JP4130149B2 - Burst demodulation method, burst demodulation device, program medium storing burst demodulation method, and burst transmission device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、デジタル変調されたバ−スト信号の復調を行うバ−スト復調方法、バースト復調装置、及びプログラム媒体、並びにバースト送信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
バ−スト復調装置に関する第1の従来例として、クロック再生をプリアンブルにおけるクロック再生と、その後のクロック再生との2種類に分けたものがある。この第1の従来例として、特許文献1に示されたものがある。この第1の従来例について、図面を用いて説明する。
【0003】
図18は特許文献1に記載されたバーストモード復調装置の全体構成図である。図中のクロック位相推定回路(本発明におけるクロック再生部が行う動作の一部を担うもの)は、クロック再生符号(本発明におけるプリアンブルと同じ信号)
を用いてバ−スト初期のクロック位相(本発明におけるサンプルタイミングと同じ意味)を推定する。クロック位相誤差極性検出回路(本発明におけるクロック再生部が行う動作の一部を担うもの)は、クロック再生符号に続く、バ−スト同期語部(本発明におけるプリアンブルとデ−タ領域の間に存在すると考えてもよいし、デ−タ領域に含まれると考えてもよい)を用いてクロック位相誤差の極性を検出し、クロック同期(本発明におけるクロック再生に相当する)をとる。しかしながら、この方法では以下の問題点がある。
【0004】
(A−1)まず第1の問題点を説明する。
前記のクロック位相推定回路は、非常に回路規模が大きく、現実にバ−スト復調装置を構成するための回路として適さない。特許文献1の図19には、クロック位相推定回路の構成図が示されている。ここでは、乗算器など規模の大きくなる回路が使用されている。一般に、変数と定数とを乗算するような乗算器であれば、小さな回路で実現できるが、ここで使用されている変数と変数とを乗算する乗算器は、非常に回路規模が大きなものとなり、現実にバ−スト復調装置を構成するための回路として適さない。図19全体をROMに置き換えるなど、別の構成をとることも可能だが、いずれにせよ高い精度が必要なので、回路規模は大きくなる。
【0005】
また、乗算の精度を落とすなど、何らかの技術を用いてクロック位相推定回路22の回路規模を小さくすることができた場合を仮定する。この場合、クロック再生符号の期間中は、ある程度の粗いクロック同期を行い、それに続くバ−スト同期語部の期間中に完了させることになる。このとき、クロック同期の完了までに長い時間が必要となる。つまり、この第1の従来例では、高速にクロック同期を完了させることができない。
【0006】
(A−2)第2の問題点を説明する。
第1の従来例では、クロック位相推定回路は、クロック再生符号の期間中、毎シンボル常に同じ手法を用いてクロック位相(サンプルタイミング)を推定する。この方法はノイズの影響を大きく受ける。例えば、最後のクロック位相推定の際に大きなノイズが発生すると、クロック位相を大きく誤り、それに続くバ−スト同期語の期間中にクロック同期を完全にとることができなる可能性がある。このように、第1の従来例はノイズの影響を受け易く、高速にクロック同期を完了させることができない。
【0007】
バ−スト復調装置に関する第2の従来例として、クロック再生をある信号を積分した結果を用いて実行するものがある。第2の従来例は特許文献2に示され、クロック再生回路と呼ばれるものである。この第2の従来例について説明する。
【0008】
第2の従来例は、π/4シフトQPSK変調方式を用いたもので、搬送波エンベロ−プがボ−タイミング周波数成分を有していることを利用しており、π/4シフトQPSK変調方式のバ−スト復調装置用のクロック再生回路に特化したものである。この一部の機構は一般的なバ−スト復調装置に適用できる。この特徴は、クロック位相推定に用いる信号を得る際に、積分回路で積分している点である。これにより、第1の従来例における第2の問題点であるノイズの影響を受けやすいという問題点は解決できる。即ち、積分によりノイズの影響を平均化できるからである。
【0009】
しかしながら、この積分により新たな問題点が発生する。それは、積分が完了するまで、この第2の従来例におけるクロック再生回路は、精度の低いクロックを他の回路へ供給するため、他の回路の動作精度が下がり、バ−スト復調装置全体の動作精度が下がる点である。
【0010】
これを解決するには、積分をやめ、毎シンボル新たなクロック位相(サンプルタイミング)を推定すればよいが、そうすれば第1の従来例における第2の問題点と同様、ノイズの影響を受けやすくなるという問題が発生する。
【0011】
このように、この第2の従来例においては、クロック再生回路におけるノイズの影響を下げつつ、バ−スト復調装置全体の動作精度を上げることはできない。従って、第2の従来例は、高速にバ−スト引き込みを完了させることができない。
【0012】
バ−スト復調装置に関する第3の従来例として、クロック再生及びキャリア再生を行う際に、遅延させた信号を用いて実行するものがある。この第3の従来例として、特許文献3及び特許文献4に示されたものがある。これら2つの文献に示される第3の従来例は、プリアンブル期間中はまったく同じ動作を行う。この第3の従来例について、特許文献3の図面を用いて説明する。
【0013】
図20は第3の従来例におけるバースト信号復調装置の全体構成図である。本図のバ−スト検出手段(本発明における信号有無判定部に相当する役割を担うもの)がバ−ストを検出した後、ビットタイミング抽出手段(本発明におけるクロック再生部に相当する役割を担うもの)において、ビットタイミングを抽出(本発明におけるクロック再生やサンプルタイミングを求めることに相当する)する。その後、キャリア再生手段(本発明におけるキャリア再生部に相当する役割を担うもの)がキャリア周波数および位相の推定を行い、その結果を用いて複素乗算器(本発明における複素乗算部に相当するもの)が復調を行う。
【0014】
この動作の中で、この第3の従来例は以下のような特徴をもつ。
(B−1)まず第1の特徴を説明する。
バ−スト検出手段がバ−ストを検出するのに必要な時間、ビットタイミング抽出手段の入力は、第1の遅延手段(本発明には存在しない)に保存される。これにより、バ−スト検出手段がバ−ストを検出するのに長い時間がかかったとしても、ビットタイミング抽出手段はプリアンブルの先頭から使用できる。このことから、第3の従来例は高速なクロック再生が可能であるが、反面、第1の遅延手段が必要なため、回路規模が大きくなる。
【0015】
(B−2)次に第2の特徴を説明する。
図20のキャリア再生手段がキャリア周波数および位相の推定を行うのに必要な時間、複素乗算器9の入力は第3の遅延手段8(本発明には存在しない)に保存される。これにより、キャリア再生手段がキャリア周波数および位相の推定を行うのに長い時間がかかったとしても、複素乗算器はプリアンブルの先頭から使用できる。このことから、この第3の従来例は高速なキャリア再生が可能であるが、反面、第3の遅延手段9が必要なため、回路規模が大きくなる。
【0016】
(B−3)第3の特徴を説明する。
まず、バ−スト検出手段の動作を特許文献3の図22を用いて説明する。図21はバ−スト検出手段の構成図である。バ−スト検出手段は、逆変調手段から第3のエンベロ−プ検出手段までで受信信号電力を測定し、比較手段で閾値と比較し、受信信号電力が閾値より大きければ、バ−ストあり(本発明における信号有に相当する)と判定する。
【0017】
しかしながら、この方法には以下のような問題がある。即ち、送信電力の大きさや、伝送路における減衰の大きさの違いにより生じる受信電力の大小によって、プリアンブルのどのタイミングでバ−ストありと判定されるかが異なってしまう。
【0018】
例えば、プリアンブルが20シンボルあったとして、最初の5シンボルは電力0から徐々に大きくなっていき、8シンボル目で完全に立ち上がるとする。ある受信信号は非常に電力が大きいため、3シンボル目で閾値を超えることもある。またある受信信号は非常に電力が小さいため、6シンボル目でやっと閾値を超えることもある。
【0019】
ここで図14(a),(b)を用いて説明を補足する。図14(a)は、送信電力が小さいか、または伝送路における減衰が大きいため、受信電力が小さい場合のバ−スト引き込みの様子を示すものである。図14(b)は、送信電力が大きいか、または伝送路における減衰が小さいため、受信電力が大きい場合のバ−スト引き込みの様子を示すものである。図14(a),(b)で、受信信号は電力0から徐々に立ち上がり、8シンボル進んで完全に立ち上がる。その途中で「信号有」と判定される。ここでは、電力「b」で「信号有」と判定するものとする。また、プリアンブルの長さを20シンボルとする。
【0020】
この第3の従来例は、電力「b」で「信号有」と判定してからバ−スト引き込みを開始するため、20シンボルのプリアンブルの全てをバ−スト引き込みに使用することはできない。例えば、図14(a)では、受信電力が小さいため最初の6シンボル程度が「信号無」とされ、利用できない。図14(b)では、受信電力が大きいため図14(a)よりは有利だが、それでも最初の3シンボル程度が「信号無」とされ、利用できない。
【0021】
このように、第3の従来例における第3の特徴において挙げられる第1の問題点(B−3−1)として、プリアンブルの一部をバ−スト引き込みに使用することができず、そのためプリアンブル中にバ−スト引き込みを完了できない可能性がある。
【0022】
次に、第3の従来例における、第3の特徴において挙げられる第2の問題点(B−3−2)の説明をする。キャリア再生やクロック再生において、プリアンブルのどのタイミングであるかによって、きめ細かに処理方法を変えることにより、効率のよい処理を行うことができることが予想される。例えば、最初の10シンボルはレンジを大きく取り、その代わり荒い制御を行い、その後11シンボル目からレンジを小さく取り、その代わり細かい制御を行う。このような処理を行うことで、高速に処理を完了することができると予想される。
【0023】
しかしながら、この第3の従来例は、受信電力の違いによりプリアンブルのどのタイミングでバ−ストありと判定されるかが異なってしまうので、キャリア再生やクロック再生におけるきめ細かな処理方法に悪影響を与え、処理に時間がかかってしまう。
【0024】
例えば、3シンボル目で閾値を超える場合は、3シンボル目がプリアンブルの先頭と認識されてしまう。また、6シンボル目でやっと閾値を超える場合は、6シンボル目がプリアンブルの先頭と認識されてしまう。これでは、プリアンブルのどのタイミングであるかによって、きめ細かに処理方法を変えることができない。その結果、この第3の従来例においては、遅延手段の回路が増大してしまう。また、遅延手段をもたない場合、長いプリアンブルを必要としてしまう。
【0025】
以上のように、第3の従来例は多くの遅延手段を必要とするため、非常に回路規模が大きくなり、現実にバ−スト復調装置を構成するための回路として適さない。現実にバ−スト復調装置を構成するため、遅延手段を減らせば長いプリアンブルが必要となり、高速にバ−スト引き込みを完了させることができない。
【0026】
以上第1〜3の従来例によれば、従来のバ−スト復調装置は、高速にバ−スト引き込みを完了させることができない。そのため送信側のバ−スト送信装置で、バ−ストの先頭に長いプリアンブルを付加することが必要とされる。この結果、オ−バ−ヘッドの増加を招き、スル−プットを減少させてしまう。
【0027】
この点に注目して、以下、バ−スト復調装置及びバ−スト送信装置に関する第4〜6の従来例の説明をする。
【0028】
バ−スト復調装置及びバ−スト送信装置に関する第4の従来例として、512シンボルという長いプリアンブルに設定できるものがある。この第4の従来例として、非特許文献1に示された規格「DOCSIS1.0」及び非特許文献2に示された規格「DOCSIS1.1」に従うものがある。これらの規格はケ−ブルモデムの国際標準規格である。
【0029】
この第4の従来例は、QPSKモ−ド時0〜512シンボル、16QAMモ−ド時0〜256シンボルから選択してプリアンブルの長さを決定する。しかし、一般的には、30シンボル以上という長いプリアンブルが設定される。
【0030】
例えば、シスコ社のDOCSISセンタ−部は、デフォルトで以下のようにプリアンブルの長さを設定する。
「request」パケットは、QPSKで64bit、即ち32シンボルである。
「initial」パケットは、QPSKで128bit、即ち64シンボルである。
「station」パケットは、QPSKで128bit、即ち64シンボルである。
「short」パケットは、16QAMで144bit、即ち32シンボルである。
「long」パケットは、16QAMで160bit、即ち40シンボルである。
【0031】
また、同DOCSISセンタ−部は、QPSKモ−ド固定使用時、デフォルトで以下のようにプリアンブルの長さを設定する。
「request」パケットは、64bit、即ち32シンボルである。
「initial」パケットは、128bit、即ち64シンボルである。
「statoin」パケットは、128bit、即ち64シンボルである。
「short」パケットは、72bit、即ち32シンボルである。
「long」パケットは、80bit、即ち40シンボルである。
【0032】
また、同DOCSISセンタ−部は、16QAMモ−ド固定使用時、デフォルトで以下のようにプリアンブルの長さを設定する。
「request」パケットは、128bit、即ち32シンボルである。
「initial」パケットは、256bit、即ち64シンボルである。
「statoin」パケットは、256bit、即ち64シンボルである。
「short」パケットは、144bit、即ち32シンボルである。
「long」パケットは、160bit、即ち40シンボルである。
以上のように第4の従来例は、長いプリアンブルを必要とする。
【0033】
バ−スト復調装置及びバ−スト送信装置に関する第5の従来例として、144シンボルという長いプリアンブルに設定されるものがある。この第5の従来例として、非特許文献3に示された規格「IEEE802.11」及び「IEEE802.11b」に従ったものがある。これらの規格は、無線LANの国際標準規格である。
【0034】
非特許文献3によれば、これらの規格ではロングプリアンブルでは、BPSKで144bit、即ち144シンボルという長いプリアンブルが使用される。また、ショ−トプリアンブル時は、ロングプリアンブル時の「プリアンブル(144bit)+ヘッダ(48bit)」時間幅に対し、半分の時間幅の「プリアンブル+ヘッダ」が使用されることが示されている。ショ−トプリアンブル時のプリアンブルの具体的なシンボル数は記載されていないが、仮にヘッダのビット数を削減せず、プリアンブルのビット数のみ削減したとしても、48bit、即ち48シンボルという長いプリアンブルが使用される。以上のように、第5の従来例は、長いプリアンブルを必要とする。
【0035】
