol after the delayS (n-1)Is a sample value X (= X of each sample of the current symbol).1, X2, ...) and the sample value Y of each sample of the previous symbol (= Y1, Y2,... Are values in the second and third stages of the chart shown in FIG.
[0122]
At this time, for example, the sample value X (= X of each sample of the current symbol taken every other sample including the sample whose phase is 0.1, X3, X5,...) And the sample value Y (= Y1, Y3, Y5,..., “Absolute value of the sum of positive and negative areas” (| X + Y |) is the value of the fourth stage. Further, the sum of two samples of this “absolute value of the sum of positive and negative areas” (| X1+ Y1| + | X3+ Y3|,... Is a value shown in the sixth row of the chart shown in FIG.
[0123]
Similarly, for the Q component, the received wave IF1 of the current symbolSnAnd time T1 given by equation (4)QReceived wave IF1 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)When the phase difference is 3π / 4, −3π / 4 and −π / 4, the sample value X of each sample of the current symbol, the sample value Y of each sample of the previous symbol after the delay, The sum of two samples of the corresponding “absolute value of the sum of positive and negative areas” (| X + Y |) and the “absolute value of the sum of positive and negative areas” (| X1+ Y1| + | X3+ Y3|,... Is as shown in FIGS. 16 (B) to 16 (D), respectively.
[0124]
As is apparent from FIGS. 15A to 15D and FIGS. 16A to 16D, the absolute value of the sum of the positive and negative areas for two samples under this condition. When the sum of “1.00” is “1.00” and “2.41” is “1”, the hard decision result of the I and Q components with respect to the phase difference is shown in FIG. The relationship shown is established, and the combination pattern of the hard decision results of the I component and the Q component can be matched with the gray code.
[0125]
(2-2) Configuration of demodulation circuit 60 according to the second embodiment
Here, FIG. 18 in which the same reference numerals are assigned to the corresponding parts as in FIG.12 shows a configuration of a demodulation circuit 60 capable of performing the above-described delay integration detection process in the case of = 2. This demodulation circuit 60 is applied in place of the demodulation circuit 33 of the wireless microphone system 20 shown in FIG.
[0126]
As is apparent from FIG. 18, the demodulating circuit 60 is similar to the demodulating circuit 33 (FIG. 12) according to the first embodiment except that the configurations of the clock generating unit 61 and the digital signal processing unit 62 are different. It is configured.
[0127]
In practice, in the demodulator circuit 60, the clock generator 61 includes a clock CLK having a frequency eight times that of the QPSK modulation signal S3.20Is sent to the analog / digital conversion circuit 39. The analog / digital conversion circuit 39 is connected to the clock CLK.20QPSK received signal S3 at the timing when the signal components of 0, π / 4, π / 2, 3π / 4, π, -3π / 4, -π / 2, and -π / 4 arrive. The QPSK modulation signal S3 is sampled, and the obtained digital QPSK modulation signal S40 is sent to the digital signal processing unit 62 made of, for example, LSI, FPGA, DSP or the like.
[0128]
In the digital signal processing unit 62, as shown in FIG. 19 in which parts corresponding to those in FIG. Except for this point, the digital signal processing unit 40 is configured in the same manner as the first embodiment, and the supplied digital QPSK modulation signal S40 is converted into a first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 70I.1And the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 70Q1And the 1-symbol delay circuit 51.
[0129]
As a result, the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 70I.1Includes a digital QPSK modulation signal S40 which is given by the time T1 given by the equation (3) in the 1-symbol delay circuit 51IA one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S42 is provided which is delayed by (one symbol and 3π / 4 phase time).
[0130]
Thus, the first adder circuit 60I1Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S40 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S42 for each sample, and the first I component area difference signal representing the area difference for the I component in each obtained one sample data section S42I1The first absolute value calculation circuit 61I1To send.
[0131]
The first absolute value calculation circuit 61I1Is the first I component area difference signal S42I1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 15), and this is calculated as the first I component area difference absolute value signal S43I.1To the I component arithmetic processing unit 62I of the delay integration detecting unit 54.
[0132]
At this time, the second addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 70I.2The digital QPSK modulation signal S40 is delayed by the π / 2 phase time (2 sample times) in the 2-sample delay circuit 71 and the 1-symbol delayed digital QPSK modulation signal S42 is delayed by 2 samples. In the circuit 72, a 1-symbol delayed digital QPSK modulation signal S44 is provided which is also delayed by the π / 2 phase time (2 sample times).
[0133]
Thus, the second addition circuit 60I2Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S41 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S44 for each sample, and obtains a first I component area difference signal S42I obtained.1The second I component area difference signal S42I representing the area difference for the I component in each one sample data interval two samples before2The second absolute value calculation circuit 61I2To send.
[0134]
The second absolute value calculation circuit 61I2Is the second I component area difference signal S42I2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 15), and this is calculated as the second I component area difference absolute value signal S43I.2To the I component arithmetic processing unit 62I of the delay integration detecting unit 54.
[0135]
On the other hand, the 1-symbol delayed digital QPSK signal S 42 output from the 1-symbol delay circuit 51 is also supplied to the 2-sample delay circuit 53. The two-sample delay circuit 53 delays the one-symbol delayed digital QPSK signal S42 by π / 2 phase time, so that the digital QPSK modulated signal S40 is given by the time T1 given by the equation (4).QThe 1-symbol-delayed digital QPSK modulation signal S45 delayed by (one symbol, 3π / 4 phase and π / 2 phase time) is added to the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 70Q.1To send.
[0136]
Thus, the first adder circuit 60Q.1Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S40 and the 1-symbol delayed digital QPSK modulation signal S45 for each sample, and obtains a first I component area difference signal S42I obtained.1The first Q component area difference signal S42Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section1The first absolute value calculation circuit 61Q1To send.
[0137]
The first absolute value calculation circuit 61Q1Is the first I component area difference signal S42Q1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 16), and this is calculated as the first Q component area difference absolute value signal S43Q.1To the Q component arithmetic processing unit 62Q of the delay integration detecting unit 54.
[0138]
At this time, the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 70Q is used.2The digital QPSK modulation signal S40 is obtained by delaying the digital QPSK modulation signal S40 by the π / 2 phase time (2 sample times) in the 2-sample delay circuit 71, and the 1-symbol delayed digital QPSK modulation signal S45. In the sample delay circuit 73, a 1-symbol delayed digital QPSK modulation signal S46 delayed by π / 2 phase time (2 sample times) is provided.
[0139]
Thus, the second addition circuit 60Q2Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S41 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S46 for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S42Q is obtained.1The second Q component area difference signal S42Q representing the area difference for the Q component in each one sample data interval two samples before2The second absolute value calculation circuit 61Q2To send.
[0140]
The second absolute value calculation circuit 61Q2Is the second Q component area difference signal S42Q2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 16), and this is calculated as the second Q component area difference absolute value signal S43Q.2To the Q component arithmetic processing unit 62Q of the delay integration detecting unit 54.
[0141]
As described above with reference to FIG. 13, the I component arithmetic processing unit 62I supplies the first and second I component area difference absolute value signals S43I supplied from the I component area difference detection unit 70I.1, S43I2Are cumulatively added for every other half wavelength (for two samples), and the area difference of the obtained I component in the half wavelength period (| X in FIG. 15)1+ Y1| + | X3+ Y3I component soft decision detection signal S47I representing |,...) Is sent to the clock recovery circuit 55 and the hard decision unit 56.
[0142]
Similarly, the Q component arithmetic processing unit 62Q includes first and second Q component area difference absolute value signals S43Q supplied from the Q component area difference detection unit 70Q.1, S43Q2Are cumulatively added for every other half-wavelength (for two samples), and the area difference of the obtained Q component in the half-wavelength period (| X in FIG. 16)1+ Y1| + | X3+ Y3Q component soft decision detection signal S44Q that represents |,...) Is sent to the clock recovery circuit 55 and the hard decision unit 56.
[0143]
Thus, as described above with reference to FIG. 13, the regenerated baseband clock is supplied from the regenerating circuit 55 to the regenerated clock CLK.11Is output to the hard decision unit 56.
[0144]
The hard decision unit 56 reproduces the I component soft decision detection signal S47I supplied from the I component calculation processing unit 62I and the Q component soft decision detection signal S47Q supplied from the Q component calculation processing unit 62Q, respectively. Clock CLK11The hard decision is made at the timing when the rising edge or falling edge of the second line arrives. Specifically, the recovered clock CLK is based on FIGS.11In synchronism with the rising edge or falling edge, the data is hard judged as “0” when the data is smaller than the value calculated by the equation (10), and “1” when it is larger.
[0145]
As a result, the hard decision unit 56 obtains the demodulated data hard-decided for the I component and Q component as the hard decision result, and the parallel / serial conversion circuit 57 performs parallel / serial conversion on the demodulated data. The baseband signal S26 is sent to the baseband processing unit 34 at the subsequent stage.
[0146]
In this way, the demodulation circuit 60 can demodulate the transmission signal S25 received via the antenna 32.
[0147]
(2-3) Operation and effect of the present embodiment
In the above configuration, the demodulating circuit 60 has the above-described area difference between the previous symbol and the current symbol in one sample data section of the digital QPSK modulated signal S40, and the above-described previous one sample data section two samples before that. The area difference between the symbol and the current symbol is respectively detected for the I component and the Q component in the I component area difference detection unit 70I and the Q component area difference detection unit 70Q of the digital signal processing unit 62, and based on these detection results. The difference in area in the half-wavelength period is calculated by the delay integration detector 54 for each of the I component and the Q component, and the calculation result is output from the clock recovery circuit 55.11The gray code before QPSK modulation is restored by making a hard decision in the hard decision unit 56 in synchronization with the rising or falling edge of.
[0148]
Therefore, this demodulator circuit 60 is also necessary in the digital signal processor 62 in the conventional digital signal processor 1 (FIG. 54), similarly to the demodulator circuit 33 (FIG. 12) according to the first embodiment. The first and second multiplication circuits 11I and 11Q (FIG. 54), the automatic phase control circuit 13 (FIG. 54), the phase rotation circuit 14 (FIG. 54) and the like are not required, and the I component soft decision detection signals S47I and Q component Since the soft decision detection signal S47Q does not contain harmonic components, a low-pass filter or the like is not required in the subsequent stage, the circuit scale as a whole is greatly reduced, and the circuit configuration is greatly simplified. Power can be saved.
[0149]
Also in the case of the demodulating circuit 60, similarly to the demodulating circuit 33 according to the first embodiment, the I component arithmetic processing unit 62I and the Q component arithmetic processing unit of the delay integration detecting unit 54 in the digital signal processing unit 40 are used. Since the I component soft decision detection signal S47I and the Q component soft decision detection signal S47Q output from 62Q are RZ signal systems, there is an advantage that the clock recovery of the baseband clock in the clock recovery unit 55 is facilitated.
[0150]
Further, this demodulation circuit 60 also has a delay time T1 of the digital QPSK modulation signal S40 by the one symbol delay circuit 51 of the digital signal processing unit 62.I, T1Q(That is, α in the equations (3) and (4)1By changing the value of (1), it is possible to cope with both a QPSK modulated signal and a π / 4 shift QPSK modulated signal, which has an advantage of high versatility.
[0151]
Further, in this case, when the demodulation circuit 60 demodulates the π / 4 shift QPSK modulation signal, the demodulated waveform is demodulated with two values of “0” and “1” unlike the I signal and Q signal. There is also an advantage that the noise margin at the time of demodulation is high.
[0152]
According to the above configuration, the above-described area difference between the previous symbol and the current symbol in one sample data section of the digital QPSK modulation signal S40 obtained by digitally converting the QPSK modulation signal S3 at a frequency eight times that of the QPSK modulation signal S3. Also, the area difference between the previous symbol and the current symbol in the 1-sample data section 2 samples before is converted to the I component and the I component area difference detection unit 70I and the Q component area difference detection unit 70Q of the digital signal processing unit 62, respectively. The Q component is detected, and the area difference in the half-wavelength period is calculated for each of the I component and the Q component based on these detection results in the delay integration detection unit 54, and these calculation results are further reproduced in the hard decision unit 56 by the reproduction clock CLK.11The gray code before QPSK modulation is restored by making a hard decision in synchronism with the signal, thereby dramatically reducing the overall circuit scale and greatly simplifying the circuit configuration. Thus, it is possible to realize a demodulation circuit having a simple configuration that can significantly reduce the overall circuit scale and save power.
[0153]
(3) Third embodiment
(3-1) Basic principle
Next, N in equation (9)1Is greater than 1 (N1> 1) In the case where 8 samples are obtained for one wavelength of the received wave as shown in FIG.1= 2) as an example. In the third embodiment, the sample values X of all samples within the half-wavelength period of the received wave1, X2, ..., Y1, Y2,... Are subjected to delay integration detection processing so as to calculate the area difference.
[0154]
That is, for the I component, the received wave IF1 of the current symbol at t = 0 in FIG.SnX sample value (sample value when phase is 0)1After this, the sample value of each sample for each π / 4 phase is X2, X3, ... and time T1 given by equation (3)IIF1 of the previous symbol superimposed with a delay of onlyS (n-1)X1Y is the sample value at the same time as1After this, the sample value of each sample for each π / 4 phase is Y2, Y3, ..., the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the received wave IF1 of the previous symbol after the delayS (n-1)If the phase difference between them is π / 4, the sample value X (= X1, X2,...) And the sample value Y (= Y) of each sample of the previous symbol after the delay1, Y2,... Are the values in the second and third stages of the chart shown in FIG. 20 (A), respectively, and the “absolute value of the sum of positive and negative areas” (| X + Y |) for each corresponding sample is , Respectively, are the values in the fourth stage. Further, at this time, the sum (| X of the absolute value of the sum of the positive and negative areas) for four consecutive samples within the half-wavelength period.1+ Y1| + …… + | X4+ Y4|,...) Is the value in the sixth row of the chart shown in FIG.