バ−スト復調装置及びバ−スト送信装置に関する第6の従来例として、時間幅の異なるシンボルを扱うものがある。この第6の従来例として、非特許文献4に示された規格「IEEE802.11a」に従ったものがある。この規格も第5の従来例と同様に無線LANの国際標準規格である。
【0036】
非特許文献4によれば、この規格では12シンボルという短いプリアンブルが固定的に使用される。最初の10シンボルは、時間幅の短い(0.8μ秒)シンボルであって、最後の2シンボルは、プリアンブルに続くデ−タ領域と同じ時間幅(4μ秒)のシンボルである。デ−タ領域のシンボルより短い時間幅のシンボルを用いることで、精度の高いバ−スト引き込みを行うことができるので、12シンボルという短いプリアンブルでのバ−スト引き込みを可能にする。
【0037】
しかしながら、この方法では、時間幅の異なるシンボルを扱う必要があるため、送信側、復調側ともに回路が複雑になる。以上のように第6の従来例は、短いプリアンブルでのバ−スト引き込みを可能とするために、複雑な回路を必要とする。
【0038】
以上、第1〜6の従来例を用いて従来技術の説明を行ったが、第3の従来例において説明したとおり、プリアンブルのどのタイミングであるかによって、きめ細かにバ−スト引き込み方法を変えることにより、効率のよい処理を行うことができることが予想される。しかしながら、以上に示した第1〜6の従来例においては、その具体的方法が明らかになっていない。プリアンブルのどのタイミングであるかによってきめ細かに処理方法を変えない場合、バ−スト引き込みを実行するためには長いプリアンブルを必要とする。
【0039】
【特許文献1】
特許公報「特許番号第2753485号 バ−ストモ−ド復調装置」
(第3−4頁、図1、図3)
【特許文献2】
特許公報「特許番号第2940895号 クロック再生回路」
(第3−4頁、図1)
【特許文献3】
特許公報「特公平7−44576号 バ−スト信号復調装置」
(第2−4頁、第1図、第5図)
【特許文献4】
特許公報「特公平7−20146号 バ−スト信号復調装置部」
(第3−5頁、第1図、第5図)
【非特許文献1】
Data−Over−Cable Service Interface Specifications Radio Frequency Interface Specification SP−RFI−I05−991105 第26頁
【非特許文献2】
Data−Over−Cable Service Interface Specifications Radio Frequency Interface Specification SP−RFIv1.1−I03−991105 第26頁
【非特許文献3】
守倉 正博、松江 英明、“IEEE802.11準拠無線LANの動向”、2001年11月、電子情報通信学会論文誌B Vol.J84−B No.11、第1920−1922頁、図6
【非特許文献4】
同上、第1923−1925頁、図9、図13
【0040】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のバ−スト復調装置は、高速にバ−スト引き込みを完了させることができないため、長いプリアンブルを必要とする。そのため送信側のバ−スト送信装置で、バ−ストの先頭に長いプリアンブルを付加することが必要とされる。この結果、オ−バ−ヘッドの増加を招き、スル−プットを減少させてしまう。
【0041】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、短いプリアンブルを用い、又はプリアンブルの信号を早期に検出して高速のバースト引き込みができるバースト復号装置を実現することを目的とする。
【0042】
【課題を解決する手段】
本願の請求項1の発明は、プリアンブルと、それに続くデ−タ領域とからなる受信信号を入力し、プリアンブルの終わりまでにバ−スト引き込みを完了し、デ−タ領域の復調を行って元信号を出力するバ−スト復調方法であって、前記受信信号がデジタル変換されたデジタル受信信号を入力し、前記デジタル受信信号に変調された信号が含まれるか否かの確からしさを示す有無情報を出力する信号有無判定ステップと、前記デジタル受信信号と前記有無情報とを入力し、前記有無情報に基づいてバ−スト引き込み方法を切り替えて、バ−スト引き込み及び復調を行い、前記元信号を出力するデジタル復調ステップと、を具備し、前記信号有無判定ステップは、前記デジタル受信信号を入力し、変調された信号を含んでいる確からしさを測定してその結果を確実性情報として出力する確実性情報出力ステップと、前記確実性情報を入力し、その増大量を測定してその結果を確実性増大量として出力する増大量出力ステップと、前記確実性増大量を入力し、前記デジタル受信信号が立ち上がって安定していく際の安定度合いを求め、その度合を前記有無情報として出力する有無情報出力ステップと、を具備することを特徴とするものである。
【0043】
本願の請求項2の発明は、請求項1のバ−スト復調方法において、前記有無情報は、少なくとも信号無と信号有の二状態を示す情報であって、前記有無情報出力ステップは、前記確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)は前記有無情報を信号無とし、前記確実性増大量がaより小さい時は1時点前の前記有無情報が信号無ならば前記有無情報を信号有とすることを特徴とするものである。
【0044】
本願の請求項3の発明は、請求項1のバ−スト復調方法において、前記有無情報は、少なくとも信号不在と信号不安定と信号安定の三状態を示す情報であって、前記信号有無判定ステップは、前記確実性情報を入力し、その減少量を測定してその結果を確実性減少量として出力する減少量出力ステップを更に具備し、前記有無情報出力ステップは、前記確実性増大量と前記確実性減少量とを入力して前記有無情報を出力するものであって、前記確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)は前記有無情報を信号不安定とし、前記確実性減少量がbより大きい時(bは正の値)は前記有無情報を信号不在とし、前記確実性増大量がaより小さく且つ前記確実性減少量がbより小さい時は1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記有無情報を信号安定とすることを特徴とするものである。
【0045】
本願の請求項4の発明は、請求項3のバ−スト復調方法において、前記有無情報の信号不安定は、1、2、…、nのn個の状態値を有し(nは自然数)、状態値k(kはn以下の自然数)の信号不安定を信号不安定kと表わし、前記有無情報出力ステップは、前記確実性増大量がaより大きければ、1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記kの値をインクリメントすることを特徴とするものである。
【0046】
本願の請求項5の発明は、請求項3のバ−スト復調方法において、前記有無情報の信号安定は、1、2、…、mのm個の状態値を有し(mは自然数)、状態値j(jはm以下の自然数)の信号安定を信号有jと表わし、前記有無情報出力ステップは、前記確実性減少量がbより小さく、前記確実性増大量がaより小さい時、1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記有無情報を信号有1とし、1時点前の前記有無情報が信号安定ならば前記jの値をインクリメントすることを特徴とするものである。
【0047】
本願の請求項6の発明は、請求項1のバ−スト復調方法において、補正デジタル信号は、前記受信信号がデジタル変換され、バースト引き込みにより補正されたものであって、前記デジタル復調ステップは、前記補正デジタル信号と前記有無情報とを入力し、新たな引き込み実行用変数を出力するバ−スト引き込みステップと、前記補正デジタル信号を入力し、前記元信号を出力する元信号出力ステップと、を具備し、前記バ−スト引き込みステップは、前記プリアンブルの特性に基づいて、前記補正デジタル信号の状態が理想状態になるよう前記引き込み実行用変数を求めることでバ−スト引き込み動作を行い、また、前記有無情報によって異なる求め方を用いることを特徴とする。
【0048】
本願の請求項7の発明は、請求項6のバ−スト復調方法において、前記バ−スト引き込みステップは、前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく差分情報を求める差分情報出力ステップと、前記差分情報から前記引き込み実行用変数の調整値を求める調整値出力ステップと、前記調整値と前回求めた前記引き込み実行用変数とから新たな前記引き込み実行用変数を求める引き込み実行変数出力ステップと、を具備し、前記調整値出力ステップは、同じ値の前記差分情報に対して前記調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とするものである。
【0049】
本願の請求項8の発明は、請求項6のバ−スト復調方法において、前記補正デジタル信号は、少なくとも、タイミング情報に基づいて前記受信信号をサンプリングするという処理が施されたものであって、前記バ−スト引き込みステップは、前記補正デジタル信号と前記有無情報とを入力し、前記タイミング情報を出力するクロック再生ステップを具備し、前記クロック再生ステップは、前記有無情報によって前記タイミング情報の求め方を切り替えることを特徴とするものである。
【0050】
本願の請求項9の発明は、請求項8のバ−スト復調方法において、前記補正デジタル信号は、前記受信信号を2倍オ−バ−サンプリングして作成されたものであって、前記クロック再生ステップは、前記補正デジタル信号を3サンプル保持し、そのなかの1サンプル目と3サンプル目の一方の信号振幅がA、他方が−Aとなって2サンプル目が0という理想状態になるよう、ゼロクロス法に基づいて前記タイミング情報を求めるものであって、前記タイミング情報によって得られた補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づくタイミング差分情報を求めるタイミング差分情報出力ステップと、前記タイミング差分情報からタイミング調整値を求めるタイミング調整値出力ステップと、前記タイミング調整値と前回求めた前記タイミング情報とから新たな前記タイミング情報を求めるタイミング情報出力ステップとを、具備し、前記タイミング調整値出力ステップは、同じ値の前記タイミング差分情報に対して前記タイミング調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とするものである。
【0051】
本願の請求項10の発明は、請求項6のバ−スト復調方法において、前記デジタル復調ステップは、前記デジタル受信信号と前記引き込み実行用変数の1つである位相情報とを入力し、前記デジタル受信信号に前記位相情報を複素乗算することで位相調整を行って、前記補正デジタル信号として出力する複素乗算ステップを更に具備し、前記バ−スト引き込みステップは、前記補正デジタル信号と、前記有無情報とを入力し、前記位相情報を出力するキャリア再生ステップを具備し、前記キャリア再生ステップは、前記有無情報によって、前記位相情報の求め方を切り替えることを特徴とするものである。
【0052】
本願の請求項11の発明は、請求項10のバ−スト復調方法において、前記キャリア再生ステップは、前記補正デジタル信号を入力し、前記補正デジタル信号のIQ平面上の位相が1シンボル毎に交互に0、πの理想状態になるよう前記位相情報を求めるものであって、前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく位相差分情報を求める位相差分情報出力ステップと、前記位相差分情報から位相調整値を求める位相調整値出力ステップと、前記位相調整値と前回求めた前記位相情報とから新たな前記位相情報を求める位相情報出力ステップと、を具備し、前記位相調整値出力ステップは、同じ値の前記位相差分情報に対し、前記位相調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とするものである。
【0053】
本願の請求項12の発明は、請求項6のバ−スト復調方法において、前記デジタル復調ステップは、前記デジタル受信信号と前記引き込み実行用変数の1つである振幅情報とを入力し、前記デジタル受信信号に前記振幅情報を乗算することで振幅調整を行って、前記補正デジタル信号として出力する乗算ステップを更に具備し、前記バ−スト引き込みステップは、前記補正デジタル信号と、前記有無情報とを入力し、前記振幅情報を出力するゲイン調整ステップを具備し、前記ゲイン調整ステップは、前記有無情報によって、前記振幅情報の求め方を切り替えることを特徴とするものである。
【0054】
本願の請求項13の発明は、請求項12のバ−スト復調方法において、前記ゲイン調整ステップは、前記補正デジタル信号を入力し、前記補正デジタル信号のI,Qそれぞれの振幅が基準値をとる理想状態になるよう前記振幅情報を求めるものであって、前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく振幅差分情報を求める振幅差分情報出力ステップと、前記振幅差分情報から振幅調整値を求める振幅調整値出力ステップと、前記振幅調整値と前回求めた前記振幅情報とから新たな前記振幅情報を求める振幅情報出力ステップと、を具備し、前記振幅調整値出力ステップは、同じ値の前記振幅差分情報に対して前記振幅調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とするものである。
【0055】
本願の請求項14の発明は、請求項1のバ−スト復調方法において、前記確実性情報出力ステップは、前記受信信号の電力を測定して前記確実性情報とすることを特徴とするものである。
【0056】
本願の請求項15の発明は、請求項1〜14記載のバ−スト復調方法のうちいずれかのプログラムを格納したものである。
【0057】
本願の請求項16の発明は、プリアンブルと、それに続くデ−タ領域とからなる受信信号を入力し、プリアンブルの終わりまでにバ−スト引き込みを完了し、デ−タ領域の復調を行って元信号を出力するバ−スト復調装置であって、前記受信信号がデジタル変換されたデジタル受信信号を入力し、前記デジタル受信信号に変調された信号が含まれるか否かの確からしさを示す有無情報を出力する信号有無判定部と、前記デジタル受信信号と前記有無情報とを入力し、前記有無情報に基づいてバ−スト引き込み方法を切り替えて、バ−スト引き込み及び復調を行い、前記元信号を出力するデジタル復調部と、を具備し、前記信号有無判定部は、前記デジタル受信信号を入力し、変調された信号を含んでいる確からしさを測定してその結果を確実性情報として出力する確実性情報出力部と、前記確実性情報を入力し、その増大量を測定してその結果を確実性増大量として出力する増大量出力部と、前記確実性増大量を入力し、前記デジタル受信信号が立ち上がって安定していく際の安定度合いを求め、その度合を前記有無情報として出力する有無情報出力部と、を具備することを特徴とするものである。
【0058】
本願の請求項17の発明は、請求項16のバ−スト復調装置において、前記有無情報は、少なくとも信号無と信号有の二状態を示す情報であって、前記有無情報出力部は、前記確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)は前記有無情報を信号無とし、前記確実性増大量がaより小さい時は1時点前の前記有無情報が信号無ならば前記有無情報を信号有とすることを特徴とするものである。
【0059】
本願の請求項18の発明は、請求項16のバ−スト復調装置において、前記有無情報は、少なくとも信号不在と信号不安定と信号安定の三状態を示す情報であって、前記信号有無判定部は、前記確実性情報を入力し、その減少量を測定してその結果を確実性減少量として出力する減少量出力部を更に具備し、前記有無情報出力部は、前記確実性増大量と前記確実性減少量とを入力して前記有無情報を出力するものであって、前記確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)は前記有無情報を信号不安定とし、前記確実性減少量がbより大きい時(bは正の値)は前記有無情報を信号不在とし、前記確実性増大量がaより小さく且つ前記確実性減少量がbより小さい時は1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記有無情報を信号安定とすることを特徴とするものである。
【0060】
本願の請求項19の発明は、請求項18のバ−スト復調装置において、前記有無情報の信号不安定は、1、2、…、nのn個の状態値を有し(nは自然数)、状態値k(kはn以下の自然数)の信号不安定を信号不安定kと表わし、前記有無情報出力部は、前記確実性増大量がaより大きければ、1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記kの値をインクリメントすることを特徴とするものである。
【0061】
本願の請求項20の発明は、請求項18のバ−スト復調装置において、前記有無情報の信号安定は、1、2、…、mのm個の状態値を有し(mは自然数)、状態値j(jはm以下の自然数)の信号安定を信号有jと表わし、前記有無情報出力部は、前記確実性減少量がbより小さく、前記確実性増大量がaより小さい時、1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記有無情報を信号有1とし、1時点前の前記有無情報が信号安定ならば前記jの値をインクリメントすることを特徴とするものである。
【0062】
本願の請求項21の発明は、請求項16のバ−スト復調装置において、補正デジタル信号は、前記受信信号がデジタル変換され、バースト引き込みにより補正されたものであって、前記デジタル復調部は、前記補正デジタル信号と前記有無情報とを入力し、新たな引き込み実行用変数を出力するバ−スト引き込み部と、前記補正デジタル信号を入力し、前記元信号を出力する元信号出力部と、を具備し、前記バ−スト引き込み部は、前記プリアンブルの特性に基づいて、前記補正デジタル信号の状態が理想状態になるよう前記引き込み実行用変数を求めることでバ−スト引き込み動作を行い、また、前記有無情報によって異なる求め方を用いることを特徴とするものである。
【0063】
本願の請求項22の発明は、請求項21のバ−スト復調装置において、前記バ−スト引き込み部は、前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく差分情報を求める差分情報出力部と、前記差分情報から前記引き込み実行用変数の調整値を求める調整値出力部と、前記調整値と前回求めた前記引き込み実行用変数とから新たな前記引き込み実行用変数を求める引き込み実行変数出力部と、を具備し、前記調整値出力部は、同じ値の前記差分情報に対して前記調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とするものである。
【0064】
本願の請求項23の発明は、請求項21のバ−スト復調装置において、前記補正デジタル信号は、少なくとも、タイミング情報に基づいて前記受信信号をサンプリングするという処理が施されたものであって、前記バ−スト引き込み部は、前記補正デジタル信号と前記有無情報とを入力し、前記タイミング情報を出力するクロック再生部を具備し、前記クロック再生部は、前記有無情報によって前記タイミング情報の求め方を切り替えることを特徴とするものである。
【0065】
本願の請求項24の発明は、請求項23のバ−スト復調装置において、前記補正デジタル信号は、前記受信信号を2倍オ−バ−サンプリングして作成されたものであって、前記クロック再生部は、前記補正デジタル信号を3サンプル保持し、そのなかの1サンプル目と3サンプル目の一方の信号振幅がA、他方が−Aとなって2サンプル目が0という理想状態になるよう、ゼロクロス法に基づいて前記タイミング情報を求めるものであって、前記タイミング情報によって得られた前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づくタイミング差分情報を求めるタイミング差分情報出力部と、前記タイミング差分情報からタイミング調整値を求めるタイミング調整値出力部と、前記タイミング調整値と前回求めた前記タイミング情報とから新たな前記タイミング情報を求めるタイミング情報出力部と、を具備し、前記タイミング調整値出力部は、同じ値の前記タイミング差分情報に対して前記タイミング調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とするものである。
【0066】
本願の請求項25の発明は、請求項21のバ−スト復調装置において、前記デジタル復調部は、前記デジタル受信信号と前記引き込み実行用変数の1つである位相情報とを入力し、前記デジタル受信信号に前記位相情報を複素乗算することで位相調整を行って、前記補正デジタル信号として出力する複素乗算部を更に具備し、前記バ−スト引き込み部は、前記補正デジタル信号と、前記有無情報とを入力し、前記位相情報を出力するキャリア再生部を具備し、前記キャリア再生部は、前記有無情報によって、前記位相情報の求め方を切り替えることを特徴とするものである。
【0067】
本願の請求項26の発明は、請求項25のバ−スト復調装置において、前記キャリア再生部は、前記補正デジタル信号を入力し、前記補正デジタル信号のIQ平面上の位相が1シンボル毎に交互に0、πの理想状態になるよう前記位相情報を求めるものであって、前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく位相差分情報を求める位相差分情報出力部と、前記位相差分情報から位相調整値を求める位相調整値出力部と、前記位相調整値と前回求めた前記位相情報とから新たな前記位相情報を求める位相情報出力部と、を具備し、前記位相調整値出力部は、同じ値の前記位相差分情報に対し、前記位相調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とするものである。
【0068】
本願の請求項27の発明は、請求項21のバ−スト復調装置において、前記デジタル復調部は、前記デジタル受信信号と前記引き込み実行用変数の1つである振幅情報とを入力し、前記デジタル受信信号に前記振幅情報を乗算することで振幅調整を行って、前記補正デジタル信号として出力する乗算部を更に具備し、前記バ−スト引き込み部は、前記補正デジタル信号と、前記有無情報とを入力し、前記振幅情報を出力するゲイン調整部を具備し、前記ゲイン調整部は、前記有無情報によって、前記振幅情報の求め方を切り替えることを特徴とするものである。
【0069】
本願の請求項28の発明は、請求項27のバ−スト復調装置において、前記ゲイン調整部は、前記補正デジタル信号を入力し、前記補正デジタル信号のI,Qそれぞれの振幅が基準値をとる理想状態になるよう前記振幅情報を求めるものであって、前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく振幅差分情報を求める振幅差分情報出力部と、前記振幅差分情報から振幅調整値を求める振幅調整値出力部と、前記振幅調整値と前回求めた前記振幅情報とから新たな前記振幅情報を求める振幅情報出力部と、を具備し、前記振幅調整値出力部は、同じ値の前記振幅差分情報に対して前記振幅調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とするものである。
【0070】
本願の請求項29の発明は、請求項16のバ−スト復調装置において、前記確実性情報出力部は、前記受信信号の電力を測定して前記確実性情報とすることを特徴とするものである。
【0071】
本願の請求項30の発明は、請求項1〜14のいずれか1項記載のバ−スト復調方法を用いたバ−スト復調装置、または請求項16〜29のいずれか1項記載のバ−スト復調装置に対して信号を送信するバ−スト送信装置であって、プリアンブルとそれに続くデ−タ領域とからなるバースト信号を送信し、前記プリアンブルは、30シンボル未満であり、その1シンボルの時間幅は、前記デ−タ領域の1シンボルの時間幅と同じであることを特徴とするものである。
【0072】
【発明の実施の形態】
本発明のバ−スト復調装置における各実施の形態について、図面を用いて説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明のバ−スト復調装置の全体構成を示すブロック図である。バ−スト復調装置には受信信号1が入力される。この受信信号1は、主信号が16QAM変調されたバ−スト信号であり、先頭の20シンボルのプリアンブルと、それに続く主信号、即ちデ−タ領域とからなる。プリアンブルはBPSK等の交番信号により構成される。交番信号については、第1の従来例で詳細な説明したものと同一である。
【0073】
受信信号1をデジタル化したものがデジタルI信号及びデジタルQ信号である。デジタルI信号2は、IQ平面(横軸I,縦軸Qの位相平面)上のI成分であり、デジタルQ信号3は、IQ平面上のQ成分である。4はタイミング情報であり、値0〜359のうち一つを指す。5は元信号である。6は有無情報であり、0以上の整数値を持つものであって、0は「信号不在」を、1〜10は「信号不安定」を、11以上は「信号安定」を示す。
【0074】
ここで、「信号不在」は変調された信号が存在しないという判定結果を示す。また「信号不安定」は変調された信号の立ち上がりが始まっている可能性があるが、信号が安定せず、ノイズである可能性もあり、決断できないという判定結果を示す。また「信号安定」は、変調された信号が存在するという判定結果を示す。以上の意味を反映し、以下では「信号不在」と「信号不安定」を「信号無」ともいう。また「信号安定」を「信号有」ともいう。
【0075】
サンプリング部(SP)51は、受信信号1と、タイミング情報4とを入力し、タイミング情報4に基づいて受信信号1をサンプリングし、デジタルI信号2とデジタルQ信号3とを出力するものである。デジタル復調部(DEM)52は、デジタルI信号2とデジタルQ信号3と有無情報6とを入力し、元信号5とタイミング情報4とを出力するものである。信号有無判定部(SIG)53は、デジタルI,Q信号2,3を入力し、有無情報6を出力するものである。
【0076】
図2はサンプリング部51の内部構成を示すブロック図である。101はADクロックである。102はデジタル受信信号であり、受信信号1をデジタル化したものである。103,104はそれぞれデジタルI,Q受信信号であり、デジタル受信信号102をベ−スバンドに変換したものである。
【0077】
ADクロック部(ADCLK)151は、ADクロック101を出力するものである。ADコンバ−タ(A/D)152は、受信信号1とADクロック101とを入力し、受信信号1をADクロック101でサンプリングしてデジタル化し、デジタル受信信号102として出力するものである。
【0078】
デジタルダウンコンバ−タ(DDC)153は、デジタル受信信号102とADクロック101とを入力し、デジタル受信信号102の搬送波周波数をダウンコンバ−トしてベ−スバンドに変換し、また、デ−タの間引きを行って、1シンボル当り2サンプルのデ−タ、即ち2倍オ−バ−サンプリングされたデ−タに変換し、I成分、Q成分をそれぞれデジタルI受信信号103、デジタルQ受信信号104として出力するものである。
【0079】
フィルタ(FIL)154,155は波形成形の機能を有し、デジタルI受信信号103、デジタルQ受信信号104を入力し、タイミング情報4に基づいてそれぞれフィルタリング処理し、デジタルI信号2、デジタルQ信号3として出力するものである。
【0080】
フィルタ154,155は、360通りのサンプルタイミングに対応した360通りのフィルタ係数を保持しており、タイミング情報4の値に従ってフィルタ係数を選択して使用する。タイミング情報4の値が1大きくなると、サンプルタイミングを1度進めるフィルタ係数が選択される。タイミング情報4の値が1小さくなると、サンプルタイミングを1度遅らせるようなフィルタ係数が選択される。
【0081】
図3は信号有無判定部53の内部構成を示すブロック図である。301は電力値である。302は遅延電力である。303は最大電力である。電力測定部351は、デジタルI,Q信号2,3を入力して受信電力を測定し、電力値301として出力する確実性情報出力部である。遅延部352は電力値301を入力し、1シンボル遅延させて遅延電力302として出力する増大量出力部である。最大値格納部354は、電力値301と有無情報6とを入力し、有無情報6が「信号不在」を示す時は、電力値301を最大電力303として保持し、有無情報6が「信号不安定」又は「信号安定」を示す時は、電力値301が最大電力303より大きければそのときの電力値301を最大電力303として保持するものである。判定部353は、電力値301と遅延電力302と最大電力303とを入力し、以下のように有無情報6を出力する有無情報出力部である。
【0082】
電力値301が遅延電力302よりa以上大きければ(aは定数)、受信信号が立ち上がる過渡期であると判定し、有無情報6を「信号不安定」、即ち値1〜10のいずれかとする。ここで、1時点前の有無情報6が「信号不在」ならば、受信信号が立ち上がり始めたところであるとし、値を1とする。また、1時点前の有無情報6が「信号不安定」ならば、受信信号の立ち上がり動作が続行中であるとし、値をインクリメントする。また、1時点前の有無情報6が「信号安定」ならば、それまで「信号安定」としていたのは誤りであると判断して、受信信号が立ち上がり始めたところであるとし、値を1とする。
【0083】
最大電力303が現在の電力値301よりb以上大きければ(bは定数)、受信信号が立下がる過渡期であると判定し、有無情報6を「信号不在」、即ち値0とする。以上の状態以外の場合、即ち、電力値301が遅延電力302よりa以上大きい状態ではなく、かつ、最大電力303が電力値301よりb以上大きい状態でない場合、受信信号は立ち上がる過渡期でも、立下がる過渡期でもないと判定し、有無情報6を以下のようにする。
【0084】
1時点前の有無情報6が「信号不在」ならば引き続き「信号不在」、即ち値を0とする。
また、1時点前の有無情報6が「信号不安定」ならば、受信信号が立ち上がる過渡期が終了したとし、「信号安定」、即ち値を11とする。
また、1時点前の有無情報6が「信号安定」、即ち値11以上ならば、引き続き安定しているとし、値をインクリメントする。
【0085】