[0155]
Similarly, for the I component, the received wave IF1 of the current symbolSnAnd time T1 given by equation (3)IReceived wave IF1 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)When the phase difference is 3π / 4, −3π / 4 and −π / 4, the sample value X of each sample of the current symbol, the sample value Y of each sample of the previous symbol after the delay, Corresponding sum of "absolute value of sum of positive and negative areas" (| X + Y |) and "absolute value of sum of positive and negative areas" for four consecutive samples within a half-wavelength period (| X1+ Y1| + …… + | X4+ Y4|,... Is as shown in FIGS. 20 (B) to 20 (D), respectively.
[0156]
On the other hand, for the Q component, the received wave IF1 of the current symbol at t = 0 in FIG.SnX sample value (sample value when phase is 0)1After this, the sample value of each sample for each π / 4 phase is X2, X3, ... and time T1 given by equation (4)QX superimposed with delay1The sample value of the previous symbol at the same time as Y1After this, the sample value of each sample every π / 4 is set to Y2, Y3, ..., the received wave IF1 of the current symbolSnAnd the received wave IF1 of the previous symbol after the delayS (n-1)Is a sample value X (= X of each sample of the current symbol).1, X2, ...) and the sample value Y of each sample of the previous symbol (= Y1, Y2,... Are the values in the second and third stages of the chart shown in FIG. 21A, and the corresponding “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X + Y |) for each sample is , Respectively, are the values in the fourth stage. Further, at this time, the sum (| X of the absolute value of the sum of the positive and negative areas) for four consecutive samples within the half-wavelength period.1+ Y1| + …… + | X4+ Y4|,...) Is the value in the sixth row of the chart shown in FIG.
[0157]
Similarly, for the Q component, the received wave IF1 of the current symbolSnAnd time T1 given by equation (4)QReceived wave IF1 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)When the phase difference is 3π / 4, −3π / 4 and −π / 4, the sample value X of each sample of the current symbol, the sample value Y of each sample of the previous symbol after the delay, Corresponding sum of "absolute value of sum of positive and negative areas" (| X + Y |) and "absolute value of sum of positive and negative areas" for four consecutive samples within a half-wavelength period (| X1+ Y1| + …… + | X4+ Y4|,...) Is as shown in FIGS.
[0158]
As is clear from FIGS. 20A to 20D and FIGS. 21A to 21D, under this condition, all “samples” in the half-wavelength period are “ Sum of absolute values of sum of positive and negative areas (| X1+ Y1| + …… + | X4+ Y4If │,...) Is “2.00”, “0” is hard, and if it is “4.82”, “1” is hard-decided, the results are shown as hard-decision results for the I and Q components with respect to the phase difference. The relationship shown in FIG. 22 is established, and the combination pattern of the hard decision results of the I component and the Q component can be matched with the gray code.
[0159]
(3-2) Configuration of the demodulation circuit 80 according to the third embodiment
Here, FIG. 23 shows a demodulating circuit 80 according to a third embodiment applied in place of the demodulating circuit 33 of the wireless microphone system 20 of FIG. 11, for example, digital signal processing configured as an LSI, FPGA, DSP or the like. The configuration of the part 81 is the same as that of the demodulation circuit 60 (FIG. 18) according to the second embodiment except that the configuration of the unit 81 is different.
[0160]
In the digital signal processing unit 81, as shown in FIG. 24, parts corresponding to those in FIG. 19 are given the same reference numerals, and as shown in FIG. 24, an I component area difference detection unit 82I, a Q component area difference detection unit 82Q, a one symbol delay circuit 51, 1st to 3rd one sample delay circuit 831~ 833, A delay integration detection unit 84, a clock recovery circuit 85, a hard decision unit 86, and a parallel / serial conversion circuit 57. The supplied digital QPSK modulation signal S40 is detected by a 1-symbol delay circuit 51 and an I component area difference detection. First adder circuit 60I of unit 82I1And the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 82Q1And enter them respectively.
[0161]
The digital signal processing unit 81 converts the digital QPSK modulation signal S40 into the first one-sample delay circuit 83.1Digital QPSK modulated signal S51 delayed by one sample time in FIG.1The second addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 82I2And the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 82Q2And the digital QPSK modulation signal S511The second one-sample delay circuit 832Digital QPSK modulated signal S51 delayed by one sample time in FIG.2The third addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 82I3And the third addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 82Q3And the digital QPSK modulation signal S51.2The third one-sample delay circuit 833Digital QPSK modulated signal S51 delayed by one sample time in FIG.3The fourth addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 82I4And the fourth addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 82Q4To enter.
[0162]
As a result, the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 82I.1As described above with reference to FIG. 19, the digital QPSK modulation signal S40 and the digital QPSK modulation signal S42 are sequentially added for each sample, and a first difference representing the area difference for the I component in each obtained one sample data section is obtained. I component area difference signal S52I1The first absolute value calculation circuit 61I1To send.
[0163]
The first absolute value calculation circuit 61I1Is the first I component area difference signal S52I1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 20), and this is calculated as the first I component area difference absolute value signal S53I.1To the I component arithmetic processing unit 87I of the delay integration detecting unit 84.
[0164]
At this time, the second addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 82I.21-symbol delayed digital QPSK modulation signal S42 is converted into 1-sample delay circuit 88.11-symbol delayed digital QPSK modulated signal S54 delayed by one sample time in FIG.1Is given.
[0165]
Thus, the second addition circuit 60I2Is the digital QPSK modulation signal S5111-symbol delayed digital QPSK modulated signal S541Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S52I is obtained.1The second I component area difference signal S52I representing the area difference for the I component in each one sample data section one sample before2The second absolute value calculation circuit 61I2To send.
[0166]
The second absolute value calculation circuit 61I2Is the second I component area difference signal S52I2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 20), and this is calculated as the second I component area difference absolute value signal S53I.2To the I component arithmetic processing unit 87I of the delay integration detecting unit 84.
[0167]
Further, at this time, the third addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 82I.31 symbol delayed digital QPSK modulated signal S5411 sample delay circuit 8821-symbol delayed digital QPSK modulated signal S54 delayed by one sample time in FIG.2Is given.
[0168]
Thus, the third addition circuit 60I3Is the digital QPSK modulation signal S5121-symbol delayed digital QPSK modulated signal S542Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S53I is obtained.1The third I component area difference signal S52I representing the area difference for the I component in each one sample data interval two samples before3The third absolute value calculation circuit 61I3To send.
[0169]
The third absolute value calculation circuit 61I3Is the third I component area difference signal S52I3Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 20), and this is calculated as a third I component area difference absolute value signal S53I.3To the I component arithmetic processing unit 87I of the delay integration detecting unit 84.
[0170]
Similarly, at this time, the fourth addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 82I.41 symbol delayed digital QPSK modulated signal S5421 sample delay circuit 8831-symbol delayed digital QPSK modulated signal S54 delayed by one sample time in FIG.3Is given.
[0171]
Thus, the fourth addition circuit 60I4Is the digital QPSK modulation signal S5131-symbol delayed digital QPSK modulated signal S543Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S52I is obtained.1The fourth I component area difference signal S52I representing the area difference for the I component in each 1-sample data section before 3 samples.4The fourth absolute value calculation circuit 61I4To send.
[0172]
Then, the fourth absolute value calculation circuit 61I4Is the fourth I component area difference signal S52I4Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 20), and this is calculated as the fourth I component area difference absolute value signal S53I.4To the I component arithmetic processing unit 87I of the delay integration detecting unit 84.
[0173]
On the other hand, at this time, the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 82Q.1Includes the second one-sample delay circuit 88 of the I component area difference detection unit 82I as described above.2The digital QPSK modulation signal S40 output from the time T1 given by the equation (4)Q1-symbol delayed digital QPSK modulated signal S54 delayed by2Is given.
[0174]
Thus, the first adder circuit 60Q.1Are the digital QPSK modulated signal S40 and the one symbol delayed digital QPSK modulated signal S54.2Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S42I is obtained.1The first Q component area difference signal S52Q that represents the area difference for the Q component in each one sample data section1The first absolute value calculation circuit 61Q1To send.
[0175]
The first absolute value calculation circuit 61Q1Is the first I component area difference signal S52Q1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 21), and this is calculated as the first Q component area difference absolute value signal S53Q.1To the Q component arithmetic processing unit 87Q of the delay integration detecting unit 84.
[0176]
At this time, the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 82Q is used.2Includes a third one-sample delay circuit 88 of the I component area difference detector 82I.31-symbol delayed digital QPSK modulated signal S54 output from21-symbol-delayed digital QPSK modulated signal S54 obtained by delaying the signal by one sample time3Is given.
[0177]
Thus, the second addition circuit 60Q2Is the digital QPSK modulation signal S5111-symbol delayed digital QPSK modulated signal S543Are sequentially added for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S52Q is obtained.1The second Q component area difference signal S52Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section one sample before2The second absolute value calculation circuit 61Q2To send.
[0178]
The second absolute value calculation circuit 61Q2Is the second Q component area difference signal S52Q2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 21), and this is calculated as the second Q component area difference absolute value signal S53Q.2To the Q component arithmetic processing unit 87Q of the delay integration detecting unit 84.
[0179]
Further, at this time, the third addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 82Q.31 symbol delayed digital QPSK modulated signal S5431 sample delay circuit 8841-symbol delayed digital QPSK modulated signal S54 delayed by one sample time in FIG.4Is given.
[0180]
Thus, the third addition circuit 60Q3Is the digital QPSK modulation signal S5121-symbol delayed digital QPSK modulated signal S544Are sequentially added for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S52Q is obtained.1The third Q component area difference signal S52Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section two samples before3The third absolute value calculation circuit 61Q3To send.
[0181]
The third absolute value calculation circuit 61Q3Is the third Q component area difference signal S52Q.3Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 21), and this is calculated as the third Q component area difference absolute value signal S53Q.3To the Q component arithmetic processing unit 87Q of the delay integration detecting unit 84.
[0182]
Similarly, at this time, the fourth addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 82Q is used.41 symbol delayed digital QPSK modulated signal S5441 sample delay circuit 8851-symbol delayed digital QPSK modulated signal S54 delayed by one sample time in FIG.5Is given.
[0183]
Thus, the fourth addition circuit 60Q4Is the digital QPSK modulation signal S5131-symbol delayed digital QPSK modulated signal S545Are sequentially added for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S52Q is obtained.14th Q component area difference signal S52Q showing the area difference about Q component in each 1 sample data section before 3 samples4The fourth absolute value calculation circuit 61Q4To send.
[0184]
And the fourth absolute value calculation circuit 61Q4Is the fourth Q component area difference signal S52Q.4Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 21), and this is calculated as the fourth Q component area difference absolute value signal S53Q.4To the Q component arithmetic processing unit 87Q of the delay integration detecting unit 84.
[0185]
The I component arithmetic processing section 87I supplies the supplied first to fourth I component area difference absolute value signals S53I.1~ S53I4Are cumulatively added for every half wavelength (for two samples), and the area difference of the obtained I component in the half wavelength period (| X in FIG. 20)1+ Y1| + …… + | X4+ Y4I component soft decision detection signal S54I representing |,...) Is sent to the clock recovery circuit 85 and the hard decision unit 86.
[0186]
Similarly, the Q component arithmetic processing unit 86Q supplies the supplied first to fourth Q component area difference absolute value signals S53Q.1~ S53Q4Are cumulatively added for every half wavelength (for two samples) every four samples, and the area difference in the half wavelength period of the obtained Q component (| X in FIG. 21)1+ Y1| + …… + | X4+ Y4Q component soft decision detection signal S54Q that represents |,...] Is sent to the clock recovery circuit 85 and the hard decision unit 86.
[0187]
The clock recovery circuit 85 has a DPLL configuration, for example, and regenerates a baseband clock based on the supplied I component soft decision detection signal S54I and Q component soft decision detection signal S54Q, and regenerates the recovered clock CLK21To the hard decision unit 86.
[0188]
The hard decision unit 86 reproduces the I component soft decision detection signal S54I supplied from the I component calculation processing unit 87I and the Q component soft decision detection signal S54Q supplied from the Q component calculation processing unit 87Q, respectively. Clock CLK21The hard decision is made at the timing when the rising edge or falling edge of the second line arrives. Specifically, the recovered clock CLK based on FIGS.21In synchronization with the rising or falling edge of
[0189]
## EQU11 ##
Figure 0004006690
[0190]
When the value is smaller than the value calculated by the above, the hard decision is made as “0”, and when it is larger as “1”.
[0191]
As a result, the hard decision unit 86 obtains the demodulated data hard-determined for the I component and Q component as the hard decision result, and the parallel / serial conversion circuit 57 performs the parallel / serial conversion on the demodulated data. The baseband signal S26 is sent to the baseband processing unit 34 at the subsequent stage.
[0192]
In this way, the demodulation circuit 80 can demodulate the transmission signal S25 received via the antenna 32.
[0193]
(3-3) Operation and effect of the present embodiment
In the above configuration, the demodulating circuit 80 has a difference in area between the previous symbol and the current symbol in one sample data section of the digital QPSK modulation signal S40, and the previous one sample data section 1 to 3 samples before that. The area difference between the symbol and the current symbol is respectively detected for the I component and the Q component in the I component area difference detection unit 82I and the Q component area difference detection unit 82Q of the digital signal processing unit 81, and based on the detection results. The difference in area during the half-wavelength period is calculated for each of the I component and the Q component by the delay integration detection unit 84, and the calculation result is output from the clock recovery circuit 85.21The gray code before QPSK modulation is restored by making a hard decision in the hard decision unit 86 in synchronization with the rising or falling edge of.
[0194]
Therefore, this demodulator circuit 80 is also necessary in the digital signal processing unit 81 in the conventional digital signal processing unit 1 (FIG. 54), similarly to the demodulator circuit 40 (FIG. 12) according to the first embodiment. The first and second multiplication circuits 11I and 11Q (FIG. 54), the automatic phase control circuit 13 (FIG. 54), the phase rotation circuit 14 (FIG. 54) and the like are not required, and the I component soft decision detection signals S54I and Q component Since the soft decision detection signal S54Q does not contain harmonic components, a low-pass filter or the like is not required in the subsequent stage, the circuit scale as a whole is greatly reduced, and the circuit configuration is greatly simplified. Power can be saved.
[0195]
Also in the demodulator circuit 80, as in the demodulator circuit 33 according to the first embodiment, the I component arithmetic processor 87I and the Q component arithmetic processor 87Q of the delay integration detector 84 in the digital signal processor 81 are used. Since the I component soft decision detection signal S54I and the Q component soft decision detection signal S54Q respectively output from the RZ signal system are RZ signal systems, there is an advantage that the clock recovery of the baseband clock in the clock recovery unit 85 is facilitated.
[0196]
Further, the demodulation circuit 80 also has a delay time T1 of the digital QPSK modulation signal S40 by the 1-symbol delay circuit 51 of the digital signal processing unit 81, similarly to the demodulation circuit 33 according to the first embodiment.I, T1Q(That is, α in the equations (3) and (4)1By changing the value of (1), it is possible to cope with both a QPSK modulated signal and a π / 4 shift QPSK modulated signal, which has an advantage of high versatility.
[0197]
In this case, when the demodulation circuit 80 demodulates the π / 4 shift QPSK modulation signal, the demodulation waveform is demodulated with two values of “0” and “1”, unlike the I signal and the Q signal. There is also an advantage that the noise margin at the time of demodulation is high.
[0198]
According to the above configuration, the area difference between the previous symbol and the current symbol in one sample data section of the digital QPSK modulated signal S40 obtained by digitally converting the QPSK modulated signal S3 at a frequency eight times higher than that, respectively. The area difference between the previous symbol and the current symbol in each 1-sample data period 1 to 3 samples before is converted into the I component and the I component area difference detection unit 82I and the Q component area difference detection unit 82Q of the digital signal processing unit 81, respectively. Each of the Q components is detected, and based on these detection results, an area difference in the half wavelength period is calculated for each of the I component and the Q component in the delay integration detection unit 84, and the calculation result is output from the clock recovery circuit 85. Clock CLK21By reconstructing the Gray code before QPSK modulation by making a hard decision in the hard decision unit 86 in synchronization with the rising or falling edge, the circuit scale as a whole is significantly reduced, and The circuit configuration can be greatly simplified, and thus a demodulation circuit having a simple configuration that can significantly reduce the overall circuit scale and save power can be realized.
[0199]
(4) Fourth embodiment
(4-1) Basic principle
In the first to third embodiments, the minimum sampling period in the analog / digital conversion circuit 39 in the demodulation circuits 33, 60, and 80 (FIGS. 12, 18, and 23) is QPSK modulation from the equation (9). For example, when the frequency of the signal S3 is 10 [MHz], the frequency is 40 [MHz].
[0200]
For this reason, when constructing the demodulation circuits 33, 60, 80 according to the first to third embodiments adopting such a delay detection method, the analog / digital conversion circuit 39, the clock generators 38, 61 having a high operating frequency are used. In addition, the digital signal processing units 40, 62, and 81 are required. Further, since it is necessary to store a sample value for one symbol in the one symbol delay circuit 51 (FIGS. 13, 19, and 24) in the digital signal processing units 40, 62, and 81, for example, the frequency of the QPSK modulation signal S3 is When the symbol rate is 10 [MHz] and the symbol rate is 192 [kHz], it is necessary to store data of 208 sample values, and there is a problem that a large capacity memory is required.
[0201]
Therefore, in the present embodiment, the sampling period for the QPSK modulation signal S3 output from the IF filter 5 (FIGS. 12, 18, and 23) in the demodulation circuits 33, 60, and 80 is lowered, that is, the QPSK modulation signal S3. Such a problem is solved by acquiring a sample value of a predetermined phase for a half wavelength by undersampling over a period longer than the half wavelength.
[0202]
As an example, the delay integration detection method described above requires a sample of 0 (or π) phase and a sample of π / 2 (or 3π / 2) phase of the received wave, and these can be sampled alternately. As described above, m is an arbitrary positive integer, and in the first embodiment, the above-mentioned 1 / (2m + 1), in the second embodiment, the above-mentioned (4m + 2) / 1, the third embodiment. Then, the QPSK modulation signal S3 is sampled at the sampling period of 1 / (4m + 1).
[0203]
For example, as shown in FIG. 25, in the second embodiment, when m = 1, the time t1When the first sampling is performed, the time t2, T4, T5, T7,... Are sequentially sampled. If m = 2, the time t1For the first sampling of3, T6, ... are sequentially performed.
[0204]
As described above, in the first to third embodiments, the area difference corresponding to the half wavelength of the received wave is sampled twice (X1, X2) Or 4 samplings (X1~ X4In this embodiment, sampling is performed in such a sampling period. For example, in the case of the first embodiment, the received wave half cycle is 2 samples, so that “X1Can be thinned out by sampling after m periods (2 × m samples) and π / 2 phase (1 sample) of the received wave.
[0205]
The I component can be detected by calculation from such sampling. In addition, in order to detect the Q component, we want sampling data that is π / 2 phase shifted from the sampling point. Therefore, the Q component is separately detected by sampling with a clock shifted by π / 2 with respect to the sample clock. Just do it.
[0206]
In the delay integration detection method according to the present embodiment, as shown in FIG. 26, a zero-phase sample and a π / 2-phase sample of the received wave are required at least for each symbol. The sampling period must be at least three times the symbol rate. Therefore, for example, when delay-integrated detection is performed on a baseband modulated received wave of 192 kHz,
[0207]
[Expression 12]
Figure 0004006690
[0208]
Thus, 576 [kHz] is the theoretical limit of the minimum value of the sampling frequency.
[0209]
However, this is only a theoretical limit, and in practice, a compromise point is searched for while considering the relationship between the received wave and the baseband frequency, fading, and the like.
[0210]
(4-2) Configuration of the demodulation circuit 90 according to the fourth embodiment
Here, FIG. 27, in which parts corresponding to those in FIG. 12 are assigned the same reference numerals, shows a specific configuration of the demodulation circuit 90 for performing the delay integration detection processing by such undersampling.
[0211]
As is apparent from FIG. 27, the demodulation circuit 90 according to the present embodiment includes a first analog / digital conversion circuit 91A for sampling the 0 phase of the QPSK modulation signal S3 at the subsequent stage of the IF filter 5, and a second analog / digital conversion circuit 91B for sampling the π / 2 phase. The QPSK modulation signal S3 output from the IF filter 5 is converted into the first and second analog / digital conversion circuits 91A, 91B. To enter.
[0212]
At this time, the first analog / digital conversion circuit 91A receives the frequency of the QPSK modulation signal S3 as f.1Where m is a positive integer set in advance and
[0213]
[Formula 13]
Figure 0004006690
[0214]
A first clock CLK having a frequency of30Is supplied from the clock generator 92, and the second analog / digital conversion circuit 91B receives the first clock CLK.30Is delayed by a time corresponding to a quarter wavelength time of the QPSK modulation signal S3 in the delay circuit 93.31Is given.
[0215]
Thus, the first analog / digital conversion circuit 91A has the first clock CLK.30The QPSK modulation signal S3 is digitally converted by sequentially sampling the QPSK modulation signal S3 in the undersampling period and at the timing when the phase of 0 [°] arrives, and the sample value in the 0 phase of the obtained QPSK modulation signal S3 is obtained. The first digital QPSK modulation signal S60A is sent to the digital signal processing unit 94.
[0216]
The second analog / digital conversion circuit 91B is connected to the second clock CLK.31The QPSK modulation signal S3 is digitally converted by sequentially sampling the QPSK modulation signal S3 at the timing when the phase of π / 2 (90 [°]) arrives in the undersampling period, and the QPSK modulation signal S3 obtained is π The sample value in the / 2 phase is sent to the digital signal processing unit 94 as the second digital QPSK modulation signal S60B.
[0217]
The digital signal processing unit 94 is composed of, for example, an LSI, FPGA, DSP, or the like, and a digital QPSK modulation signal S60A is converted into a one-symbol delay circuit as shown in FIG. 100 and the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 101I11 sample delay circuit 102, and first addition circuit 60Q of Q component area difference detection unit 101Q1And the digital QPSK modulation signal S 60 B is input to the 1-symbol delay circuit 103.
[0218]
At this time, the 1-symbol delay circuit 100 supplies the digital QPSK modulation signal S60A to the time T1 given by the equation (3).IThe 1-symbol-delayed digital QPSK modulation signal S61 is delayed by (one symbol and 3π / 4 phase time), and the obtained 1-symbol delayed QPSK modulation signal S61 is added to the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 101I.1And 1 sample delay circuit 104.
[0219]
Thus, the I component area difference detection unit 101I.1First adder circuit 60I1Is the first I component area representing the area difference for the I component in each sample data section obtained by sequentially adding the digital QPSK modulated signal S60A and the one-symbol delayed digital QPSK modulated signal S61 for each sample. Difference signal S62I1The first absolute value calculation circuit 61I1To send.
[0220]
The first absolute value calculation circuit 61I1Is the first I component area difference signal S62I1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 8), and this is calculated as the first I component area difference absolute value signal S63I.1To the I component arithmetic processing unit 62I of the delay integration detecting unit 54.
[0221]
At this time, the second addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 101I is used.2The digital QPSK modulation signal S60A obtained by delaying the digital QPSK modulation signal S60A by one undersample time in the one-sample delay circuit 102 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S61 in the one-sample delay circuit 104 are subjected to one undersample. A 1-symbol delayed digital QPSK modulated signal S65 delayed by time is provided.
[0222]
Thus, the I component area difference detection unit 101I.1Second adder circuit 60I2Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S64 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S65 for each sample, and obtains a first I component area difference signal S62I obtained.1The second I component area difference signal S62I representing the area difference for the I component in each one sample data interval one sample before2The second absolute value calculation circuit 61I2To send.
[0223]
The second absolute value calculation circuit 61I2Is the second I component area difference signal S62I2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 8), and this is calculated as a second I component area difference absolute value signal S63I.2To the I component arithmetic processing unit 62I of the delay integration detecting unit 54.
[0224]
On the other hand, the 1-symbol delay circuit 103 converts the supplied digital QPSK modulation signal S60B to a time T1 given by equation (4).QThe 1-symbol-delayed digital QPSK modulation signal S66 is delayed by (one symbol, 3π / 4 phase and π / 2 phase time), and the obtained 1-symbol delayed QPSK modulation signal S66 is added to the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 101Q.1And sent to the one-sample delay circuit 105.
[0225]
Thus, the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 101Q.1Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S60A and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S66 for each sample, and obtains a first I component area difference signal S62I obtained.1The first Q component area difference signal S62Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section1The first absolute value calculation circuit 61Q1To send.
[0226]
The first absolute value calculation circuit 61Q1Is supplied first Q component area difference signal S42Q1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 16), and is calculated as the first Q component area difference absolute value signal S63Q.1To the Q component arithmetic processing unit 62Q of the delay integration detecting unit 54.
[0227]
At this time, the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 101Q is used.2As described above, the digital QPSK modulation signal S64 obtained by delaying the digital QPSK modulation signal S40 by one undersample time in the one-sample delay circuit 102 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S66 are converted into the one-sample delay circuit 105. Is supplied with a one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S67 delayed by one undersample time.
[0228]
Thus, the second addition circuit 60Q2Sequentially adds the digital QPSK modulation signal S64 and the one-symbol delayed digital QPSK modulation signal S67 for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S62Q is obtained.1The second Q component area difference signal S62Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section one sample before2The second absolute value calculation circuit 61Q2To send.
[0229]
The second absolute value calculation circuit 61Q2Is supplied second Q component area difference signal S62Q2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIG. 16), and this is calculated as the second Q component area difference absolute value signal S63Q.2To the Q component arithmetic processing unit 62Q of the delay integration detecting unit 54.
[0230]
The I-component arithmetic processing unit 62I supplies the supplied first and second I-component area difference absolute value signals S63I.1, S63I2Are accumulated for every other half wavelength (however, in this embodiment, the half wavelength is equivalent to one sample), and the area difference of the obtained I component in the half wavelength period (| X in FIG. 8)1+ Y1| + | X2+ Y2I component soft decision detection signal S68I representing |) is sent to the clock recovery circuit 55 and the hard decision unit 56.
[0231]
Similarly, the Q component arithmetic circuit 62Q supplies the supplied first and second Q component area difference absolute value signals S63.1Q, S632Q is accumulated and added for each sample by a half wavelength (however, in this embodiment, the half wavelength is one sample), and the area difference in the half wavelength period of the obtained Q component (| X in FIG. 9)1+ Y1| + | X2+ Y2Q component soft decision detection signal S68Q representing |,...) Is sent to the clock recovery circuit 106 and the hard decision unit 107.
[0232]
The clock recovery circuit 106 has, for example, a DPLL configuration, recovers a baseband clock synchronized with the supplied I component soft decision detection signal S68I and Q component soft decision detection signal S68Q, and regenerates the recovered clock CLK32To the hard decision unit 107.