図4はデジタル復調部52の内部構成を示すブロック図である。201,202はそれぞれ振幅調整済I,Q信号であり、それぞれデジタルI,Q信号2,3を振幅調整したものである。203,204はそれぞれ振幅調整済I,Q信号201,202を位相調整したものであり、補正デジタル信号ともいう。205は元信号点であり、値0〜15のうち一つをとる。
【0086】
207は振幅情報である。208は位相情報であり、バースト引き込みの引き込み実行用変数である。位相情報208の値が0は0度、正の値はIQ平面上時計回り、負の値はIQ平面上反時計回りを示し、数字の大きさの単位は「度」である。例えば、この位相情報208の値が「−30」であれば、IQ平面上反時計回りに30度という内容を示す。乗算部251,252は、ともに振幅情報207を入力し、また、それぞれデジタルI,Q信号2,3を入力し、それぞれの信号に振幅情報207を乗算することで振幅調整を行って、振幅調整済I,Q信号201,202として出力するものである。
【0087】
複素乗算部253は、振幅調整済I,Q信号201,202(以下、Ia,Qaと記す)と、位相情報208(以下、θと記す)とを入力し、Ia×cosθ+Qa×sinθなる位相調整済I信号203、即ち補正デジタルI信号(以下、Iと記す)と、Qa×cosθ−Ia×sinθなる位相調整済Q信号204、即ち補正デジタルQ信号(以下、Qと記す)とを出力するものである。
【0088】
信号点判定部254は、位相調整済I,Q信号203,204を入力し、IQ平面上の16QAM信号点と照らし合わせ、どの信号点のものであるかを判定し、0〜15の数字で示した元信号点205として出力するものである。IQ平面上の16QAM信号点と0〜15の値の対応を図13に示す。
【0089】
パラレルシリアル変換部(P/S)255は、元信号点205を入力し、シリアルに変換して元信号5として出力する元信号出力部である。バ−スト引き込み部257は、位相調整済I,Q信号203,204と有無情報6とを入力し、タイミング情報4と位相情報208と振幅情報207とを出力するものである。
【0090】
図5はバ−スト引き込み部257の内部構成を示すブロック図である。クロック再生部(CLK)451は、位相調整済I,Q信号203,204と有無情報6とを入力し、タイミング情報4を出力するものである。キャリア再生部(CAR)452は、位相調整済I,Q信号203,204と有無情報6とを入力し、位相情報208を出力するものである。ゲイン調整部(AGC)453は、位相調整済I,Q信号203,204と有無情報6とを入力し、振幅情報207を出力するものである。
【0091】
図6はクロック再生部451の内部構成を示すブロック図である。501はタイミング差分情報、502はタイミング調整情報である。タイミング差分情報出力部551は、位相調整済I,Q信号203,204(I,Qと記す)を入力し、I,Qを3サンプルずつ保持するものである。この3サンプルとは、ある時点、1サンプル前、2サンプル前のIQを意味し、それぞれの文字の後ろに0〜2を付ける。1シンボル毎、つまり2サンプル毎に、
(I0−I2)×I1+(Q0−Q2)×Q1
を求め、この値をタイミング差分情報501として出力する。
【0092】
タイミング調整値出力部552は、タイミング差分情報501と有無情報6とを入力し、以下のようにタイミング調整情報502を作成する。
有無情報6の値が0の時、タイミング調整情報502の値を例えばタイミング差分情報501×40の整数値とする。
有無情報6の値が1の時、タイミング調整情報502の値をタイミング差分情報501×30の整数値とする。
有無情報6の値が2〜10の時、タイミング調整情報502の値をタイミング差分情報501×20の整数値とする。
有無情報6の値が11の時、タイミング調整情報502の値をタイミング差分情報501×10の整数値とする。
有無情報6の値が12〜20の時、タイミング調整情報502の値をタイミング差分情報501×5の整数値とする。
【0093】
タイミング情報出力部553は、タイミング調整情報502を入力し、1シンボル前のタイミング情報4からタイミング調整情報502を差し引いたものを、今回のタイミング情報4として出力するものである。
【0094】
図7はキャリア再生部452の内部構成を示すブロック図である。601は位相差分情報、602は位相調整情報である。位相差分情報出力部651は、位相調整済I,Q信号203,204(I,Qと記す)を入力し、1シンボル毎、つまり2サンプル毎に、I^2−Q^2を求め、この値を位相差分情報601として出力するものである。
【0095】
位相調整値出力部652は、位相差分情報601と有無情報6とを入力し、以下のように位相調整情報602を出力するものである。
有無情報6の値が0の時、位相調整情報602の値を位相差分情報601×10の整数値とする。
有無情報6の値が1の時、位相調整情報602の値を位相差分情報601×5の整数値とする。
有無情報6の値が2〜10の時、位相調整情報602の値を位相差分情報601×4の整数値とする。
有無情報6の値が11の時、位相調整情報602の値を位相差分情報601×3の整数値とする。
有無情報6の値が12〜20の時、位相調整情報602の値を位相差分情報601×2の整数値とする。
【0096】
位相情報出力部653は、位相調整情報602を入力し、1シンボル前の位相情報208から位相調整情報602を差し引いたものを今回の位相情報208として出力するものである。
【0097】
図8はゲイン調整部453の内部構成を示すブロック図である。701は振幅差分情報、702は振幅調整情報である。振幅差分情報出力部751は、位相調整済I,Q信号203,204(I,Qと記す)を入力し、1シンボル毎、つまり2サンプル毎にI^2+Q^2−2を求め、この値を振幅差分情報701として出力するものである。
【0098】
振幅調整値出力部752は、振幅差分情報701と有無情報6とを入力し、以下のように振幅調整情報702を出力するものである。
有無情報6の値が0の時、振幅調整情報702を振幅差分情報701の整数値とする。
有無情報6の値が1の時、振幅調整情報702を振幅差分情報701の1/5の整数値とする。
有無情報6の値が2〜10の時、振幅調整情報702を振幅差分情報701の1/6の整数値とする。
有無情報6の値が11の時、振幅調整情報702を振幅差分情報701の1/7の整数値とする。
有無情報6の値が12〜20の時、振幅調整情報702を振幅差分情報701の1/10の整数値とする。
【0099】
振幅情報出力部753は、振幅調整情報702を入力し、1シンボル前の振幅情報207から振幅調整情報702を差し引いたものを今回の振幅情報207として出力するものである。
【0100】
以上のように構成された実施の形態1におけるバ−スト復調装置について、その動作を説明する。ここでは、以下のように説明を3つに分けて行う。まず、1番目の説明(E−1−1)として、受信信号1から元信号5までの信号処理の流れに沿って動作の概略を述べる。次に、2番目の説明(E−1−2)として、バ−スト引き込み動作に注目した動作の説明をする。最後に、3番目の説明(E−1−3)として、有無情報6を「信号不在」、「信号不安定」、「信号安定」へどのようにして切り替えるかという点に注目した説明をする。
【0101】
(E−1−1)
図2に示すサンプリング部51の内部で、以下の動作が行われる。ADコンバ−タ152は、受信信号1をADクロック101の立ち上がりエッジでサンプリングしてデジタル化し、デジタル受信信号102として出力する。デジタルダウンコンバ−タ153は、デジタル受信信号102の搬送波周波数をダウンコンバ−トしてベ−スバンドに変換する。またデジタルダウンコンバ−タ153は、デ−タの間引きを行って、1シンボル当り2サンプルのデ−タ、即ち2倍オ−バ−サンプリングされたデ−タに変換し、I成分、Q成分をそれぞれデジタルI受信信号103、デジタルQ受信信号104として出力する。
【0102】
フィルタ154,155は、ともにタイミング情報4を入力し、また、デジタルI受信信号103、デジタルQ受信信号104をそれぞれ入力し、フィルタリング処理し、デジタルI信号2、デジタルQ信号3として出力する。このフィルタリング処理は、波形成形とサンプルタイミング調整を兼ねた動作であり、バ−スト引き込み動作の一つである「クロック再生」に関連する動作である。それについては2番目の動作説明(E−1−2)において説明する。
【0103】
図4に示すデジタル復調部52の内部で以下の動作が行われる。乗算部251,252は、それぞれデジタルI,Q信号2,3に振幅情報207を乗算することで振幅調整を行って、それぞれ振幅調整済I,Q信号201,202として出力する。この振幅調整はバ−スト引き込み動作の一つである「ゲイン調整」に関連する動作である。それについては2番目の動作説明(E−1−2)において説明する。
【0104】
複素乗算部253は、振幅調整済I,Q信号201,202(Ia,Qa)のセットに位相情報208(θ)を複素乗算することによりIQ平面上で位相調整を行い、それぞれ位相調整済I,Q信号203,204として出力する。位相調整済I,Q信号203,204を補正デジタル信号ともいう。具体的には、Ia×cosθ+Qa×sinθなる位相調整済I信号203(以下、Iと記す)と、Qa×cosθ−Ia×sinθなる位相調整済Q信号204(以下、Qと記す)とを求める。例えば、(Ia,Qa)=(1.37,0.37)、θ=−30であれば、
I=1.37×cos(−30)+0.37×sin(−30)=1.0、
Q=0.37×cos(−30)−1.37×sin(−30)=1.0、
となる。
【0105】
この位相調整はバ−スト引き込み動作の一つである「キャリア再生」に関連する動作である。それについては2番目の動作説明(E−1−2)において説明する。信号点判定部254は、位相調整済I,Q信号203,204を入力し、IQ平面上の16QAM信号点と照らし合わせ、どの信号点のものであるかを判定し、0〜15の値で示した値を元信号点205として出力する。IQ平面上の16QAM信号点と0〜15の値の対応は図13に従う。例えば、位相調整済I,Q信号203,204がそれぞれ1,1ならば、元信号点205は3となる。また、位相調整済I,Q信号203,204がそれぞれ−1/3,−1ならば、元信号点205は9となる。ただし、このIQ平面上の16QAM信号点と0〜15の値の対応は、送信側と受信側で一致させていれば良いというだけのものであって、この図13に限らず、自由に設定することができる。パラレルシリアル変換部255は、元信号点205を入力し、シリアルに変換して元信号5として出力する。以上のようにして、実施の形態1のバ−スト復調装置は、受信信号1を復調して元信号5を出力する。
【0106】
(E−1−2)
次に、バ−スト引き込み動作に注目した説明をする。2番目の説明における第1の説明(E−1−2−1)として、「クロック再生」に関する説明をする。
【0107】
(E−1−2−1)
図2に示すサンプリング部51において、フィルタ154,155は、ともにタイミング情報4を入力し、またデジタルI,Q受信信号103,104を入力し、フィルタリング処理してそれぞれデジタルI,Q信号2,3を出力する。フィルタ154,155は、内部で保持するフィルタ係数の選び方をタイミング情報4によって切り替え、サンプルタイミング調整を行う。サンプルタイミング調整というものは、本来、デジタルダウンコンバ−タ153内部でのデ−タ間引き処理の間引くタイミングを変化させ、シンボルの変化点と次の変化点との中央のデ−タが出力されるよう調整するものである。2倍オ−バ−サンプリングの場合、中央のサンプルと変化点のサンプルとが交互に出現することになる。ここでは、デジタルダウンコンバ−タ153内部でのデ−タ間引き処理の間引くタイミングを固定とし、フィルタ係数の選び方により同等の処理を行うものであり、その仕組みについては第1の従来例に詳しく説明されている。
【0108】
このサンプルタイミング調整は、バ−スト引き込み動作の一つである「クロック再生」に関連する動作であって、振幅変調、位相変調などの違いに関係なく、全てのデジタル変調された信号の復調において必要とされる。
【0109】
ここで図9、図10(a)〜(c)を用いてサンプルタイミング調整の説明をする。図9はプリアンブルの信号点配置図である。この図の黒点と左下の黒点を1シンボル毎(2サンプル毎)に交互に移動するものとする。図10(a)はI方向又はQ方向の振幅の時間変動を示すタイミング図である。矢印は、サンプルタイミング調整が完了している時のデジタルI,Q信号2,3を示すものである。中央のサンプルと、変化点のサンプルとが交互に出現しており、1,0,−1,0…が繰り返されていることが判る。
【0110】
また、サンプルタイミング調整が完了していない様子を図10の(b)と(c)に示す。矢印の位置が正規の位置からずれ、振幅が1,0,−1,0…とならないことが判る。フィルタ154,155は、プリアンブルの終わりまでにこのようなサンプルタイミング調整を完了し、デ−タ領域の復調に備える。
【0111】
なお、フィルタ154,155はサンプルタイミングの調整を行うが、その方法は、内部で保持するフィルタ係数の選び方をタイミング情報4によって切り替え、フィルタリングすることである。例えば、タイミング情報4の値が1シンボル前と同じであれば、1シンボル前と同じフィルタ係数が選択され、同じサンプルタイミングとなる。
【0112】
また、タイミング情報4の値が1シンボル前より大きければ、サンプルタイミングを進める方向にフィルタ係数が選択され、小さければ遅らせる方向にフィルタ係数が選択される。変更の大きさは、タイミング情報4の値が1だけ変わるのに対して1度とする。
【0113】
タイミング情報4を作る作業は「クロック再生」と呼ばれ、バ−スト引き込み部257において、図5に示すクロック再生部451が行う。
【0114】
クロック再生部451の動作について図6を用いて説明する。タイミング差分情報出力部551は、ゼロクロス法に基づいてクロック再生における理想状態と現状との差を求め、その値をタイミング差分情報501とする。ここでは、クロック再生における理想状態とは、(I0,Q0)及び(I2,Q2)のセットが前述の図9における信号点を指し、(I1,Q1)のセットがシンボルの変化点である状態とする。この時、ノイズがなければ、I0,Q0の信号振幅がいずれも「1」、I1,Q1の信号振幅がいずれも「0」、I2,Q2の信号振幅がいずれも「−1」となる。もしくは、I0,Q0の信号振幅がいずれも「−1」、I1,Q1の信号振幅がいずれも「0」、I2,Q2の信号振幅がいずれも「1」となる。このことは、図10(a)に四角のマ−クで示されている。タイミング差分情報出力部551が(I0−I2)×I1+(Q0−Q2)×Q1を求め、この値をタイミング差分情報501とするのは、以上の内容を踏まえたからである。
【0115】
例えば、理想状態においては、タイミング差分情報501は、
(1+1)×0+(1+1)×0=0、
もしくは
(−1−1)×0+(−1−1)×0=0、
となって、理想状態との差が0であることを示す。
【0116】
また、理想状態よりクロック再生がπ/4だけ遅れている場合を図10(b)に示す。これは、I0,Q0の信号振幅がいずれも「0.7」、I1,Q1の信号振幅がいずれも「−0.7」、I2,Q2の信号振幅がいずれも「−0.7」となるか、もしくは、I0,Q0の信号振幅がいずれも「−0.7」、I1,Q1の信号振幅がいずれも「0.7」、I2,Q2の信号振幅がいずれも「0.7」となる場合であって、