[0233]
The hard decision unit 107 regenerates the reproduction clock for the I component soft decision detection signal S68I supplied from the I component calculation processing unit 62I and the Q component soft decision detection signal S68Q supplied from the Q component calculation processing unit 62Q, respectively. CLK32The hard decision is made in synchronization with the rising edge or falling edge. Specifically, the recovered clock CLK is based on FIGS.32Data is synchronized with the rising or falling edge of
[0234]
[Expression 14]
Figure 0004006690
[0235]
If it is smaller than “0”, the hard decision is made as “0”, and if it is larger than “1”.
[0236]
As a result, the hard decision unit 107 obtains bit data demodulated with respect to the I component and the Q component as the hard decision result, performs parallel / serial conversion on these in the parallel / serial conversion circuit 57, and then obtains the above-described bit data. The baseband signal S26 is sent to the subsequent baseband processing unit 34.
[0237]
In this way, the demodulation circuit 33 can demodulate the transmission signal S25 received via the antenna 32.
[0238]
(4-3) Operation and effect of the present embodiment
In the above configuration, the demodulation circuit 90 samples the QPSK modulation signal S3 output from the IF filter 5 (FIG. 27) at a lower sampling period than the demodulation circuit 33 (FIG. 12) according to the first embodiment. Using this, delay integration detection processing is executed.
[0239]
Therefore, the demodulating circuit 90 does not require the first and second analog / digital conversion circuits 91A and 91B, the clock generation unit 92, and the digital signal processing unit 94 having high operating frequencies, and the digital signal processing unit. No large capacity memory is required for the 1-symbol delay circuits 100 and 103 in 94, the 1-sample delay circuits 104 and 105, and the 1-sample delay circuit 102 in the I component area difference detection unit 101I. Since the operation clock can be reduced while simplifying the hardware configuration of the signal processing unit 94, the overall configuration can be simplified and the power can be saved as compared with the demodulation circuit 33 according to the first embodiment. .
[0240]
Also in the case of this demodulation circuit 90, as in the case of the demodulation circuit 33 according to the first embodiment, the I-component calculation processing unit 62I and the Q-component calculation processing unit of the delay integration detecting unit 54 in the digital signal processing unit 94 are used. Since the I component soft decision detection signal S68I and the Q component soft decision detection signal S68Q output from 62Q are RZ signal systems, there is an advantage that the clock recovery of the baseband clock in the clock recovery unit 106 is facilitated.
[0241]
Further, this demodulation circuit 90 also has a delay time T1 of the first and second digital QPSK modulation signals S60A and S60B by the one symbol delay circuits 100 and 103 of the digital signal processing unit 94.I, T1Q(That is, α in the equations (3) and (4)1By changing the value of (1), it is possible to cope with both a QPSK modulated signal and a π / 4 shift QPSK modulated signal, which has an advantage of high versatility.
[0242]
In this case, when the demodulation circuit 90 demodulates the π / 4 shift QPSK modulation signal, the demodulated waveform is demodulated with binary values of “0” and “1” unlike the I signal and Q signal. There is also an advantage that the noise margin at the time of demodulation is high.
[0243]
According to the above configuration, since the QPSK modulation signal S3 is undersampled, the first and second analog / digital conversion circuits 91A and 91B, the clock generation unit 92, and the digital signal processing unit 94 operate at an operating frequency. Of the 1-symbol delay circuits 100 and 103 in the digital signal processing unit 94, the 1-sample delay circuits 104 and 105, and the memory in the 1-sample delay circuit 102 in the I-component area difference detection unit 101I. It is possible to realize a demodulator circuit having a simple configuration that can reduce the capacity and thus further reduce the overall circuit scale and save power.
[0244]
(5) Fifth embodiment
(5-1) Basic principle
(5-1-1) Detection of phase difference
Next, delay integration detection processing when the received wave is an 8PSK modulated wave will be described. In the present embodiment, the reception wave IF2 of the previous symbol whose phase is delayed or advanced by π / 8.S (n-1)And the received wave IF2 of the current symbolSnWe focused on the area difference in the half-wavelength period.
[0245]
Received wave IF2 of previous symbolS (n-1)Is delayed by π / 8 (= 22.5 [°]) and the received wave IF2 of the current symbolSnIs observed in a half-wavelength period, the received wave IF1 of the previous symbol after the delayed phaseS (n-1)And the received wave IF1 of the current symbolSn29A to 29H when the original phase difference between them is 0, π / 4, π / 2, 3π / 4, π, −3π / 4, −π, and −π / 4, respectively. ) As shown.
[0246]
As is apparent from FIGS. 29A to 29H, the reception wave IF2 of the previous symbol is used.S (n-1)Is overlapped with a phase delayed by π / 8, the received wave IF2 of the previous symbol after the delayed phaseS (n-1)And the area S2 of the portion surrounded by the horizontal axis (in the half-wavelength period)S (n-1)And the received wave IF2 of the current symbolSnAnd the area S2 of the portion surrounded by the horizontal axis (in the half-wavelength period)SnArea difference ΔS2Sn(= S2S (n-1)+ S2Sn4), there are four types of values calculated as the absolute value of the sum of these positive and negative areas, with the positive area above the center (horizontal axis) of the amplitude and the negative area below.
[0247]
Here, the area difference ΔS2 in the states of FIGS. 29A and 29H.Sn"A", the area difference ΔS2 in the states of FIGS. 29B and 29GSn“B”, the area difference ΔS2 in the states of FIG. 29C and FIG. 29F.Sn"C", the area difference ΔS2 in the states of FIGS. 29D and 29ESnIs “d”, and these area difference states are mapped to the [I] signal axis, the result is as shown in FIG.
[0248]
Therefore, such an area difference ΔS2SnAs shown in FIG. 31, the received wave IF2 of the original previous symbol before the lagging phase is obtained.S (n-1)And the received wave IF2 of the current symbolSnIt is possible to determine whether the phase difference between them is 0 or −π / 4, π / 4 or −π, π / 2 or −3π / 4, 3π / 4 or π.
[0249]
Similarly, the reception wave IF2 of the previous symbolS (n-1)Is delayed by π / 8 and π / 2 (= 90 [°]), and the received wave IF2 of the current symbolSnIs observed at half wavelength, the received wave IF1 of the previous symbol after the delayed phaseS (n-1)And the received wave IF1 of the current symbolSnWhen the original phase difference between them is 0, π / 4, π / 2, 3π / 4, π, -3π / 4, -π, and -π / 4, respectively, FIG. 32 (A) to FIG. 32 (H ) As shown.
[0250]
As is apparent from FIGS. 32A to 32H, the reception wave IF2 of the previous symbol is used.S (n-1)Is overlapped with π / 8 and π / 2, and the received wave IF2 of the previous symbol after the delayS (n-1)And the area S2 of the portion surrounded by the horizontal axis (in the half-wavelength period)S (n-1)'And the received wave IF2 of the current symbolSnAnd the area S2 of the portion surrounded by the horizontal axis (in the half-wavelength period)SnArea difference ΔS2Sn'(= S2S (n-1)'+ S2Sn4), there are four types of values calculated as the absolute value of the sum of these positive and negative areas, with the positive area above the center (horizontal axis) of the amplitude and the negative area below.
[0251]
Here, the area difference ΔS2 in the states of FIGS. 32B and 32C.Sn'Is the same as that shown in FIG. 29A, so that "a", the area difference ΔS2 between the states shown in FIGS. 32A and 32D.Sn′ Is the same as FIG. 29B, so “b” the area difference ΔS2 between the states of FIG. 32E and FIG.SnSince 'is the same as FIG. 29C, the area difference ΔS2 between the states of “c”, FIG. 32F, and FIG.SnSince ′ is the same as FIG. 29D, it is set to “d”, and when these area difference states are mapped to the [Q] signal axis, it is as shown in FIG.
[0252]
Therefore, such an area difference ΔS2Sn′, As shown in FIG. 34, the received wave IF2 of the original previous symbol before the delay phaseS (n-1)And the received wave IF2 of the current symbolSnIt is possible to determine whether the phase difference between them is 0 or 3π / 4, π / 4 or π / 2, π or -π / 4, -3π / 4 or -π / 2 .
[0253]
Therefore, as described above, the area difference state of FIG. 29A is “a”, the area difference state of FIG. 29B is “b”, the area difference state of FIG. 29C is “c”, and FIG. It is assumed that the area difference state of (D) is hard-decided as “d”, and the area difference ΔS2SnHard decision result of I component, difference ΔS2SnWhen the hard decision result of ′ is the Q component, from FIG. 31 and FIG. 34, the combination pattern of the hard decision result of the I component and the Q component as shown in FIG. 35 is obtained according to the original phase difference between the previous symbol and the current symbol. can get.
[0254]
As is clear from FIG. 35, the combination pattern of the hard decision result of the I component and the hard decision result of the Q component has an original phase difference of 0, π / 4, π / 2, It is different in any case of 3π / 4, π, −3π / 4, −π / 2, and −π / 4.
[0255]
Therefore, based on the combination pattern of the hard decision results of the I component and Q component, the received wave IF2 of the previous symbolS (n-1)And the received wave IF2 of the current symbolSn35, the gray code (3rd stage) or gray coded (4th stage) source before the 8PSK modulation shown in the third or fourth stage of the chart shown in FIG. Data (“000”, “001”, etc.) can be demodulated. FIG. 36 shows an 8PSK mapping diagram representing the relationship between the combination pattern of each hard decision result of the I component and the Q component, the phase difference between the previous symbol and the current symbol, and the gray code corresponding to each phase.
[0256]
From the above, one symbol time of the received wave is T0Received wave IF2Sn, IF2S (n-1)Where t is the time of one wavelength of
[0257]
[Expression 15]
Figure 0004006690
[0258]
Time T2 given byIReceived wave IF2 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)And the received wave IF2 of the current symbolSnDifference ΔS2 in half-wavelength periodSnAs well as
[0259]
[Expression 16]
Figure 0004006690
[0260]
Time T2 given byQReceived wave IF2 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)And the received wave IF2 of the current symbolSnDifference ΔS2 in half-wavelength periodSn′, And the difference between these two areas ΔS2Sn, ΔS2SnIt can be seen that by making a hard decision on ′, the original gray code before 8PSK modulation can be obtained. In the equations (15) and (16), α2The value of is an arbitrary odd natural number, and is normally “1”.
[0261]
(5-1-2) Piecewise quadrature method and sampling
Next, the above-described area difference ΔS2Sn, ΔS2SnA method of using the piecewise quadrature method for the calculation of ′ will be described.
[0262]
If the piecewise quadrature method is used, the received wave IF2 of the current symbol as shown in FIG.SnArea S2 in half wavelength periodSnIs the received wave IF2 of the current symbolSnEach sample value X when sampling at regular intervals1, X2Can be approximated as the sum of.
[0263]
Further, the time T2 given by the equation (15) or the equation (16)I, T2QIF2 of the previous symbol after being delayed by onlyS (n-1)Area S2 in half wavelength periodSn, S2Sn′ Is the received wave IF2 of the previous symbol after the delayS (n-1)Each sample value Y when sampling at regular intervals1, Y2Can be approximated as the sum of.
[0264]
Therefore, such an area difference ΔS2Sn, ΔS2Sn'Is the same as in the first to fourth embodiments, the received wave IF2 of the current symbol.SnSample value X of each sample within a half-wavelength period obtained by sampling at regular intervals1, X2,..., Time T2 given by equation (15) or (16)I, T2QReceived wave IF2 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)Sample value Y obtained by sampling at the same timing1, Y2,... Can be calculated sequentially for each sample data section, and the absolute value of the addition result can be obtained.
[0265]
Therefore, even in this case, the received wave IF2 of the current symbolSnSampling and the received wave IF2 of the previous symbolS (n-1)Sampling timing must always be the same, but in order to satisfy this condition, N2Is an arbitrary natural number, and the received wave IF2S (n-1), IF2SnThe following formula per cycle
[0266]
[Expression 17]
Figure 0004006690
[0267]
Try to get the number of samples given in.
[0268]
For example, in equation (17), N2When = 1, as shown in FIG. 37, the area difference ΔS2 between the current symbol and the delayed previous symbol is obtained.Sn, ΔS2Sn'Is the received wave IF2 of the current symbolSnAnd the received wave IF2 of the previous symbol after the delayS (n-1)Sample value X for each 4 samples1~ X4, Y1~ Y4Will be calculated based on
[0269]
(5-1-3) Specific example
Next, a specific example of the above theory will be described. Here, in the equation (17), N2= 2 (FIG. 37), a case where every other sample is to be detected will be described.
[0270]
In this case, for the I component, the received wave IF2 of the current symbol at t = 0 in FIG.SnX sample value (sample value when phase is 0)1, And after that, the sample value for every π / 8 phase is sequentially X2, X3, X4, ... and time T2 given by equation (15)IIF2 of the previous symbol superimposed with a delay ofS (n-1 )X1Y is the sample value at the same time as1From this point on, each sample value for each π / 8 phase is set to Y.2, Y3, ......, the received wave IF2 of the current symbolSnAnd reception wave IF2 of the previous symbol before delayS (n-1)If the phase difference between them is 0, the received wave IF2 of the current symbolSnSample value X (= X1, X2, ...) and the received wave IF2 of the previous symbol after the delayS (n-1)Sample value Y (= Y1, Y2,... Are the values of the second and third stages of the chart shown in FIG. , Respectively, are the values in the fourth stage. Further, at this time, the sum of the “absolute value of the sum of positive and negative areas” for every four samples (| X1+ Y1| + | X3+ Y3| + | X5+ Y5| + | X7+ Y7|,.
[0271]
Similarly, for the I component, the received wave IF2 of the current symbolSnAnd time T2 given by equation (15)IReceived wave IF2 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)When the phase difference between π / 4, π / 2, 3π / 4, π, -3π / 4, -π / 2, and -π / 4, Sample value X of each sample of the current symbol, sample value Y of each sample of the previous symbol after delay, “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X + Y |) for each corresponding sample, and four consecutive samples Of "absolute value of sum of positive and negative areas" (| X1+ Y1| + | X3+ Y3| + | X5+ Y5| + | X7+ Y7│,...) Are respectively shown in FIG. 39A, FIG. It becomes like this.
[0272]
On the other hand, for the Q component, the received wave IF2 of the current symbol at t = 0 in FIG.SnThe sample value of X1After that, each sample value for each π / 8 phase is expressed as X2, X3, X4, ... and time T2 given by equation (16)QX superimposed with delay1The sample value of the previous symbol at the same time as Y1After this, the sample value of each sample for each π / 8 phase is Y2, Y3, ......, the received wave IF2 of the current symbolSnAnd the reception wave IF2 of the previous symbol before the delayS (n-1)If the phase difference between them is 0, the received wave IF2 of the current symbolSnSample value X (= X1, X2, ...) and the received wave IF2 of the previous symbol after the delayS (n-1)Sample value Y (= Y1, Y2,... Are the values in the second and third stages of the chart shown in FIG. 38B, and the corresponding “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X + Y |) for each sample is , Respectively, are the values in the fourth stage. Furthermore, the sum of the absolute values of the sum of the positive and negative areas (| X1+ Y1| + | X3+ Y3| + | X5+ Y5| + | X7+ Y7|,... Is a value described in each corresponding column in the “Absolute value of area sum” column shown in FIG.
[0273]
Similarly, for the Q component, the received wave IF2 of the current symbolSnAnd time T2 given by equation (16)QReceived wave IF2 of the previous symbol delayed by onlyS (n-1)When the phase difference between π / 4, π / 2, 3π / 4, π, -3π / 4, -π / 2, and -π / 4, Sample value X of each sample of the current symbol, sample value Y of each sample of the previous symbol after delay, “absolute value of sum of positive and negative areas” (| X + Y |) for each corresponding sample, and four consecutive samples Of "absolute value of sum of positive and negative areas" (| X1+ Y1| + | X3+ Y3| + | X5+ Y5| + | X7+ Y7|,..., Respectively, in FIGS. 39 (B), 40 (B), 41 (B), 42 (B), 43 (B), 44 (B), and 45 (B). It becomes like this.
[0274]
As is apparent from FIGS. 38 to 45, when the sum of the “absolute values of the sum of positive and negative areas” for four consecutive samples (half wavelength) under this condition is “5.02”. If “a” and “4.26” are “b”, “2.84” is “c”, and “1.00” is “d”, the I component for the phase difference As the hard decision result of the Q component, the relationship between the second stage (I) and the third stage (Q) of the chart shown in FIG. 46 is established.
[0275]
Therefore, the received wave IF2 of the current symbol is based on the combination pattern of the hard decision results of the I component and Q component.SnAnd previous symbol received wave IF2S (n-1)Further, the gray code shown in the 4th to 6th stages (D2 to D0) of FIG. 46 is associated with the combination patterns of the hard decision results to demodulate the 8PSK modulation signal. Thus, a delayed integration detection output can be obtained.
[0276]
(5-2) Configuration of the demodulation circuit 110 according to the fifth embodiment
Here, FIG. 47 in which the same reference numerals are assigned to the corresponding parts in FIG.2This shows a configuration of the demodulation circuit 110 that can perform the above-described delay integration detection process in the case of = 2. This demodulation circuit 110 replaces the demodulation circuit 33 on the reception side 31 when the data is gray-coded on the transmission side 21 of the wireless microphone system 20 shown in FIG. 11 and is 8PSK modulated and transmitted as the transmission signal S25. Applicable.
[0277]
As is apparent from FIG. 47, in the demodulation circuit 110, the transmission signal S25 received via the antenna 32 is input to the down converter 4 via the LNA 3, and the frequency of the transmission signal S25 is determined based on the frequency of the transmission signal S25. Down-converted to an intermediate frequency. Then, an 8PSK modulation signal S70 obtained by performing, for example, 8PSK modulation on the data to be transmitted on the transmission side thus obtained is sent to the IF filter 5.
[0278]
The IF filter 5 removes unnecessary frequency band signal components from the supplied 8PSK reception signal S70, and sends the obtained 8PSK modulation signal S71, which is the 8PSK modulation signal S70 after noise removal, to the analog / digital conversion circuit 39. To do.
[0279]
At this time, the analog / digital conversion circuit 39 receives a clock CLK having a frequency 16 times that of the 8PSK modulation signal S71 from the clock generator 61.40Is given. Thus, the analog / digital conversion circuit 39 is connected to the clock CLK.408PSK modulation signal S71 is sequentially sampled at the timing when the phases 0, π / 4, π / 2, 3π / 4, π, -3π / 4, -π / 2, and -π / 4 arrive. The obtained digital 8PSK modulation signal S72 is sent to the digital signal processing unit 111.
[0280]
The digital signal processing unit 111 is formed, for example, as an LSI, FPGA, or DSP. For example, as shown in FIG. 48 in which the same reference numerals are given to the corresponding parts to FIG. 24, the I component area difference detection units 112I, Q Component area difference detector 112Q, 1-symbol delay circuit 113, and first to third 2-sample delay circuits 1141~ 1143, Delay integration detector 115, clock recovery circuit 116, hard decision unit 117, 2 sample delay circuit 1191~ 1195And a parallel / serial conversion circuit 57.
[0281]
In the digital signal processing unit 111, the supplied digital 8PSK modulation signal S72 is converted into a 1-symbol delay circuit 113 and a first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I.1And the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 112Q1And enter them respectively.
[0282]
In the digital signal processing unit 111, the digital 8PSK modulation signal S72 is converted into a two-sample delay circuit 114.1Digital 8PSK modulated signal S73 delayed by two sample times in FIG.1The second addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I2And the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 112Q2And the digital 8PSK modulation signal S73.12 sample delay circuit 1142Digital 8PSK modulated signal S73 delayed by two sample times in FIG.2The third addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I3And the third addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 112Q3And the digital 8PSK modulation signal S73.22 sample delay circuit 1143Digital 8PSK modulated signal S73 delayed by two sample times in FIG.3The fourth addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I4And the fourth addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 112Q4To enter.
[0283]
At this time, the 1-symbol delay circuit 113 converts the supplied digital 8PSK modulation signal S72 to a time T2 given by the equation (15).IThe obtained 1-symbol delayed digital 8PSK modulation signal S74 is delayed by (one symbol and π / 8 phase time), and the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I is delayed.1To send.
[0284]
Thus, the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I.1The first digital IPSK modulation signal S72 and the one-symbol delayed digital 8PSK modulation signal S74 are sequentially added for each sample, and a first I representing an area difference for the I component in each obtained 1-sample data section. Component area difference signal S75I1The first absolute value calculation circuit 61I1To send.
[0285]
The first absolute value calculation circuit 61I1Is the first I component area difference signal S75I1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (A) to 45 (A)), and is calculated as a first I component area difference absolute value signal S76I.1To the I component arithmetic processing unit 118I of the delay integration detecting unit 115.
[0286]
At this time, the second addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I.2Includes a 1-symbol delayed digital 8PSK modulation signal S74 and a 2-sample delay circuit 119.11-symbol-delayed digital 8PSK modulated signal S77 delayed by 2 sample times in FIG.1Is given.
[0287]
Thus, the second addition circuit 60I22 sample delayed digital 8PSK modulated signal S731And one symbol delayed digital 8PSK modulated signal S771Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S75I is obtained.1The second I component area difference signal S75I representing the area difference for the I component in each one sample data interval two samples before2The second absolute value calculation circuit 61I2To send.
[0288]
The second absolute value calculation circuit 61I2Is supplied second I component area difference signal S75I.2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (A) to 45 (A)), and this is calculated as the second I component area difference absolute value signal S76I.2To the I component arithmetic processing unit 118I of the delay integration detecting unit 115.
[0289]
Further, at this time, the third addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I.31 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S7712 sample delay circuit 11921-symbol-delayed digital 8PSK modulated signal S77 delayed by 2 sample times in FIG.2Is given.
[0290]
Thus, the third addition circuit 60I3Is supplied digital 8PSK modulation signal S732And one symbol delayed digital 8PSK modulated signal S772Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S75I is obtained.1The third I component area difference signal S75I representing the area difference for the I component in each 1-sample data section 4 samples before3The third absolute value calculation circuit 61I3To send.
[0291]
The third absolute value calculation circuit 61I3Is the third I component area difference signal S75I3Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (A) to 45 (A)), and this is calculated as a third I component area difference absolute value signal S76I.3To the I component arithmetic processing unit 118I of the delay integration detecting unit 115.
[0292]
Similarly, at this time, the fourth addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I.41 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S7722 sample delay circuit 11931-symbol-delayed digital 8PSK modulated signal S77 delayed by 2 sample times in FIG.3Is given.
[0293]
Thus, the fourth addition circuit 60I4Is supplied digital 8PSK modulation signal S733And one symbol delayed digital 8PSK modulated signal S773Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S75I is obtained.1The fourth I component area difference signal S75I representing the area difference for the I component in each one sample data section 6 samples before4The fourth absolute value calculation circuit 61I4To send.
[0294]
Then, the fourth absolute value calculation circuit 61I4Is the fourth I component area difference signal S75I4Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (A) to 45 (A)), and this is calculated as a fourth I component area difference absolute value signal S76I.4To the I component arithmetic processing unit 118I of the delay integration detecting unit 115.
[0295]
On the other hand, at this time, the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 112Q1Includes the second one-sample delay circuit 119 of the I component area difference detection unit 112I as described above.2The time T2 given by the equation (16) is the digital 8PSK modulation signal S72 output fromQ1-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S77 delayed by only2Is given.
[0296]
Thus, the first adder circuit 60Q.1Are a digital 8PSK modulation signal S72 and a 1-symbol delayed digital 8PSK modulation signal S77.2Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S75I is obtained.1The first Q component area difference signal S75Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section1The first absolute value calculation circuit 61Q1To send.
[0297]
The first absolute value calculation circuit 61Q1Is the first Q component area difference signal S75Q1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38B to 45B), and this is calculated as the first Q component area difference absolute value signal S76Q.1To the Q component arithmetic processing unit 118Q of the delay integration detecting unit 115.
[0298]
At this time, the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 112Q is used.2Includes a third 2-sample delay circuit 119 of the I component area difference detection unit 112I.31-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S77 output from21 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S77 obtained by delaying the signal by 2 sample times3Is given.
[0299]
Thus, the second addition circuit 60Q2Is supplied digital 8PSK modulation signal S7311-symbol delayed digital QPSK modulated signal S773Are sequentially added for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S75Q is obtained.1The second Q component area difference signal S75Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section two samples before2The second absolute value calculation circuit 61Q2To send.
[0300]
The second absolute value calculation circuit 61Q2Is the second Q component area difference signal S75Q2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (B) to 45 (B)), and is calculated as a second Q component area difference absolute value signal S76Q.2To the Q component arithmetic processing unit 118Q of the delay integration detecting unit 115.
[0301]
Further, at this time, the third addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 112Q.31 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S7732 sample delay circuit 11941-symbol-delayed digital 8PSK modulated signal S77 delayed by 2 sample times in FIG.4Is given.
[0302]
Thus, the third addition circuit 60Q3Is supplied digital 8PSK modulation signal S732And one symbol delayed digital 8PSK modulated signal S774Are sequentially added for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S75Q is obtained.1The third Q component area difference signal S75Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section 4 samples before3The third absolute value calculation circuit 61Q3To send.
[0303]
The third absolute value calculation circuit 61Q3Is the third Q component area difference signal S75Q3Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (B) to 45 (B)), and this is calculated as the third Q component area difference absolute value signal S76Q.3To the Q component arithmetic processing unit 118Q of the delay integration detecting unit 115.
[0304]
Similarly, at this time, the fourth addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 112Q is used.41 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S7742 sample delay circuit 11951-symbol-delayed digital 8PSK modulated signal S77 delayed by 2 sample times in FIG.5Is given.
[0305]
Thus, the fourth addition circuit 60Q4Is supplied digital 8PSK modulation signal S733And one symbol delayed digital 8PSK modulated signal S775Are sequentially added for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S75Q is obtained.14th Q component area difference signal S75Q showing the area difference about Q component in each 1 sample data section before 6 samples4The fourth absolute value calculation circuit 61Q4To send.
[0306]
And the fourth absolute value calculation circuit 61Q4Is the fourth Q component area difference signal S75Q.4Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (B) to 45 (B)), and this is calculated as the fourth Q component area difference absolute value signal S76Q.4To the Q component arithmetic processing unit 118Q of the delay integration detecting unit 115.
[0307]
The I component arithmetic processing unit 118I supplies the supplied first to fourth I component area difference absolute value signals S76I.1~ S76I4Are accumulated for every half wavelength (4 samples) every two samples, and the area difference in the half wavelength period of the obtained I component (| X in FIGS. 38A to 45A)1+ Y1| + | X3+ Y3| + | X5+ Y5| + | X7+ Y7I component soft decision detection signal S78I representing |,...) Is sent to the clock recovery circuit 116 and the hard decision unit 117.
[0308]
Similarly, the Q component arithmetic processing unit 118Q supplies the supplied first to fourth Q component area difference absolute value signals S76Q.1~ S76Q4Are accumulated for every half wavelength (4 samples) every two samples, and the area difference of the obtained Q component in the half wavelength period (| X in FIGS. 38B to 45B)1+ Y1| + | X3+ Y73| + | X5+ Y5| + | X7+ Y7Q component soft decision detection signal S78Q that represents |,...) Is sent to the clock recovery circuit 116 and the hard decision unit 117.