(0.7+0.7)×(−0.7)+(0.7+0.7)×(−0.7)=−1.96、
又は
(−0.7−0.7)×0.7+(−0.7−0.7)×0.7=−1.96、
となって、理想状態より遅延があることを示す。
【0117】
また、理想状態よりクロック再生がπ/4だけ進んでいる場合を図10(c)に示す。これは、I0,Q0の信号振幅がいずれも「−0.7」、I1,Q1の信号振幅がいずれも「−0.7」、I2,Q2の信号振幅がいずれも「0.7」となるか、もしくは、I0,Q0の信号振幅がいずれも「0.7」、I1,Q1の信号振幅がいずれも「0.7」、I2,Q2の信号振幅がいずれも「−0.7」となる場合であって、
(−0.7−0.7)×(−0.7)+(−0.7−0.7)×(−0.7)=1.96、
又は
(0.7+0.7)×0.7+(0.7+0.7)×0.7=1.96、
となって、理想状態より進みがあることを示す。
【0118】
タイミング調整値出力部552は、以下のような値を出力する。
有無情報6の値が0の時、即ち「信号不在」の時(以下、状態1という)は、タイミング差分情報501を40倍した整数値をタイミング調整情報502とする。
また、有無情報6の値が1の時、即ち「信号不安定」となった最初のシンボル(以下、状態2aとう)は、タイミング差分情報501を30倍した整数値をタイミング調整情報502とする。
また、有無情報6の値が2〜10の時、即ち「信号不安定」となってから2シンボル目から10シンボル目まで(以下、状態2bという)は、タイミング差分情報501を20倍した整数値をタイミング調整情報502とする。
また、有無情報6の値が11の時、即ち「信号安定」となった最初のシンボル(以下、状態3aという)は、タイミング差分情報501を10倍した整数値をタイミング調整情報502とする。
また、有無情報6の値が12〜20の時、即ち「信号安定」となってから2シンボル目から10シンボル目まで(以下、状態3bという)は、タイミング差分情報501を5倍した整数値をタイミング調整情報502とする。
【0119】
そして、タイミング情報出力部553は、1シンボル前のタイミング情報4からタイミング調整情報502を差し引いたものを今回のタイミング情報4として出力する。例えば、理想状態においては、タイミング差分情報501は0だから、タイミング調整情報502は0である。従って、タイミング情報4は1シンボル前と同じである。
【0120】
また、理想状態よりクロック再生がπ/4だけ遅れている場合は、タイミング差分情報501は−1.96だから、タイミング調整情報502は状態1では−78、状態2aでは−59、状態2bでは−39、状態3aでは−20、状態3bでは−10である。従って、タイミング情報4は1シンボル前より、状態1では78、状態2aでは59、状態2bでは39、状態3aでは20、状態3bでは10だけ大きくなる。
【0121】
また、理想状態よりクロック再生がπ/4だけ進んでいる場合は、タイミング差分情報501は1.96だから、タイミング調整情報502は状態1では78、状態2aでは59、状態2bでは39、状態3aでは20、状態3bでは10である。従って、タイミング情報4は1シンボル前より、状態1では78、状態2aでは59、状態2bでは39、状態3aでは20、状態3bでは10だけ小さくなる。
【0122】
ここで、再びサンプリング部51におけるフィルタ154,155の動作説明に戻る。例えば、理想状態であれば、タイミング情報4の値は1シンボル前と同じであるから、1シンボル前と同じフィルタ係数が選択され、サンプルタイミングの変更はない。
【0123】
また、理想状態よりクロック再生がπ/4だけ遅れている場合は、タイミング情報4が1シンボル前より、状態1では78、状態2aでは59、状態2bでは39、状態3aでは20、状態3bでは10だけ大きい。この場合は、状態1では78度、状態2aでは59度、状態2bでは39度、状態3aでは20度、状態3bでは10度だけサンプルタイミングを進める方向にフィルタ係数が選択される。
【0124】
また、理想状態よりクロック再生がπ/4だけ進んでいる場合は、タイミング情報4が1シンボル前より、状態1では78、状態2aでは59、状態2bでは39、状態3aでは20、状態3bでは10だけ小さい。この場合は、状態1では78度、状態2aでは59度、状態2bでは39度、状態3aでは20度、状態3bでは10度だけサンプルタイミングを遅らせる方向にフィルタ係数が選択される。
【0125】
以上のようにして、クロック再生部451は、有無情報6の値によって異なるクロック再生処理を行う。具体的には、値が小さい時は引き込み速度を重視した引き込みの調整が粗いクロック再生処理を行い、値が大きい時は引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいクロック再生処理を行う。
【0126】
2番目の説明における第2の説明(E−1−2−2)として、「ゲイン調整」に関する説明をする。
【0127】
(E−1−2−2)
図4に示すデジタル復調部52で以下の動作が行われる。乗算部251,252はともに振幅情報207を入力し、またデジタルI,Q信号2,3を入力し、それぞれの信号に振幅情報207を乗算することで振幅調整を行って、振幅調整済I,Q信号201,202として出力する。この振幅調整は、バ−スト引き込み動作の一つである「ゲイン調整」に関連する動作であって、特に、ASKやQAMなど振幅成分に情報を含むデジタル変調で必須である。PSKのように位相成分のみに情報を含み、振幅成分に情報を含まないデジタル変調では必ずしも必要ではない。
【0128】
ここで図11(a)〜(d)を用いて振幅調整の説明をする。図11(a)は振幅調整が完了したプリアンブルの信号点配置図である。図11(b)は振幅調整が完了していないプリアンブルの信号点配置図である。図11(c)は振幅調整が完了したデ−タ領域の信号点配置図である。図10(d)は振幅調整が完了していないデ−タ領域の信号点配置図である。
【0129】
図11(b),(d)では、本来(1,1)なる信号点がどちらかと言えば、(1/3,1/3)なる信号点の方に近くなってしまい、正しく元信号を導けない状態であることが判る。そこで、乗算部251,252は、プリアンブルの終わりまでに振幅調整を完了し、図11(a),(c)のような状態にしてデ−タ領域の復調に備える。
【0130】
なお、乗算部251,252は、振幅調整を行うとは言え、振幅情報207を乗算するだけの動作である。例えば、振幅情報207の値が1シンボル前と同じであれば同じ値が乗算されるので、1シンボル前と同じ振幅調整となる。また、振幅情報207の値が1シンボル前より大きければ、1シンボル前より振幅を大きくする方向に振幅調整が変更され、小さければ小さくする方向に振幅調整が変更される。振幅情報207を作る作業は「ゲイン調整」と呼ばれ、バ−スト引き込み部257内部のゲイン調整部453が行う。
【0131】
そこで、ゲイン調整部453の内部での動作について、図8を用いて説明する。振幅差分情報出力部751は、ゲイン調整における理想状態と現状との差を求め、差分値を振幅差分情報701とする。ここでは、ゲイン調整における理想状態とは、位相調整済I,Q信号203,204(I,Qと記す)のセットは、(1,1)又は(−1,−1)の場合であって、(I,Q)が前述の図11(a)における信号点を指している状態である。ただし、振幅が同じであれば、位相はずれていてもよい。つまり、(I,Q)=(cosA+sinA, cosA−sinA)であればよい(Aは任意の位相角)。振幅差分情報出力部751がI^2+Q^2−2を求め、この値を振幅差分情報701とするのは、以上の内容を踏まえたからである。
【0132】
例えば、理想状態においては、位相差分情報701は
(cosA+sinA)^2+(cosA−sinA)^2−2
=(1+2・cosA・sinA)+(1−2・cosA・sinA)−2=0
となって、理想状態との差が0であることを示す。
【0133】
また、(I,Q)=(0.5,0.5)などゲインが半分の場合(以下、ゲイン1/2という)を考える。図11(b)に示した状態においては、
(0.5×(cosA+sinA))^2+(0.5×(cosA−sinA))^2−2
=0.25(1+2・cosA・sinA)+0.25(1−2・cosA・sinA)−2
=−1.5、
となる。
これは理想状態よりゲインが小さいことを示す。
【0134】
また、(I,Q)=(1.5,1.5)などゲインが1.5倍の場合(以下、ゲイン1.5倍状態という)においては、
(1.5×(cosA+sinA))^2+(1.5×(cosA−sinA))^2−2
=2.25(1+2・cosA・sinA)+2.25(1−2・cosA・sinA)−2
=2.5、
となる。
これは理想状態よりゲインが大きいことを示す。
【0135】
振幅調整値出力部752は、有無情報6の値が0の時、即ち「信号不在」の時(状態1)は、振幅差分情報701をそのまま振幅調整情報702とする。また、有無情報6の値が1の時、即ち「信号不安定」となった最初のシンボル(状態2a)は、振幅差分情報701を5分の1倍したものを振幅調整情報702とする。また、有無情報6の値が2〜10の時、即ち「信号不安定」となってから2シンボル目から10シンボル目まで(状態2b)は、振幅差分情報701を6分の1倍したものを振幅調整情報702とする。また、有無情報6の値が11の時、即ち「信号安定」となった最初のシンボル(状態3a)は、振幅差分情報701を7分の1倍したものを振幅調整情報702とする。また、有無情報6の値が12〜20の時、即ち「信号安定」となってから2シンボル目から10シンボル目まで(状態3b)は、振幅差分情報701を10分の1倍したものを振幅調整情報702とする。
【0136】
そして、振幅情報出力部753は、1シンボル前の振幅情報207から振幅調整情報702を差し引いたものを今回の振幅情報207として出力する。例えば、理想状態においては、振幅差分情報701は0だから振幅調整情報702も0である。従って、振幅情報207は1シンボル前と同じである。
【0137】
また、ゲイン1/2の状態においては、振幅差分情報701は−1.5だから、振幅調整情報702は状態1では−1.5、状態2aでは−0.3、状態2bでは−0.25、状態3aでは−0.21、状態3bでは−0.15である。従って、振幅情報207は1シンボル前より、状態1では1.5、状態2aでは0.3、状態2bでは0.25、状態3aでは0.21、状態3bでは0.15だけ大きくなる。
【0138】
また、ゲイン1.5倍状態においては、振幅差分情報701は2.5だから、振幅調整情報702は状態1では2.5、状態2aでは0.5、状態2bでは0.41、状態3aでは0.36、状態3bでは0.25である。従って、振幅情報207は1シンボル前より、状態1では2.5、状態2aでは0.5、状態2bでは0.41、状態3aでは0.36、状態3bでは0.25だけ小さくなる。
【0139】
ここで再び乗算部251,252の動作説明に戻る。例えば、理想状態であれば、振幅情報207の値は1シンボル前と同じであるから、振幅調整の変更はない。即ちデジタルI,Q信号2,3に1シンボル前と同じ値が乗算される。
【0140】
また、ゲイン1/2状態においては、振幅情報207の値が1シンボル前より大きいので、1シンボル前より振幅を大きくする方向に振幅調整が変更される。例えば、1シンボル前にデジタルI,Q信号2,3に0.5を乗じたものを振幅調整済I,Q信号201,202としていた場合、今回は、状態1では2.0、状態2aでは0.8、状態2bでは0.75、状態3aでは0.71、状態3では0.65を乗じることになる。これは、1シンボル前より、状態1では1.5、状態2aでは0.3、状態2bでは0.25、状態3aでは0.21、状態3bでは0.15だけ外方向にゲイン調整を変更したことを意味する。
【0141】
また、ゲイン1.5倍状態においては、振幅情報207の値が1シンボル前より小さいので、1シンボル前より振幅を小さくする方向に振幅調整が変更される。例えば、1シンボル前に前記デジタルI,Q信号2,3に10を乗じたものを振幅調整済I,Q信号201,202としていた場合、今回は、状態1では7.5、状態2aでは9.5、状態2bでは9.59、状態3aでは9.64、状態3bでは9.75を乗じることになる。これは、1シンボル前より、状態1では2.5、状態2aでは0.5、状態2bでは0.41、状態3aでは0.36、状態3bでは0.25だけ中心方向にゲイン調整を変更したことを意味する。
【0142】
以上のようにして、ゲイン調整部453は、有無情報6の値によって異なるゲイン調整処理を行う。具体的には、値が小さい時は引き込み速度を重視した引き込みの調整が粗いゲイン調整処理を行う。値が大きい時は引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいゲイン調整処理を行う。
【0143】
2番目の説明の第3の説明(E−1−2−3)として、「キャリア再生」に関する説明をする。
【0144】
(E−1−2−3)
図4に示す複素乗算部253は、振幅調整済I,Q信号201,202と位相情報208とを入力し、I,Qのセットに位相情報208を複素乗算することで、IQ平面上で位相調整を行い、それぞれ位相調整済I,Q信号203,204として出力する。この位相調整は、バ−スト引き込み動作の一つである「キャリア再生」に関連する動作であって、特に、PSKやQAMなど位相成分に情報を含むデジタル変調で必須である。ASKのように振幅成分のみに情報を含み、位相成分に情報を含まないデジタル変調では必ずしも必要ではない。
【0145】
ここで図12(a)〜(d)を用いて位相調整の説明をする。図12(a)は位相調整が完了したプリアンブルの信号点配置図である。図12(b)は位相調整が完了していないプリアンブルの信号点配置図である。図12(c)は位相調整が完了したデ−タ領域の信号点配置図である。図12(d)は位相調整が完了していないデ−タ領域の信号点配置図である。
【0146】
図12(b),(d)では、本来(1,1)なる信号点が、どちらかと言えば(1/3,1)に近くなってしまい、正しく元信号を導けないことが判る。そこで、複素乗算部253は、プリアンブルの終わりまでに位相調整を完了し、図12(a),(c)のような状態にし、デ−タ領域の復調に備える。
【0147】
なお、複素乗算部253は、位相調整を行うとは言え、位相情報208を複素乗算する動作に留まる。例えば、位相情報208の値が1シンボル前と同じであれば、同じ値が複素乗算されるので、1シンボル前と同じ位相調整となる。また、位相情報208の値が1シンボル前より大きければ、1シンボル前より位相を時計回りにまわす方向に、小さければ反時計回りにまわす方向に位相調整が変更される。位相情報208を作る作業は「キャリア再生」と呼ばれ、バ−スト引き込み部257のキャリア再生部452が行う。
【0148】