[0309]
The clock recovery circuit 116 has a DPLL configuration, for example, and regenerates a baseband clock based on the supplied I component soft decision detection signal S78I and Q component soft decision detection signal S78Q, and regenerates the regenerated clock CLK41Is sent to the hard decision unit 117.
[0310]
The hard decision unit 117 regenerates the reproduction clock for the I component soft decision detection signal S78I supplied from the I component calculation processing unit 118I and the Q component soft decision detection signal S78Q supplied from the Q component calculation processing unit 118Q, respectively. CLK41The hard decision is made at the timing when the rising edge or falling edge of the second line arrives.
[0311]
Specifically, the recovered clock CLK based on FIGS.41The value D of the I component soft decision detection signal S78I or the I component soft decision detection signal S78I at that time is synchronized with the rising edge or falling edge ofsIs
[0312]
[Expression 18]
Figure 0004006690
[0313]
In the case of "a", the following formula
[0314]
[Equation 19]
Figure 0004006690
[0315]
In the case of "b", the following formula
[0316]
[Expression 20]
Figure 0004006690
[0317]
In the case of "c", the following formula
[0318]
[Expression 21]
Figure 0004006690
[0319]
In this case, after determining “d”, hard determination is performed according to the mapping of FIG.
[0320]
As a result, the hard decision unit 117 obtains the demodulated parallel bit data as the hard decision result, and serially converts it into the above-described digital signal processing audio signal S26 via the parallel / serial conversion circuit 57. It is sent to the unit 34 (FIG. 11).
[0321]
In this way, the demodulation circuit 110 can demodulate the transmission signal S25 received via the antenna 32.
[0322]
(5-3) Operation and effect of the present embodiment
In the above configuration, the demodulation circuit 110 has a difference in area between the previous symbol and the current symbol in one sample data section of the digital 8PSK modulated signal S72, and each one sample data section before 2, 4, and 6 samples. In the digital signal processing unit 111, the I component area difference detection unit 112I and the Q component area difference detection unit 112Q respectively detect the area difference between the previous symbol and the current symbol in FIG. Based on this, the difference in area in the half-wavelength period is calculated in the delay integration detector 115 for each of the I component and Q component, and the calculation result is output from the clock recovery circuit 116.41The gray code before 8PSK modulation is restored by making a hard decision in the hard decision unit 117 in synchronization with the rising or falling edge of.
[0323]
Therefore, this demodulator circuit 110 is also necessary in the digital signal processing unit 81 in the conventional digital signal processing unit 1 (FIG. 54), similarly to the demodulator circuit 40 (FIG. 12) according to the first embodiment. The first and second multiplication circuits 11I and 11Q (FIG. 54), the automatic phase control circuit 13 (FIG. 54), the phase rotation circuit 14 (FIG. 54) and the like are not required, and the I component soft decision detection signal S78I and the Q component Since the soft-decision detection signal S78Q does not include a harmonic component, a low-pass filter or the like is not required in the subsequent stage, the circuit scale as a whole is greatly reduced, and the circuit configuration is greatly simplified. Power can be saved.
[0324]
According to the above configuration, the area difference between the previous symbol and the current symbol in one sample data section of the digital 8PSK modulated signal S72 obtained by digitally converting the 8PSK modulated signal S71 at a frequency 16 times that of the 8PSK modulated signal S71, respectively. The area difference between the previous symbol and the current symbol in each 1-sample data section before 2, 4, and 6 samples is converted into I component area difference detection unit 112I and Q component area difference detection unit 112Q of digital signal processing unit 111, respectively. Each component and Q component are detected, and based on these detection results, an area difference in the half-wavelength period is calculated for each I component and Q component in the delay integration detection unit 115, and the calculation result is output from the clock recovery circuit 116. Regenerative clock CLK41By restoring the gray code before 8PSK modulation by performing a hard decision in the hard decision unit 117 in synchronization with the rising or falling edge of the circuit, the overall circuit scale is significantly reduced, and The circuit configuration can be greatly simplified, and thus a demodulator circuit having a simple configuration that can greatly reduce the overall circuit scale can be realized.
[0325]
(6) Sixth embodiment
(6-1) Basic principle
In the fifth embodiment, the minimum sampling period in the analog / digital conversion circuit 39 in the demodulation circuit 110 (FIG. 47) requires sampling shifted by π / 8 period for delay sampling.2Must be 2 or greater. Therefore, for example, when the frequency of the 8PSK modulation signal S71 is 10 [MHz], 160 [MHz] is the minimum sampling period.
[0326]
For this reason, when constructing the demodulation circuit 110 according to the fifth embodiment adopting such a delay integration detection method, the analog / digital conversion circuit 39, the clock generation unit 61 and the digital signal processing unit 111 having a high operating frequency are required. It becomes. In the digital signal processing unit 111, since the 1-symbol delay circuit 113 (FIG. 48) needs to store the sample value for one symbol, for example, the frequency of the 8PSK modulation signal S71 is 10 [MHz] and the symbol rate is 192 [ In the case of [kHz], it is necessary to store data of 416 sample values, and there is a problem that a large capacity memory is required.
[0327]
Therefore, in the present embodiment, the 8PSK modulation signal S71 output from the IF filter 5 (FIG. 47) in the demodulation circuit 110 according to the fifth embodiment is undersampled by the first analog / digital converter. The second analog / digital converter performs undersampling at the sampling frequency shifted by π / 8 period of the 8PSK modulation signal S71, thereby lowering the operating frequency and reducing the one symbol delay circuit 113 in the digital signal processing unit 111. Reduce memory capacity.
[0328]
As an example, in the delay integration detection process for the 8PSK modulation signal S71, a total of four samples of the 0 phase, π phase, π / 2 phase, and 3π / 2 phase of the received wave, and 1 symbol and π / 8 corresponding to these, respectively. A minimum of a total of four samples delayed by the phase time is required. Therefore, in the first analog / digital converter, the sampling period for the 8PSK modulation signal S71 output from the IF filter 5 (FIG. 47) is set to the above-described sampling period, where m is an arbitrary positive integer so that these can be sequentially sampled. In the second analog / digital converter, a sample shifted by π / 8 with respect to the sampling period is sampled in another analog / digital converter.
[0329]
For example, as shown in FIG. 49, when m = 1, the first analog / digital converter performs time t.10When the first sampling is performed, the time t11, T13,... Are sequentially sampled, and the second analog / digital converter performs sampling at a timing shifted by π / 8 with respect to the sample. If m = 2, the first analog / digital converter uses the time t10For the first sampling of12,..., And the second analog / digital converter performs sampling at a timing shifted by π / 8 with respect to the sample.
[0330]
In this way, by selecting the value of m under the above-described conditions, the 0 phase, the π phase, the π / 2 phase, and the 3π / 2 phase of the received wave are sequentially sampled, and at the same time, a delay sample that is shifted by π / 8 Can also be sampled, and thereby delay integration detection processing can be performed with low sampling.
[0331]
In this delay integration detection method, as shown in FIG. 50, at least four samples of 0 phase, π phase, π / 2 phase and 3π / 2 phase of the received wave, 1 symbol and π / Four samples delayed by 8 phase times are required. Therefore, when a sampling period is at least 5 times the symbol rate, for example, 192 [kHz], a baseband modulated received wave is delayed and integrated detected. Next formula
[0332]
[Expression 22]
Figure 0004006690
[0333]
Thus, 960 [kHz] is the theoretical limit of the minimum value of the sampling frequency.
[0334]
However, this is only a theoretical limit, and in practice, a compromise point is searched for while considering the relationship between the received wave and the baseband frequency, fading, and the like.
[0335]
(6-2) Configuration of the demodulation circuit 120 according to the sixth embodiment
Here, FIG. 51, in which parts corresponding to those in FIG. 47 are assigned the same reference numerals, shows a specific configuration of the demodulation circuit 120 for performing the delay integration detection processing by such undersampling.
[0336]
As is apparent from FIG. 51, the demodulation circuit 120 according to the present embodiment includes a first analog / digital conversion circuit 121A for sampling the 0 phase of the 8PSK modulation signal S71 at the subsequent stage of the IF filter 5, A second analog / digital conversion circuit 121B for sampling the 8PSK modulation signal S71 shifted by π / 8 with respect to the sample is provided, and the 8PSK modulation signal S71 output from the IF filter 5 is supplied to the first and first analog signals. 2 are input to the analog / digital conversion circuits 121A and 121B.
[0337]
At this time, the frequency of the 8PSK modulation signal S71 is set to f in the first analog / digital conversion circuit 121A.2Where m is a positive integer set in advance and
[0338]
[Expression 23]
Figure 0004006690
[0339]
The first clock CLK given by50Is supplied from the clock generator 122, and the second analog / digital conversion circuit 121B receives the first clock CLK.50Is delayed by a time corresponding to 1/16 wavelength time in the delay circuit 123.51Is given.
[0340]
Thus, the first analog / digital conversion circuit 121A has the first clock.50The 8PSK modulation signal S71 is digitally converted by undersampling, and the obtained sample value of the current symbol of the 8PSK modulation signal S71 is sent to the digital signal processing unit 124 as the first digital 8PSK modulation signal S80A.
[0341]
The second analog / digital conversion circuit 121B is connected to the second clock CLK.51The 8PSK modulation signal S71 is digitally converted by sequentially sampling at the timing shifted by π / 8, and the π / 8-shifted sample value in the obtained 8PSK modulation signal S71 is converted into the second digital 8PSK modulation signal S80B. To the digital signal processing unit 124.
[0342]
The digital signal processing unit 124 is formed, for example, as an LSI, FPGA, or DSP. For example, as shown in FIG. 52 in which parts corresponding to those in FIG. 48 are given the same reference numerals, the I component area difference detection unit 125I, Q component Area difference detector 125Q, 1-symbol delay circuit 113, first to third 1-sample delay circuit 1261~ 1263, First to fifth one-sample delay circuits 1271~ 1275, A delay integration detection unit 115, a clock recovery circuit 128, a hard decision unit 117, and a parallel / serial conversion circuit 57.
[0343]
The digital signal processing unit 124 converts the supplied first digital 8PSK modulation signal S80A into the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 125I.1And the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 125Q1To enter.
[0344]
The digital signal processing unit 124 converts the first digital 8PSK modulation signal S80A into the first one-sample delay circuit 126.1The digital 8PSK modulated signal S81 delayed by one sample time in FIG.1The second addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 125I2And the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 125Q2And the digital 8PSK modulation signal S81.1The second one-sample delay circuit 1262The digital 8PSK modulated signal S81 delayed by one sample time in FIG.2The third addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 125I3And the third addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 125Q3And the digital 8PSK modulation signal S81.2The third one-sample delay circuit 1263The digital 8PSK modulated signal S81 delayed by one sample time in FIG.3The fourth addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 125I4And the fourth addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 125Q4To enter.
[0345]
Further, the digital signal processing unit 124 inputs the supplied second digital 8PSK modulation signal S80B to the 1-symbol delay circuit 113, and the time T2 given by the equation (15) in the 1-symbol delay circuit 113.IDelayed by (one symbol and π / 8 phase time), and the obtained 1-symbol delayed digital 8PSK modulation signal S82 is added to the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 125I.1To give.
[0346]
Thus, the first addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 125I.1The first digital 8PSK modulation signal S80A and the 1-symbol delayed digital 8PSK modulation signal S82 that are supplied are sequentially added for each sample, and a first difference representing the area difference for the I component in each obtained 1-sample data section. I component area difference signal S83I1The first absolute value calculation circuit 61I1To send.
[0347]
The first absolute value calculation circuit 61I1Is the first I component area difference signal S83I1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (A) to 45 (A)), and is calculated as a first I component area difference absolute value signal S84I.1To the I component arithmetic processing unit 118I of the delay integration detecting unit 115.
[0348]
At this time, the second addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 112I.21-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S82 is converted to 1-sample delay circuit 127.11 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S85 delayed by one sample time1Is given.
[0349]
Thus, the second addition circuit 60I2Is a digital 8PSK modulation signal S8111-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S851Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S83I is obtained.1The second I component area difference signal S83I representing the area difference for the I component in each one sample data interval one sample before2The second absolute value calculation circuit 61I2To send.
[0350]
The second absolute value calculation circuit 61I2Is the second I component area difference signal S83I2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (A) to 45 (A)), and this is calculated as the second I component area difference absolute value signal S84I.2To the I component arithmetic processing unit 118I of the delay integration detecting unit 115.
[0351]
Further, at this time, the third addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 125I.31 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S8511 sample delay circuit 12721 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S85 delayed by one sample time2Is given.
[0352]
Thus, the third addition circuit 60I3Is supplied digital 8PSK modulation signal S8121-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S852Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S83I is obtained.1The third I component area difference signal S83I representing the area difference for the I component in each one sample data interval two samples before3The third absolute value calculation circuit 61I3To send.
[0353]
The third absolute value calculation circuit 61I3Is the third I component area difference signal S83I3Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (A) to 45 (A)), and this is calculated as a third I component area difference absolute value signal S84I.3To the I component arithmetic processing unit 118I of the delay integration detecting unit 115.
[0354]
Similarly, at this time, the fourth addition circuit 60I of the I component area difference detection unit 125I.41 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S8521 sample delay circuit 12731 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S85 delayed by one sample time3Is given.
[0355]
Thus, the fourth addition circuit 60I4Is supplied digital 8PSK modulation signal S8131-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S853Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S83I is obtained.1The fourth I component area difference signal S83I representing the area difference for the I component in each one sample data section three samples before4The fourth absolute value calculation circuit 61I4To send.
[0356]
Then, the fourth absolute value calculation circuit 61I4Is supplied fourth I component area difference signal S83I4Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (A) to 45 (A)), and this is calculated as a fourth I component area difference absolute value signal S84I.4To the I component arithmetic processing unit 118I of the delay integration detecting unit 115.
[0357]
On the other hand, at this time, the first addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 125Q.1Includes the second one-sample delay circuit 127 of the I component area difference detector 125I as described above.2The first digital 8PSK modulated signal S80A output from the time T2 given by the equation (16)Q1-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S85 in the same phase state as that delayed by2Is given.
[0358]
Thus, the first adder circuit 60Q.1Are the first digital 8PSK modulation signal S80A and the one-symbol delayed digital 8PSK modulation signal S85.2Are sequentially added for each sample, and the obtained first I component area difference signal S83I is obtained.1The first Q component area difference signal S83Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section1The first absolute value calculation circuit 61Q1To send.
[0359]
The first absolute value calculation circuit 61Q1Is supplied first Q component area difference signal S83Q1Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (B) to 45 (B)), and is calculated as the first Q component area difference absolute value signal S84Q.1To the Q component arithmetic processing unit 118Q of the delay integration detecting unit 115.
[0360]
At this time, the second addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 125Q is used.2Includes a third one-sample delay circuit 127 of the I component area difference detection unit 125I.31-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S85 output from21-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S85 obtained by delaying the signal by one sample time3Is given.
[0361]
Thus, the second addition circuit 60Q2Is supplied digital 8PSK modulation signal S811And 1-symbol delayed digital QPSK modulated signal S853Are sequentially added for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S83Q is obtained.1The second Q component area difference signal S83Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section one sample before2The second absolute value calculation circuit 61Q2To send.
[0362]
The second absolute value calculation circuit 61Q2Is the second Q component area difference signal S83Q2Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (B) to 45 (B)), and this is calculated as the second Q component area difference absolute value signal S84Q.2To the Q component arithmetic processing unit 118Q of the delay integration detecting unit 115.
[0363]
Further, at this time, the third addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 125Q is used.31 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S8531 sample delay circuit 12741 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S85 delayed by one sample time4Is given.
[0364]
Thus, the third addition circuit 60Q3Is supplied digital 8PSK modulation signal S8121-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S854Are sequentially added for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S83Q is obtained.1The third Q component area difference signal S83Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section two samples before3The third absolute value calculation circuit 61Q3To send.
[0365]
The third absolute value calculation circuit 61Q3Is the third Q component area difference signal S83Q3Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38 (B) to 45 (B)), and is calculated as a third Q component area difference absolute value signal S84Q.3To the Q component arithmetic processing unit 118Q of the delay integration detecting unit 115.
[0366]
Similarly, at this time, the fourth addition circuit 60Q of the Q component area difference detection unit 125Q is used.41 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S8541 sample delay circuit 12751 symbol delayed digital 8PSK modulated signal S85 delayed by one sample time5Is given.
[0367]
Thus, the fourth addition circuit 60Q4Is supplied digital 8PSK modulation signal S8131-symbol delayed digital 8PSK modulated signal S855Are sequentially added for each sample, and the obtained first Q component area difference signal S83Q is obtained.1The fourth Q component area difference signal S83Q representing the area difference for the Q component in each one sample data section three samples before4The fourth absolute value calculation circuit 61Q4To send.
[0368]
And the fourth absolute value calculation circuit 61Q4Is the fourth Q component area difference signal S83Q4Is calculated (corresponding to | X + Y | in FIGS. 38B to 45B), and this is calculated as the fourth Q component area difference absolute value signal S84Q.4To the Q component arithmetic processing unit 118Q of the delay integration detecting unit 115.
[0369]
As described above with reference to FIG. 48, the I component arithmetic processing unit 118I supplies the supplied first to fourth I component area difference absolute value signals S84I.1~ S84I4Are cumulatively added for every other half-wavelength (for four samples), and the area difference of the obtained I component in the half-wavelength period (| X in FIGS. 38A to 45A)1+ Y1| + | X3+ Y3| + | X5+ Y5| + | X7+ Y7I component soft decision detection signal S86I representing |,...) Is sent to the clock recovery circuit 128 and the hard decision unit 117.
[0370]
Similarly, as described above with reference to FIG. 48, the Q component arithmetic processing unit 118Q supplies the supplied first to fourth Q component area difference absolute value signals S84Q.1~ S84Q4Are cumulatively added for every other half-wavelength (four samples), and the area difference of the obtained Q component in the half-wavelength period (| X in FIGS. 38B to 45B)1+ Y1| + | X3+ Y3| + | X5+ Y5| + | X7+ Y7Q component soft decision detection signal S86Q that represents |,...) Is sent to clock recovery circuit 128 and hard decision unit 117.
[0371]
The clock recovery circuit 128 has a DPLL configuration, for example, and regenerates a baseband clock based on the supplied I component soft decision detection signal S86I and Q component soft decision detection signal S86Q, and regenerates the recovered clock CLK52Is sent to the hard decision unit 117.
[0372]
As a result, the hard decision processing described above with reference to FIG. 48 is performed in the hard decision unit 117, and the demodulated parallel bit data thus obtained is converted into a serial baseband signal S26 via the parallel / serial conversion circuit 57. Are sent to the digital audio processing unit 34 (FIG. 11).
[0373]
In this way, the demodulation circuit 120 can demodulate the transmission signal S25 received via the antenna 32.
[0374]
(6-3) Operation and effect of the present embodiment
In the above configuration, the demodulating circuit 120 samples the 8PSK modulated signal S71 (FIG. 51) output from the IF filter 5 (FIG. 51) at a lower sampling rate than the demodulating circuit 110 (FIG. 47) according to the fifth embodiment. Sampling is performed at a period, and delay integration detection processing is executed using this.
[0375]
Therefore, the demodulating circuit 120 does not require the first and second analog / digital conversion circuits 121A and 121B, the clock generation unit 122, and the digital signal processing unit 124 having a high operating frequency, and the digital signal processing unit. 1 symbol delay circuit 113 and 1 sample delay circuit 126 in FIG.1~ 1263, 1271~ 1275As the internal memory does not require a large capacity, and the hardware configuration of the digital signal processing unit 124 is simplified, the operation clock can be reduced, so that it is less than the demodulation circuit 110 according to the fifth embodiment. Therefore, the overall configuration can be simplified and power can be saved.
[0376]
According to the above configuration, since the 8PSK modulation signal S71 is undersampled, the operating frequencies of the first and second analog / digital conversion circuits 121A and 121B, the clock generation unit 122, and the digital signal processing unit 124 are obtained. 1 symbol delay circuit 113 and 1 sample delay circuit 126 in the digital signal processing unit 124 are not required.1~ 1263, 1271~ 1275The capacity of the internal memory can be reduced, and thus the demodulator circuit with a simple configuration that can further reduce the overall circuit scale and save power can be realized.
[0377]
(7) Other embodiments
In the first to sixth embodiments described above, the case where the present invention is applied to the wireless microphone system 20 configured as shown in FIG. 11 has been described, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be widely applied to various other systems and devices.
[0378]
In the first to sixth embodiments described above, based on the sampling result of the analog / digital conversion circuit 39 or the like as the sampling means, the sum of the sample values X (FIG. 8 and the like) corresponding to the half wavelength of the current symbol. Value and delay time T1I, T2IThe absolute value of the sum (| X in FIG. 8) of the sum of the corresponding sample values Y (FIG. 8, etc.) of the previous symbol delayed by (first predetermined time)1+ Y1| + | X2+ Y2The first area difference detection means for detecting the first area difference consisting of |,..., Etc. is the I component area difference detection described above with reference to FIG. 13, FIG. 19, FIG. 24, FIG. Although the case where the components 50I, 70I, 82I, 101I, 112I and the I component arithmetic processing units 62I, 87I, 118I of the delay integration detectors 54, 84, 115 are constructed is described, the present invention is described. The present invention is not limited to this, and various other configurations including a software configuration can be widely applied.
[0379]
Similarly, in the first to sixth embodiments described above, based on the sampling result of the analog / digital conversion circuit 39 or the like as the sampling means, the sample value X for the half wavelength of the current symbol (FIG. 8, etc.) And the delay time T1I, T2IThe absolute value (| X in FIG. 8) of the sum of the (first predetermined time) and the total value of the corresponding sample values Y (such as FIG. 8) of the previous symbol delayed by ¼ wavelength time1+ Y1| + | X2+ Y2The second area difference detection means for detecting the second area difference consisting of |,..., Etc. is a Q component area difference detection described above with reference to FIG. 13, FIG. 19, FIG. 24, FIG. In the above description, the configuration is made up of the units 50Q, 70Q, 82Q, 101Q, and 112Q, and the Q component arithmetic processing units 62Q, 87Q, and 118Q of the delay integration detection units 54, 84, and 115. The present invention is not limited to this, and various other configurations including a software configuration can be widely applied.
[0380]
Further, in the first to sixth embodiments described above, the outputs of the I component arithmetic processing units 62I, 87I, 118I and the Q component arithmetic processing units 62Q, 87Q, 118Q of the delay integration detecting units 54, 84, 115 are provided. The received wave IF1 of the current symbol so that the hard decision results of the hard decision units 56, 86, and 107 as the hard decision means for making a hard decision are directly the Gray code.Sn, IF2SnFor the received wave IF1 of the previous symbolS (n-1), IF2S (n-1)Delay time T1I, T2I, T1Q, T2QHowever, the present invention is not limited to this, and the demodulated result may be finally obtained by further converting the hard decision result based on a certain rule. For example, the received wave IF1 of the current symbolSn, IF2SnReceived wave IF1 of previous symbol forS (n-1), IF2S (n-1)Delay time T1I, T2I, T1Q, T2QCan be arbitrarily selected.
[0381]
Further, in the first to sixth embodiments described above, the outputs of the I component arithmetic processing units 62I, 87I, 118I and the Q component arithmetic processing units 62Q, 87Q, 118Q of the delay integration detecting units 54, 84, 115 are provided. 8 and FIG. 9, FIG. 15 and FIG. 16, FIG. 20 and FIG. 21, and FIG. 38 to FIG. 45, an arithmetic expression (| X1+ Y2| + | X2+ Y2In the I component calculation processing units 62I, 87I, 118I and the Q component calculation processing units 62Q, 87Q, 118Q, the I component area difference detection units 50I, 70I, 82I, 101I are obtained. , 112I, 118I, I component area difference absolute value signals S37I, S47I, S54I, S68I, S78I, S86I and Q component area difference detectors 50Q, 70Q, 82Q, 101Q, 112Q, 118Q Although the absolute value signals S37Q, S47Q, S54Q, S68Q, S78Q, and S86Q are cumulatively added every other sample or every four samples as necessary, the present invention is not limited to this, and unnecessary samples The I component area difference detectors 50I, 70I, 82I, 101I, 1 in the preceding stage 2I, 118I and the Q-component area difference detection unit 50Q, 70Q, 82Q, 101Q, 112Q, may be such as thinned beforehand in 118Q.
[0382]
Further, in the first embodiment described above, the I component area difference absolute value signal S32 in the I component calculation processing unit 48I and the Q component calculation processing unit 48Q.1I etc. or Q component area difference absolute value signal S321The case where Q and the like are cumulatively added every other sample as necessary has been described, but the present invention is not limited to this. For example, N is a natural number (2N-1 ) The same effect can be obtained by accumulating every sample. Similarly, accumulation is performed every N samples in the second embodiment, every (4N−1) samples other than every 3 samples in the third embodiment, and every N samples in the fifth embodiment. You may make it add.
[0383]
Further, in the above-described fourth embodiment, in order to realize the demodulation processing by the demodulation circuit 33 (FIG. 12) of the first embodiment by undersampling, the demodulation circuit 90 is configured as shown in FIG. First clock CLK output from the generator 9230However, the present invention is not limited to this. For example, the demodulation processing by the demodulation circuit 60 (FIG. 18) of the second embodiment is undersampling. In the case of realizing the above, the demodulating circuit is configured in the same manner as in FIG.30, The frequency of the QPSK modulation signal S3 is f1Where m is a positive integer set in advance and
[0384]
[Expression 24]
Figure 0004006690
[0385]
For example, when the demodulation processing by the demodulation circuit 80 (FIG. 23) of the third embodiment is realized by undersampling, the demodulation circuit is configured in the same manner as in FIG. First clock CLK output from the unit 9230, The frequency of the QPSK modulation signal S3 as f1Where m is a positive integer set in advance and
[0386]
[Expression 25]
Figure 0004006690
[0387]
Select as follows.
[0388]
Furthermore, in the first to fourth embodiments described above, the demodulation target on the reception side 31 (FIG. 11) is a QPSK modulation signal, and in the fifth and sixth embodiments, the demodulation target is an 8PSK modulation signal. However, the present invention is not limited to this, and the basic arithmetic processing in the demodulation circuits 33, 60, 80, 90, 110, 120 of the first to sixth embodiments is similar. As is apparent, the demodulating circuits 33, 60, 80, 90 of the first to sixth embodiments can cope with any of the QPSK modulated signal, the π / 4 shift QPSK modulated signal, and the 8PSK modulated signal by switching. 110, 120 may be constructed.