そこで、キャリア再生部452内部での動作を、図7を用いて説明する。位相差分情報出力部651は、キャリア再生における理想状態と現状との差を求め、この差分値を位相差分情報601とする。ここでは、キャリア再生における理想状態とは、位相調整済I,Q信号203,204(I,Qと記す)のセット=(1,1)または(−1,−1)の場合であって、(I,Q)が前述の図12(a)における信号点を指している状態である。ただし、位相が同じであれば、振幅はずれていてもよい。つまり、(I,Q)=(A,A)または(−A,−A)であればよい(Aは任意の値)。位相差分情報出力部651がI^2−Q^2を求め、この値を位相差分情報601とするのは、以上の内容を踏まえたからである。例えば、理想状態においては、位相差分情報601は、A^2−A^2=0となって、理想状態との差が0であることを示す。
【0149】
以下、説明を簡単にするため、振幅のずれは考慮に入れない状態、つまりA=1の場合を考える。理想状態よりキャリア再生がπ/8だけ反時計まわりにずれている場合(以下、−π/8状態と表す)を前述の図12(b)に示した。これは、(I,Q)の信号振幅が(0.5,1.3)となるか、もしくは、(−0.5,−1.3)となる場合である。この場合、
0.5^2−1.3^2=−1.44、
もしくは、
(−0.5)^2−(−1.3)^2=−1.44、
となって、理想状態より反時計回りの方向にずれがあることを示す。
【0150】
また、理想状態よりキャリア再生がπ/8だけ時計まわりにずれている場合(以下、+π/8状態と表す)を考える。これは、(I,Q)の信号振幅が(1.3,0.5)となるか、もしくは、(−1.3,−0.5)となる場合である。この場合、
1.3^2−0.5^2=1.44、
もしくは、
(−1.3)^2−(−0.5)^2=1.44、
となって、理想状態より時計回りの方向にずれがあることを示す。
【0151】
図7の位相調整値出力部652は、以下のような値を出力する。
有無情報6の値が0の時、即ち「信号不在」の時(状態1)は、位相差分情報601を10倍した整数値を位相調整情報602とする。
また、有無情報6の値が1の時、即ち「信号不安定」となった最初のシンボル(状態2a)は、位相差分情報601を5倍した整数値を位相調整情報602とする。
また、有無情報6の値が2〜10の時、即ち「信号不安定」となってから2シンボル目から10シンボル目まで(状態2b)は、位相差分情報601を4倍した整数値を位相調整情報602とする。
また、有無情報6の値が11の時、即ち「信号安定」となった最初のシンボル(状態3a)は、位相差分情報601を3倍した整数値を位相調整情報602とする。
また、有無情報6の値が12〜20の時、即ち「信号安定」となってから2シンボル目から10シンボル目まで(状態3b)は、位相差分情報601を2倍した整数値を位相調整情報602とする。
【0152】
そして、位相情報出力部653は、1シンボル前の位相情報208から位相調整情報602を差し引いたものを今回の位相情報208として出力する。例えば、理想状態においては位相差分情報601は0だから、位相調整情報602は0である。従って、位相情報208は1シンボル前と同じである。
【0153】
また、−π/8状態においては、位相差分情報601は−1.44だから、位相調整情報602は状態1では−14、状態2aでは−7、状態2bでは−6、状態3aでは−4、状態3bでは−3である。従って、位相情報208は1シンボル前より、状態1では14、状態2aでは7、状態2bでは6、状態3aでは4、状態3bでは3だけ大きくなる。
【0154】
また、+π/8状態においては、位相差分情報601は1.44だから、位相調整情報602は状態1では14、状態2aでは7、状態2bでは6、状態3aでは4、状態3bでは3である。従って、位相情報208は1シンボル前より、状態1では14、状態2aでは7、状態2bでは6、状態3aでは4、状態3bでは3だけ小さくなる。
【0155】
ここで、再び、複素乗算部253の動作説明に戻る。例えば理想状態であれば、位相情報208の値は1シンボル前と同じであるから、位相調整の変更はない。即ち振幅調整済I,Q信号201,202に1シンボル前と同じ値が複素乗算される。
【0156】
また、−π/8状態においては、位相情報208の値が1シンボル前より大きいので、1シンボル前より位相を時計回りにずらす方向に位相調整が変更される。例えば、1シンボル前にデジタルI,Q信号2,3を時計回りに15度ずらしたものを位相調整済I,Q信号203,204としていた場合、今回は、状態1では29度、状態2aでは22度、状態2bでは21度、状態3aでは19度、状態3では18度、時計回りにずらすことになる。これは、1シンボル前に比べ、状態1では14度、状態2aでは7度、状態2bでは6度、状態3aでは4度、状態3bでは3度だけ時計回りに位相調整を変更したことを意味する。
【0157】
また、+π/8状態においては、位相情報208の値が1シンボル前より小さいので、1シンボル前より位相を反時計回りにずらす方向に位相調整が変更される。例えば、1シンボル前にデジタルI,Q信号2,3を時計回りに15度ずらしたものを位相調整済I,Q信号203,204としていた場合、今回は、状態1では1度、状態2aでは8度、状態2bでは9度、状態3aでは11度、状態3bでは12度、時計回りにずらすことになる。これは、1シンボル前に比べ、状態1では14、状態2aでは8度、状態2bでは9度、状態3aでは11度、状態3bでは12度だけ反時計回りに位相調整を変更したことを意味する。
【0158】
以上のようにして、キャリア再生部452は、有無情報の値によって異なるキャリア再生処理を行う。具体的には、値が小さい時は引き込み速度を重視した引き込みの調整が粗いキャリア再生処理を行い、値が大きい時は引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいキャリア再生処理を行う。
【0159】
以上、2番目の説明における第1〜3の説明(E−1−2−1)〜(E−1−2−3)に示したように、バ−スト引き込み部257は、位相調整済I,Q信号203,204と有無情報6とを入力し、タイミング情報4と位相情報208と振幅情報207とを出力する。そして、このバ−スト引き込み部257が、有無情報6の値によって異なるバ−スト引き込み動作を行うとした。具体的には、値が小さい時は引き込み速度を重視した引き込みの調整が粗いバ−スト引き込み動作を行い、値が大きい時は引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいバ−スト引き込み動作を行う。
【0160】
第3の従来例で説明したとおり、従来技術においては「信号有」と判定されてから行っていたバ−スト引き込みを、本実施の形態のバ−スト復調装置では、「信号有」即ち「信号安定」、有無情報6の値が11以上の時のみならず、「信号無」即ち「信号不在」及び「信号不安定」、有無情報6の値が10以下の時もバ−スト引き込み動作を行うので、バ−スト引き込みを高速に完了することができる。また、有無情報6の値に従って、きめ細かにバ−スト引き込み動作を切り替えるので、更にバ−スト引き込みを高速に完了することができる。
【0161】
最後に、3番目の説明(E−1−3)として、有無情報6を「信号不在」、「信号不安定」、「信号安定」へどのようにして切り替えるかという点に注目した説明をする。
【0162】
(E−1−3)
信号有無判定部53は、受信電力を測定し、受信電力の変化量から有無情報6を以下のように作成する。受信電力の増大量が閾値「a」より大きければ、今まさに受信信号が立ち上がろうとしている時点と判定し、有無情報6を「信号不安定」、即ち値1〜10のいずれかとする。ここで、「信号不在」や「信号安定」から「信号不安定」になった場合、値が1であって引き続き「信号不安定」が続く場合は、その値がインクリメントされる。また受信電力の減少量が閾値「b」より大きければ、今まさに受信信号が立ち下がろうとしている時点と判定し、有無情報6を「信号不在」、即ち値を0とする。
【0163】
以上の状態以外の場合、即ち、受信電力の増大量が閾値「a」より大きくなく、かつ、減少量が閾値「b」より大きくなければ、以下のようにする。
即ち、1時点前が「信号不安定」ならば、受信信号の立ち上がりが完了したと判定し、「信号安定」における有無情報の値を11とする。
1時点前が「信号安定」ならば、引き続き安定していると判定し、「信号安定」における有無情報の値をインクリメントする。
1時点前が「信号不在」ならば、引き続き信号が無いと判定し、「信号不在」における有無情報の値を0とする。
【0164】
バ−スト引き込み部257は、有無情報6の値によって異なるバ−スト引き込み動作を行う。具体的には、有無情報6の値が小さい時は引き込み速度を重視した引き込みの調整が粗いバ−スト引き込み動作を行い、値が大きい時は引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいバ−スト引き込み動作を行う。
【0165】
ここで、信号有無判定部53の行う信号有り無しの判定動作は、従来技術においては、電力の変化量ではなく、電力そのものの値から行っていた。しかし、本実施の形態のように、電力の変化量を用いることで以下の特徴が得られる。その特徴について図15(a),(b)を用いて説明する。
【0166】
図15(a)は、送信電力が小さいか、または伝送路における減衰が大きいため、受信電力が小さい場合のバ−スト引き込みの様子を示すものである。図15(b)は、送信電力が大きいか、または伝送路における減衰が小さいため、受信電力が大きい場合のバ−スト引き込みの様子を示すものである。図15(a),(b)で、受信信号は電力0から徐々に立ち上がり、数シンボル進んで完全に立ち上がる。従来技術においては、図14に示したとおり、受信信号は電力0から徐々に立ち上がる途中でバ−ストありと判定され、(a)と(b)とでバ−ストありと判定される時点が異なった。この方法には第3の従来例で説明したとおり、以下のような問題があった。
【0167】
通常、バ−スト引き込みにおいては、プリアンブルのどのタイミングであるかによってきめ細かに処理方法を変える。本実施の形態においても、クロック再生、キャリア再生、ゲイン調整において、最初のうちは荒い制御を行い、その後、徐々に細かい制御に切り替えている。しかしながら、従来技術によれば、受信電力の違いにより、プリアンブルのどのタイミングでバ−ストありと判定されるかが異なってしまうので、キャリア再生やクロック再生におけるきめ細かな処理方法に悪影響を与え、処理に時間がかかってしまう。
【0168】
本実施の形態においては、受信電力そのものではなく、受信電力の変化量から有無情報6を作成する。従って、プリアンブルの立ち上がり開始付近で「信号不安定」、完全に立ち上がる付近で「信号安定」と判定され、有無情報6の値は、受信電力の大きさに関係なく、正確にプリアンブルのどのタイミングであるかを示すので、キャリア再生やクロック再生におけるきめ細かな処理方法に悪影響を与えることなく、処理に時間がかからないという特徴が得られる。
【0169】
以上のように、本実施の形態においては、送信電力の大きさや、伝送路における減衰の大きさの違いにより生じる受信電力の大小に関わらず、プリアンブルの一定のタイミングでバ−ストありと判定され、きめ細かなバ−スト引き込みを行うことができるので、短いプリアンブルでバ−スト引き込みを完了できる。
【0170】
なお、本実施の形態では、信号有無判定部53の内の判定部353は、閾値a及びbを用いて有無情報6を作成するに際し、その閾値a及びbを定数としたが、そうでなくともよい。例えば、有無情報6の値が小さい時は閾値を小さく設定することで、信号を受信する前は受信電力の変動に対し敏感に有無情報6が変化するようにし、また有無情報6の値が大きい時は閾値を大きく設定することで、信号を受信した後に安定してからはノイズによる誤作動を極力抑えることができる。
【0171】
なお、本実施の形態では、「信号安定」と判定された後10シンボルの間だけ、引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいバ−スト引き込み動作を行うものとしたが、そうでなくともよい。「信号安定」と判定された後10シンボルを超えた後も、以下の方法でバ−スト引き込み動作を行ってもよい。
【0172】
クロック再生に関して実施の形態1では、プリアンブルの特性に基づく引き込み動作を、デ−タ領域でも引き続き行うことができる。プリアンブルにおいては、(I0,Q0)及び(I2,Q2)のセットが前述の図9における信号点を指し、(I1,Q1)のセットがシンボルの変化点である理想状態において、I0,Q0の信号振幅がいずれも「1」、I1,Q1の信号振幅がいずれも「0」、I2,Q2の信号振幅がいずれも「−1」となるか、もしくは、I0,Q0の信号振幅がいずれも「−1」、I1,Q1の信号振幅がいずれも「0」、I2,Q2の信号振幅がいずれも「1」となる。このことから、
(I0−I2)×I1+(Q0−Q2)×Q1=0、
となることを利用した。
【0173】
デ−タ領域においても、デ−タがランダムであれば平均的には0となる。また、(I0,Q0)及び(I2,Q2)のセットがIQ平面上点対称となる場合のみ、引き込み動作を行えば、理想状態において、(I0,Q0)=(A,B)、(I1,Q1)=(0,0)、(I2,Q2)=(−A,−B)に近い値となり(A,Bは任意の数)、
(I0−I2)×I1+(Q0−Q2)×Q1=0
に近い値となることから、より精度を大きくすることができる。
【0174】
キャリア再生及びゲイン調整に関しては、元信号点205のIQ平面上の振幅及び位相と、位相調整済I,Q信号203,204の振幅及び位相とを比較することで、位相情報208及び振幅情報207を求めることができ、引き込み動作をデ−タ領域でも引き続き行うことができる。
【0175】
なお、本実施の形態では、クロック再生部451が、位相調整済I,Q信号203,204からタイミング差分情報501を作り、これに乗数をかけたものを1シンボル前のタイミング情報4から差し引いて、今回のタイミング情報4とした。この際に、タイミング調整部552がタイミング差分情報501に乗算処理を行い、タイミング調整情報502とするが、そのとき有無情報6の値に従って乗算する値を40、30などと切り替えたが、この値は他の値でもよい。例えば、40の代わりに35でもよい。
【0176】
本発明は、何等このような詳細にとらわれるものではなく、有無情報6の値に従ってこの乗算する値を切り替えることで、クロック再生部451が有無情報6の値によって異なるクロック再生処理を行うものとする。具体的には、値が小さい時は引き込み速度を重視した引き込みの調整が粗いクロック再生処理を行い、値が大きい時は引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいクロック再生処理を行う。
【0177】
また、本実施の形態では、キャリア再生部452が位相調整済I,Q信号203,204から位相差分情報601を作り、これに乗数をかけたものを1シンボル前の位相情報208から差し引いて今回の位相情報208とした。この際に、位相調整値出力部652が、位相差分情報601に乗算処理を行い、位相調整情報602とするに際し、有無情報6の値に従ってその乗算する値を10、5などと切り替えた。この値は他の値でもよく、例えば10の代わりに15でもよい。
【0178】
本発明は、何等このような詳細にとらわれるものではなく、有無情報6の値に従ってこの乗算する値を切り替えることで、キャリア再生部452が有無情報の値によって異なるキャリア再生処理を行うものとする。具体的には、値が小さい時は引き込み速度を重視した引き込みの調整が粗いキャリア再生処理を行い、値が大きい時は引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいキャリア再生処理を行う。