[0389]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a demodulating apparatus that demodulates a modulation signal obtained by differentially encoding data, a sampling unit that samples the modulation signal at regular intervals, and a current symbol based on a sampling result of the sampling unit A first absolute value that is a first absolute value that is an absolute value of the sum of the total value of the sample values for the half-wavelength and the total value of the corresponding sample values of the previous symbol delayed by the first predetermined time Based on the sampling result of the value detection means and the sampling means, the total value of the sample values for the half wavelength of the current symbol, and the corresponding sample value of the previous symbol delayed by 1/4 wavelength time for the first predetermined time Second absolute value detection means for detecting a second absolute value that is an absolute value of the sum with the total value, and first absolute value and second absolute value detection detected by the first absolute value detection means By providing hard decision means for each of the second absolute values detected by the stage, the difference based on the hard decision result of the hard decision means can be obtained without using a complicated circuit such as a multiplier circuit. It is possible to realize a demodulator having a simple configuration that can demodulate data before dynamic coding and thus can significantly reduce the overall circuit scale.
[0390]
According to the present invention, in a demodulation method for demodulating a modulation signal obtained by differentially encoding data, a first step of sampling the modulation signal at a constant interval and a half wavelength of the current symbol based on the sampling result A first absolute value that is the absolute value of the sum of the sum of the sample values of the first symbol and the sum of the corresponding sample values of the previous symbol delayed by the first predetermined time, and a half wavelength of the current symbol A second absolute value that is the absolute value of the sum of the sum of the sample values of the first sample time and the sum of the sample values corresponding to the previous symbol delayed by a ¼ wavelength time. And a third step for hard decision of the detected first absolute value and second absolute value, respectively, thereby providing a hard decision result without using a complicated circuit such as a multiplier circuit. Based on the difference You can demodulate the data before encoding, thus possible to realize a demodulation method capable of dramatically to reduce the circuit scale as a whole.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a waveform diagram for explaining the basic principle of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the basic principle of the present invention.
FIG. 3 is a chart showing a relationship between a phase difference between a previous symbol and a current symbol and a combination pattern of hard decision results.
FIG. 4 is a chart for explaining the association between a combination pattern of hard decision results and a gray code.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a piecewise quadrature method.
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the relationship between a piecewise quadrature method and sampling.
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a specific example of the basic principle of the present invention.
FIG. 8 is a chart for explaining a relationship between a sample value and an absolute value of a sum of positive and negative areas.
FIG. 9 is a chart for explaining a relationship between a sample value and an absolute value of a sum of positive and negative areas.
FIG. 10 is a chart showing a relationship between a phase difference between a previous symbol and a current symbol and a hard decision result of a specific example.
FIG. 11 is a block diagram showing a wireless microphone system to which a demodulation circuit according to the present invention is applied.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a demodulation circuit according to the first embodiment.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processing unit according to the first embodiment.
FIG. 14 is a conceptual diagram for explaining the basic principle of the second embodiment.
FIG. 15 is a chart for explaining the relationship between sample values and the absolute value of the sum of positive and negative areas.
FIG. 16 is a chart for explaining the relationship between sample values and the absolute value of the sum of positive and negative areas.
FIG. 17 is a chart showing a relationship between a phase difference between a previous symbol and a current symbol and a hard decision result of a specific example;
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a demodulation circuit according to a second embodiment.
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processing unit according to a second embodiment.
FIG. 20 is a chart for explaining the relationship between sample values and the absolute value of the sum of positive and negative areas.
FIG. 21 is a chart for explaining a relationship between a sample value and an absolute value of a sum of positive and negative areas.
FIG. 22 is a chart showing a relationship between a phase difference between a previous symbol and a current symbol and a hard decision result of a specific example.
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a demodulation circuit according to a third embodiment.
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processing unit according to a third embodiment.
FIG. 25 is a schematic diagram for explaining undersampling;
FIG. 26 is a schematic diagram for explaining the theoretical limit of undersampling.
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of a demodulation circuit according to a fourth embodiment.
FIG. 28 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processing unit according to a fourth embodiment.
FIG. 29 is a waveform diagram for explaining the basic principle of the present invention.
FIG. 30 is a conceptual diagram for explaining the basic principle of the present invention.
FIG. 31 is a chart for explaining the relationship between the area difference and the phase difference between the original previous symbol and the current symbol;
FIG. 32 is a waveform diagram for explaining the basic principle of the present invention.
FIG. 33 is a conceptual diagram for explaining the basic principle of the present invention.
FIG. 34 is a chart for explaining the relationship between the area difference and the phase difference between the original previous symbol and the current symbol.
FIG. 35 is a chart for explaining a relationship between a hard decision result and a detection output.
FIG. 36 is a conceptual diagram for explaining a relationship between a hard decision result and a detection output.
FIG. 37 is a schematic diagram for explaining the basic principle of the present invention.
FIG. 38 is a chart for explaining the relationship between sample values and the absolute value of the sum of positive and negative areas.
FIG. 39 is a chart for explaining a relationship between a sample value and an absolute value of a sum of positive and negative areas.
FIG. 40 is a chart for explaining a relationship between a sample value and an absolute value of a sum of positive and negative areas.
FIG. 41 is a chart for explaining the relationship between sample values and the absolute value of the sum of positive and negative areas.
FIG. 42 is a chart for explaining a relationship between a sample value and an absolute value of a sum of positive and negative areas.
FIG. 43 is a chart for explaining a relationship between a sample value and an absolute value of a sum of positive and negative areas.
FIG. 44 is a chart for explaining a relationship between a sample value and an absolute value of a sum of positive and negative areas.
FIG. 45 is a chart for explaining the relationship between sample values and the absolute value of the sum of positive and negative areas.
FIG. 46 is a chart for explaining the association between the combination pattern of the hard decision result and the detection output.
FIG. 47 is a block diagram showing a configuration of a demodulation circuit according to a fifth embodiment.
FIG. 48 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processing unit according to a fifth embodiment.
FIG. 49 is a schematic diagram for explaining undersampling;
FIG. 50 is a schematic diagram for explaining the theoretical limit of undersampling.
FIG. 51 is a block diagram showing a configuration of a demodulation circuit according to a sixth embodiment.
FIG. 52 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processing unit according to a sixth embodiment.
FIG. 53 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional demodulation circuit.
FIG. 54 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional digital signal processing unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Wireless microphone system, 31 ... Reception side, 33, 60, 80, 90, 110, 120 ... Demodulation circuit, 38, 61, 92, 122 ... Clock generation part, 39, 91A, 91B, 121A, 121B: Analog / digital conversion circuit, 40, 62, 81, 94, 111, 124 ... Digital signal processing unit, 50I, 70I, 82I, 101I, 112I, 118I ... I component area difference detection unit, 50Q, 70Q , 82Q, 101Q, 112Q, 118Q... Q component area difference detection unit, 51, 100, 103, 113... 1 symbol delay circuit, 54, 84, 115 ... delay integration detection unit, 55, 85, 106, 116 , 128... Clock recovery circuit, 56, 86, 107, 117... Hard decision unit, S29, S40, S60A, S60B. Digital QPSK modulation signal, S72, S80A, S80B ... Digital 8PSK modulation signal, S37I, S47I, S54I, S68I, S78I, S86I ... I component soft decision detection signal, S37Q, S47Q, S54Q, S68Q, S78Q, S86Q ... Q component soft decision detection signal, S26... Baseband signal.

Claims (8)

データを差動符号化してなる変調信号を復調する復調装置において、
上記変調信号を一定間隔でサンプリングするサンプリング手段と、
上記サンプリング手段の上記サンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第1の絶対値を検出する第1の絶対値検出手段と、
上記サンプリング手段の上記サンプリング結果に基づいて、上記現シンボルの上記半波長分の上記サンプル値の上記合計値と、上記第1の所定時間と1/4波長時間遅延させた上記前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第2の絶対値を検出する第2の絶対値検出手段と、
上記第1の絶対値検出手段により検出された上記第1の絶対値及び上記第2の絶対値検出手段により検出された上記第2の絶対値をそれぞれ硬判定する硬判定手段と
を具えることを特徴とする復調装置。
In a demodulator that demodulates a modulation signal formed by differentially encoding data,
Sampling means for sampling the modulated signal at regular intervals;
Based on the sampling result of the sampling means, the absolute value of the sum of the total value of the sample values for the half wavelength of the current symbol and the total value of the corresponding sample values of the previous symbol delayed by the first predetermined time First absolute value detection means for detecting the first absolute value,
Based on the sampling result of the sampling means, the total value of the sample values for the half wavelength of the current symbol corresponds to the previous symbol delayed by 1/4 wavelength time with the first predetermined time. A second absolute value detecting means for detecting a second absolute value consisting of an absolute value of the sum of the sample values and the total value;
Hard decision means for making a hard decision on the first absolute value detected by the first absolute value detection means and the second absolute value detected by the second absolute value detection means, respectively. A demodulator characterized by the above.
上記第1の所定時間は、
上記硬判定手段による上記硬判定結果が上記差動符号化される前の上記データと一致するように選定された
ことを特徴とする請求項1に記載の復調装置。
The first predetermined time is
2. The demodulator according to claim 1, wherein the hard decision result by the hard decision means is selected so as to coincide with the data before the differential encoding.
上記第1の絶対値検出手段は、
1サンプルデータ区間ごとに、上記現シンボルの上記サンプル値と、上記第1の所定時間遅延させた上記前シンボルの対応する上記サンプル値との和の絶対値を算出し、当該算出結果を上記現シンボルの上記半波長分だけ累積加算するようにして上記第1の絶対値を検出し、
上記第2の絶対値検出手段は、
1サンプルデータ区間ごとに、上記現シンボルの上記サンプル値と、上記第1の所定時間と上記1/4波長時間遅延させた上記前シンボルの対応する上記サンプル値との和の絶対値を算出し、当該算出結果を上記現シンボルの上記半波長分だけ累積加算するようにして上記第2の絶対値を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の復調装置。
The first absolute value detecting means includes
For each sample data interval, an absolute value of the sum of the sample value of the current symbol and the sample value corresponding to the previous symbol delayed by the first predetermined time is calculated, and the calculation result is calculated as the current value. The first absolute value is detected by accumulating only the half wavelength of the symbol,
The second absolute value detecting means includes
For each sample data interval, the absolute value of the sum of the sample value of the current symbol and the corresponding sample value of the previous symbol delayed by the first predetermined time and the 1/4 wavelength time is calculated. 2. The demodulator according to claim 1, wherein the second absolute value is detected by cumulatively adding the calculation result by the half wavelength of the current symbol.
上記サンプリング手段は、
上記変調信号における上記半波長分の上記サンプル値を、上記半波長よりも多い期間をかけてアンダーサンプリングにより取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の復調装置。
The sampling means is
2. The demodulator according to claim 1, wherein the sample value for the half wavelength in the modulated signal is acquired by undersampling over a period longer than the half wavelength.
データを差動符号化してなる変調信号を復調する復調方法において、
上記変調信号を一定間隔でサンプリングする第1のステップと、
上記サンプリング結果に基づいて、現シンボルの半波長分のサンプル値の合計値と、第1の所定時間遅延させた前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第1の絶対値を検出すると共に、上記現シンボルの上記半波長分の上記サンプル値の上記合計値と、上記第1の所定時間と1/4波長時間遅延させた上記前シンボルの対応するサンプル値の合計値との和の絶対値でなる第2の絶対値を検出する第2のステップと、
検出した上記第1の絶対値及び上記第2の絶対値をそれぞれ硬判定する第3のステップと
を具えることを特徴とする復調方法。
In a demodulation method for demodulating a modulation signal formed by differentially encoding data,
A first step of sampling the modulated signal at regular intervals;
Based on the sampling result, the first absolute value of the sum of the total value of the sample values for the half wavelength of the current symbol and the total value of the corresponding sample values of the previous symbol delayed by the first predetermined time. The absolute value is detected, and the total value of the sample values for the half wavelength of the current symbol and the corresponding sample value of the previous symbol delayed by the first predetermined time and ¼ wavelength time A second step of detecting a second absolute value consisting of the absolute value of the sum of the values;
A demodulating method comprising: a third step of performing a hard decision on each of the detected first absolute value and the second absolute value.
上記第1の所定時間は、
上記硬判定結果が上記差動符号化される前の上記データと一致するように選定された
ことを特徴とする請求項5に記載の復調方法。
The first predetermined time is
6. The demodulation method according to claim 5, wherein the hard decision result is selected so as to coincide with the data before the differential encoding.
上記第2のステップでは、
1サンプルデータ区間ごとに、上記現シンボルの上記サンプル値と、上記第1の所定時間遅延させた上記前シンボルの対応する上記サンプル値との和の絶対値を算出し、当該算出結果を上記現シンボルの上記半波長分だけ累積加算するようにして上記第1の絶対値を検出すると共に、1サンプルデータ区間ごとに、上記現シンボルの上記サンプル値と、上記第1の所定時間と上記1/4波長時間遅延させた上記前シンボルの対応する上記サンプル値との和の絶対値を算出し、当該算出結果を上記現シンボルの上記半波長分だけ累積加算するようにして上記第2の絶対値を検出する
ことを特徴とする請求項5に記載の復調方法。
In the second step,
For each sample data interval, an absolute value of the sum of the sample value of the current symbol and the sample value corresponding to the previous symbol delayed by the first predetermined time is calculated, and the calculation result is calculated as the current value. The first absolute value is detected by accumulatively adding the half wavelength of the symbol, and the sample value of the current symbol, the first predetermined time, and the 1 / time for each sample data section. The absolute value of the sum of the previous symbol delayed by four wavelengths and the corresponding sample value is calculated, and the calculation result is cumulatively added for the half wavelength of the current symbol, so that the second absolute value is obtained. The demodulation method according to claim 5, wherein:
上記第1のステップでは、
上記変調信号における上記半波長分の上記サンプル値を、上記半波長よりも多い期間をかけてアンダーサンプリングにより取得する
ことを特徴とする請求項5に記載の復調方法。
In the first step,
6. The demodulation method according to claim 5, wherein the sample value for the half wavelength in the modulation signal is acquired by undersampling over a period longer than the half wavelength.
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