【0179】
また、本実施の形態では、ゲイン調整部453が位相調整済I,Q信号203,204から振幅差分情報701を作り、これに乗数をかけたものを1シンボル前の振幅情報207から差し引いて今回の振幅情報207とした。この際に、振幅調整部752が振幅差分情報701に乗算処理を行い、振幅調整情報702とするのだが、そのとき有無情報6の値に従ってその乗算する値を1、1/5などと切り替えた。この値は他の値でもよく、例えば1の代わりに1/2でもよい。
【0180】
本発明は、何等このような詳細にとらわれるものではなく、有無情報6の値に従ってこの乗算する値を切り替えることで、ゲイン調整部453が有無情報6の値によって異なるゲイン調整処理を行うものとする。具体的には、値が小さい時は引き込み速度を重視した引き込みの調整が粗いゲイン調整処理を行い、値が大きい時は引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいゲイン調整処理を行う。
【0181】
以上のようにして、従来は有無情報6の値が正確にプリアンブルのどのタイミングであるかを表していなかったため、有無情報6の値に従って乗算する値を切り替えるという機構がうまく機能していなかった。本発明においては、有無情報6の値が正確にプリアンブルのどのタイミングであるかを表すため、有無情報6の値に従って乗算する値を切り替えるという機構がうまく機能し、バ−スト引き込みを高速に完了することができる。
【0182】
なお、本実施の形態では、クロック再生部451は位相調整済I,Q信号203,204からタイミング差分情報501を作り、これに乗数をかけたものを1シンボル前のタイミング情報4から差し引いて今回のタイミング情報4とした。しかしそうでなくてもよく、例えば一覧表を設けて、タイミング差分情報501から直接値を導き、その値を1シンボル前のタイミング情報4から差し引いてもよい。
【0183】
また、クロック再生部451は位相調整済I,Q信号203,204を用いてタイミング差分情報501を作ったが、そうでなくてもよい。例えば、振幅調整済I,Q信号201,202は、位相調整済I,Q信号203,204と比べてIQ平面上における位相が異なるだけなので、これを用いてタイミング差分情報501を作ることもできる。また、デジタルI,Q信号2,3は、振幅調整済I,Q信号201,202と比べて振幅が異なるだけなので、これを用いてもよい。
【0184】
また、クロック再生部451は、デジタル受信信号102として、1シンボル当り2サンプルのデ−タ、即ち2倍オ−バ−サンプリングされたデ−タを扱ったが、そうでなくともよい。このようにした理由は、ゼロクロス法に基づいて、クロック再生における理想状態と現状との差を求め、タイミング差分情報501とするためであった。例えば、4倍オ−バ−サンプリングされたデ−タは、2倍オ−バ−サンプリングされたデ−タを含むものであるから、4倍オ−バ−サンプリングされたデ−タを用いてもゼロクロス法を用いることが可能である。
【0185】
なお、本実施の形態では、キャリア再生部452は、位相調整済I,Q信号203,204から位相差分情報601を作り、これに乗数をかけたものを1シンボル前の位相情報208から差し引いて今回の前記位相情報208とした。しかしそうでなくてもよく、例えば一覧表を設けて、位相差分情報601から直接値を導き、その値を1シンボル前の位相情報208から差し引いてもよい。
【0186】
また、キャリア再生部452は位相調整済I,Q信号203,204を用いて位相差分情報601を作ったが、そうでなくてもよい。一般に、細かい制御にはフィ−ドバックがかかる構成が向いているが、大まかな制御にはその必要がないので、引き込みの調整が粗いバ−スト引き込み動作を行う時は、振幅調整済I,Q信号201,202を用いて位相差分情報601を作ることもできる。また、デジタルI,Q信号2,3は、振幅調整済I,Q信号201,202と比べて振幅が異なるだけなので、これを用いてもよい。
【0187】
なお、本実施の形態では、ゲイン調整部453は位相調整済I,Q信号203,204から振幅差分情報701を作り、これに乗数をかけたものを1シンボル前の振幅情報207から差し引いて今回の振幅情報207とした。しかし、そうでなくてもよく、例えば一覧表を設けて、振幅差分情報701から直接値を導き、その値を1シンボル前の振幅情報207から差し引いてもよい。
【0188】
また、ゲイン調整部453は、位相調整済I,Q信号203,204を用いて振幅差分情報701を作ったが、そうでなくてもよい。一般に細かい制御にはフィ−ドバックがかかる構成が向いているが、大まかな制御にはその必要がない。従って、引き込みの調整が粗いバ−スト引き込み動作を行う時は、振幅調整済I,Q信号201,202を用いて位相差分情報601を作ることもできる。また、デジタルI,Q信号2,3は、振幅調整済I,Q信号201,202と比べて振幅が異なるだけなので、これを用いてもよい。
【0189】
実施の形態1では、ハ−ドウェアのみで処理を実行する構成で説明したが、そうでなくともよい。例えば、ハ−ドウェアとしてDSPを用いて、処理の大部分をソフトウェアで実行することも可能である。各部を、「・・・ステップ」に置き換えることで、同様の動作を行うソフトウェアを実現できる。
【0190】
(実施の形態2)
図16は本発明の実施の形態2におけるバ−スト復調装置の構成を示すブロック図である。このバ−スト復調装置は図1及び図2に示した実施の形態1において、図2内の全ブロックと、図1のフィルタ154,155部分とをDSPに置き換えたものである。同一構成要素には同一番号を付けて詳細な説明は省略する。
【0191】
DSP851は、デジタルI,Q受信信号103,104を入力し、元信号5を出力するものである。図17はDSP851の信号処理図である。901(FIL)はフィルタステップである。902(SIG)は信号有無判定ステップである。903(GAIN)はゲイン調整乗算ステップである。904(CAR1)は複素乗算ステップである。905(CLK)はクロック再生ステップである。906(CAR2)はキャリア再生ステップである。907(POINT)は信号点判定ステップである。908(P/S)はパラレルシリアル変換ステップである。
【0192】
フィルタステップ901は、図2のフィルタ154,155と同様の処理を行う。信号有無判定ステップ902は、図1の信号有無判定部53と同様の処理を行う。ゲイン調整乗算ステップ903は、図3のゲイン調整部453及び図4の乗算部251,252と同様の処理を行う。
【0193】
複素乗算ステップ904は、図4の複素乗算部253と同様の処理を行う。クロック再生ステップ905は、図5のクロック再生部451と同様の処理を行う。キャリア再生ステップ906は、図5のキャリア再生部452と同様の処理を行う。信号点判定ステップ907は、図4の信号点判定部254と同様の処理を行う。パラレルシリアル変換ステップ908は、図4のパラレルシリアル変換部255と同様の処理を行う。以上のように構成された実施の形態2のバ−スト復号装置は、実施の形態1のバ−スト復号装置と同様の動作を行う。
【0194】
本発明は、以上のバースト復調方法を記載したプログラム、及びプログラムを記録するプログラム媒体を含むものとする。
【0195】
なお、本発明のバ−スト引き込み方法を用いれば、プリアンブルの長さを30シンボル未満としても、良好にバ−スト引き込みを行うことが可能である。プリアンブルの長さを30シンボル未満とすることで、スル−プットの向上を計ることができる。
【0196】
第6の従来例で示したように、プリアンブルとデ−タ領域とで1シンボルの時間幅を変えれば、本発明のバ−スト引き込み部を用いずともプリアンブルの長さを30シンボル未満とすることができるが、その方法では、時間幅の異なるシンボルを扱う必要があるため、送信側、復調側ともに回路が複雑になる。本発明によれば、プリアンブルとデ−タ領域とで1シンボルの時間幅を同じにしても、プリアンブルの長さを30シンボル未満とすることができる。
【0197】
本発明は、バ−スト引き込み部へ30シンボル未満のプリアンブルで、かつ、その1シンボルの時間幅が、デ−タ領域の1シンボルの時間幅と同じであるバ−ストを送信するバースト送信装置を含むものである。
【0198】
なお、本発明のバ−スト引き込み方法は、プリアンブルとデ−タ領域とで1シンボルの時間幅を変えていても実行可能であり、本発明を用いることでスル−プットの向上を図ることができる。従って、本発明のバ−スト引き込み方法及びバ−スト引き込み部に関しては、プリアンブルとデ−タ領域とで1シンボルの時間幅が同じである場合に限定されるものではない。
【0199】
なお、実施の形態1及び2では、「信号不在」の時は「信号不安定」の時より更に引き込み速度を重視した引き込みの調整が粗いバ−スト引き込み動作を行ったが、そうでなくともよい。例えば受信電力が0であれば、バ−スト引き込み動作を止めても動かしても影響は全くない。また、受信電力がノイズレベル以下であれば、バ−スト引き込み動作を行ってもほとんど効果がない。
【0200】
以上のことを考慮に入れて、「信号不在」の間はバ−スト引き込み動作を止め、消費電力低減を図ってもよい。また、「信号不在」〜「信号不安定」の間止めたり、「信号不安定」の初めの期間で止めたり、「信号安定」の初めの期間で止めてもよい。そのようにしても、送信電力の大きさや、伝送路における減衰の大きさの違いにより生じる受信電力の違いに関わらず、プリアンブルの一定のタイミングでバ−ストありと判定されるので、きめ細かなバ−スト引き込みを行うことができる。
【0201】
また、受信信号の状態として、「信号不在」と「信号不安定」と「信号安定」の三状態を示したが、そうでなくともよい。従来において、単に電力の値が閾値を超えたか否かにより、信号ありなしの判定を行っていたが、実施の形態のように、電力の増大量を用いて信号有り無しの判定を行うことで、きめ細かなバ−スト引き込みを行うことができる。
【0202】
また、信号ありなしの判定に電力を用いなくともよい。タイミング差分情報501、位相差分情報601、振幅差分情報701は、理想状態においては0、そうでない場合は0より大きな値を持つ。この性質を利用して、これらを電力の代わりに用いてもよい。即ち、タイミング差分情報501、又は位相差分情報601、又は振幅差分情報701の変化量を測定して確実性情報とし、その変化量により有無情報6を作成してもよい。しかし、実施の形態1及び2のように、受信信号の電力を測定して確実性情報とすることで、回路又はプログラムを小さくするという効果を得ることはできる。
【0203】
本発明のバ−スト引き込み方法は、何らこのような詳細にとらわれることなく、プリアンブルと、それに続くデ−タ領域とからなる受信信号を入力し、プリアンブルの終わりまでにバ−スト引き込みを完了し、デ−タ領域の復調を行って元信号を出力するバ−スト復調方法において、受信信号に基づいて作られるデジタル信号を入力し、有無情報を出力する信号有無判定ステップと、デジタル信号と有無情報とを入力し、有無情報に基づいてバ−スト引き込み方法を切り替えて、バ−スト引き込み及び復調を行い、元信号を出力するデジタル復調ステップとを具備するものとする。
【0204】
信号有無判定ステップは、受信信号を入力し、変調された信号を含んでいる確からしさを測定し、確実性情報として出力する確実性ステップと、確実性情報を入力し、その増大量を測定し、確実性増大量として出力する増大量ステップと、確実性増大量を入力し、受信信号が立ち上がって安定していく際の安定の度合いを求め、有無情報として出力する有無ステップとを具備することを特徴とするものである(以下、特徴1とする)。
【0205】
この特徴1により、きめ細かなバ−スト引き込みを行うことができる。具体的には、実施の形態1及び2においては、「信号不在」と、「信号不安定」2段階と、「信号安定」2段階との合計5段階を設け、徐々に引き込み精度を重視した引き込みの調整が細かいバ−スト引き込み動作を行うものとした。しかしそうでなくともよく、例えば、「信号不在」と「信号不安定」と「信号安定」との3段階に別けてもよいし、「信号無」(「信号不在」及び「信号不安定」)、「信号有」(「信号安定」)との2段階に別けてもよい。そうすることにより、実施の形態1、2より小さな回路又はプログラムで実現することができる。
【0206】
また、有無情報6の値を1ステップ毎に徐々に引き込み精度を重視し、引き込みの調整が細かいバ−スト引き込み動作を行うものとしてもよい。そうすることにより、実施の形態1、2より引き込み速度を速くすることができる。
【0207】
なお、実施の形態1、2では、受信信号の立ち下がりを検出して「信号不在」とするよう構成したが、そうでなくともよい。その機構を取り除いても、電力値301が遅延電力302よりa以上大きければ(aは定数)、今まさに受信信号が立ち上がる時点と判定し、有無情報6を一旦「信号不安定」とするよう構成されている。このため、プリアンブルが立ち上がるところで必ず一旦「信号不安定」となるので、実施の形態1、2と同様の動作を行うことになる。このように構成すれば、「信号不在」という状態がなくなるので、「信号無」(「信号不安定」)と「信号有」(「信号安定」)との二つの状態のみとなり、回路又はプログラムが簡単になる。
【0208】
本発明のバ−スト引き込み方法は、何ら詳細にとらわれることなく、前記の特徴1に加え、有無情報は少なくとも「信号無」と「信号有」の二状態を有し、有無ステップは確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)、有無情報を「信号無」とし、確実性増大量がaより小さい時、1時点前の有無情報が「信号無」ならば、有無情報を「信号有」とすることを特徴とするものである(以下、特徴2とする)。この特徴2により、特徴1より更にきめ細かなバ−スト引き込みを行うことができる。
【0209】
また、本発明のバ−スト引き込み方法は、前記の特徴2に加え、有無情報は少なくとも「信号不在」と「信号不安定」と「信号安定」の三状態を有し、信号有無判定ステップは、確実性情報を入力してその減少量を測定し、確実性減少量として出力する減少量ステップを具備している。有無ステップは、確実性増大量と確実性減少量とを入力し、有無情報を出力するものであって、確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)、有無情報を「信号不安定」とし、確実性減少量がbより大きい時(bは正の値)、有無情報を「信号不在」とし、確実性増大量がaより小さく、かつ確実性減少量がbより小さい時、1時点前の有無情報が「信号不安定」ならば有無情報を「信号安定」とすることを特徴とする(以下、特徴3とする)。この特徴3により、特徴2より更にきめ細かなバ−スト引き込みを行うことができる。
【0210】
また、本発明のバ−スト引き込み方法は、前記の特徴3に加え、有無情報の「信号不安定」は、1、2、…、nのn個の状態値を有し(nは自然数。以下、状態値kの「信号不安定」を「信号不安定k」と示す。)、有無ステップは確実性増大量がaより大きければ、1時点前の有無情報が「信号不安定」ならば状態値をインクリメントすることを特徴とする(以下、特徴4とする)。
【0211】
また、本発明のバ−スト引き込み方法は、前記の特徴3に加え、有無情報の「信号安定」は、1、2、…、mのm個の状態値を有し(mは自然数。以下、状態値jの「信号安定」を「信号有j」と示す。)、有無ステップは確実性減少量がbより小さく、確実性増大量がaより小さい時、1時点前の有無情報が「信号不安定」ならば有無情報を「信号有1」、1時点前の有無情報が「信号安定」ならば状態値をインクリメントすることを特徴とする(以下、特徴5とする)。これらの特徴4又は5により、特徴3より更にきめ細かなバ−スト引き込みを行うことができる。
【0212】
なお、実施の形態1、2では、バ−スト引き込み動作として、クロック再生と、キャリア再生と、ゲイン調整の3つについて言及したが、そうでなくともよい。例えば、PSKのように位相成分のみに情報を含み、振幅成分に情報を含まないデジタル変調ではゲイン調整は不要である。また、ASKのように振幅成分のみに情報を含み、位相成分に情報を含まないデジタル変調ではキャリア再生は不要である。また、信号のオン、オフに情報を乗せるような変調方式では、キャリア再生、ゲイン調整ともに行わず、クロック再生だけを行ってもよい。
【0213】
また、上記の3つ以外のバ−スト引き込み動作が必要な場合もある。例えば、デジタルダウンコンバ−タ153が扱う搬送波周波数と、実際に送信される際の搬送波周波数との間に大きな誤差がある時は、「周波数調整」という作業が必要である。
【0214】
本発明のバ−スト引き込み方法は、何らこのような詳細にとらわれることなく、前記の特徴1に加え、デジタル復調ステップは、元信号とタイミング情報とを出力するものであって、デジタル信号はタイミング情報に基づいて受信信号をサンプリングして作成されたものである。そしてデジタル復調ステップは、デジタル信号に基づく信号(以下、補正デジタル信号という)と有無情報とを入力し、引き込み実行用変数を出力するバ−スト引き込みステップと、デジタル信号を入力し、元信号を出力する復調ステップとを具備する。バ−スト引き込みステップは、プリアンブルの特性に基づいて、補正デジタル信号の状態がある理想状態になるよう、引き込み実行用変数を求めることでバ−スト引き込み動作を行うものであって、また有無情報によって異なる求め方を採用することを特徴とする。
【0215】
この具体的な構成として、本発明のバ−スト引き込み方法におけるバ−スト引き込みステップは、デジタル信号の状態と理想状態との差に基づく差分情報を求める差分ステップと、差分情報から調整値を求める調整ステップと、調整値と前回求めた引き込み実行用変数とから新たな引き込み実行用変数を求める引き込み実行ステップとを具備する。そして調整ステップは、同じ値の差分情報に対し、調整値を有無情報が不安定を示している時は大きく、安定を示している時は小さくすることを特徴とする。
【0216】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のバ−スト復調方法によれば、プリアンブルと、それに続くデ−タ領域とからなる受信信号を入力してデータを復号する場合、プリアンブルの終わりまでにバ−スト引き込みを完了し、デ−タ領域の復調を行って元信号を出力することができる。このとき有無情報を出力する信号有無判定ステップと、この有無情報に基づいてバ−スト引き込み方法を切り替えてバ−スト引き込み及び復調を行い、元信号を出力するデジタル復調ステップとを設ける。信号有無判定ステップによって、受信信号を入力して変調された信号を含んでいる確からしさを測定し、確実性情報として出力する。また確実性情報を入力し、その増大量を測定して確実性増大量として出力する。更に確実性増大量を入力し、受信信号が立ち上がって安定していく際の安定の度合いを求める。こうすることにより、送信電力の大きさや、伝送路における減衰の大きさの違いにより生じる受信電力の違いに関わらず、プリアンブルの一定のタイミングでバ−ストありと判定することが可能となる。このようにきめ細かなバ−スト引き込みを行うことができるので、短いプリアンブルでバ−スト引き込みを完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるバ−スト復調装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1におけるサンプリング部の構成図である。
【図3】実施の形態1における信号有無判定部の構成図である。
【図4】実施の形態1におけるデジタル復調部の構成図である。
【図5】実施の形態1におけるバ−スト引き込み部の構成図である。
【図6】実施の形態1におけるクロック再生部の構成図である。
【図7】実施の形態1におけるキャリア再生部の構成図である。
【図8】実施の形態1におけるゲイン調整部の構成図である。
【図9】プリアンブルの信号点配置図である。
【図10】サンプルタイミング調整の説明図である。
【図11】振幅調整の説明図である。
【図12】位相調整の説明図である。
【図13】16QAMの信号点配置図である。
【図14】受信電力を検出する場合のバ−スト引き込みの説明図である。
【図15】受信電力の変化を検出する場合のバ−スト引き込みの説明図である。
【図16】本発明の実施の形態2におけるバ−スト復調装置の全体構成を示すブロック図である。
【図17】実施の形態2におけるバ−スト復調方法のプログラム図である。
【図18】特許文献1に記載れたバ−ストモ−ド復調装置の全体構成図である。
【図19】特許文献1に記載されたクロック位相推定回路の構成図である。
【図20】第3の従来例におけるバ−スト信号復調装置の全体構成図である。
【図21】特許文献3に記載されたバ−スト検出手段の構成図である。
【符号の説明】
1 受信信号
2 デジタルI信号
3 デジタルQ信号
4 タイミング情報
5 元信号
6 有無情報
51 サンプリング部
52 デジタル復調部
53 信号有無判定部
101 ADクロック
102 デジタル受信信号
103 デジタルI信号
104 デジタルQ信号
151 ADクロック部
152 ADコンバ−タ
153 デジタルダウンコンバ−タ
154,155 フィルタ
201 振幅調整済I信号
202 振幅調整済Q信号
203 位相調整済I信号(補正デジタルI信号)
204 位相調整済Q信号(補正デジタルQ信号)
205 元信号点
207 振幅情報
208 位相情報
251,252 乗算部
253 複素乗算部
254 信号点判定部
255 パラレルシリアル変換部
257 バ−スト引き込み部
301 電力値
302 遅延電力
351 電力測定部
352 遅延部
353 判定部
354 最大値格納部
451 クロック再生部
452 キャリア再生部
453 ゲイン調整部
501 タイミング差分情報
502 タイミング調整情報
551 タイミング差分情報出力部
552 タイミング調整値出力部
553 タイミング情報出力部
601 位相差分情報
602 位相調整情報
651 位相差分情報出力部
652 位相調整値出力部
653 位相情報出力部
701 振幅差分情報
702 振幅調整情報
751 振幅差分情報出力部
752 振幅調整値出力部
753 振幅情報出力部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a burst demodulation method, a burst demodulation device, a program medium, and a burst transmission device that demodulate a digitally modulated burst signal.
[0002]
[Prior art]
As a first conventional example related to a burst demodulator, there is a type in which clock recovery is divided into two types: clock recovery in a preamble and subsequent clock recovery. As this first conventional example, there is one shown in
[0003]
FIG. 18 is an overall configuration diagram of the burst mode demodulator described in
Is used to estimate the clock phase at the initial burst (same meaning as the sample timing in the present invention). The clock phase error polarity detection circuit (which takes part of the operation performed by the clock recovery unit in the present invention) is a burst synchronization word unit (between the preamble and the data region in the present invention) following the clock recovery code. The polarity of the clock phase error may be detected using the clock phase error (which may be considered to be present or included in the data area), and clock synchronization (corresponding to clock recovery in the present invention) is established. However, this method has the following problems.
[0004]
(A-1) First, the first problem will be described.
The clock phase estimation circuit has a very large circuit scale and is not suitable as a circuit for actually constructing a burst demodulation device. FIG. 19 of
[0005]
In addition, it is assumed that the circuit scale of the clock phase estimation circuit 22 can be reduced by using some technique such as reducing the precision of multiplication. In this case, a certain amount of coarse clock synchronization is performed during the period of the clock recovery code, and is completed during the subsequent period of the burst synchronization word part. At this time, a long time is required until the clock synchronization is completed. That is, in the first conventional example, clock synchronization cannot be completed at high speed.
[0006]
(A-2) The second problem will be described.
In the first conventional example, the clock phase estimation circuit always estimates the clock phase (sample timing) using the same method every symbol during the period of the clock recovery code. This method is greatly affected by noise. For example, if a large amount of noise is generated during the last clock phase estimation, the clock phase may be greatly mistaken and clock synchronization may be completely achieved during the subsequent burst synchronization word. Thus, the first conventional example is susceptible to noise and cannot complete clock synchronization at high speed.
[0007]
As a second conventional example relating to a burst demodulator, there is one that performs clock recovery using the result of integrating a certain signal. A second conventional example is shown in
[0008]
The second conventional example uses the π / 4 shift QPSK modulation method and utilizes the fact that the carrier envelope has a baud timing frequency component. This is specialized for a clock recovery circuit for a burst demodulator. This part of the mechanism can be applied to a general burst demodulator. This feature is that the integration circuit integrates the signal used for clock phase estimation. As a result, the problem of being easily affected by noise, which is the second problem in the first conventional example, can be solved. That is, the influence of noise can be averaged by integration.
[0009]
However, this integration creates new problems. Until the integration is completed, the clock recovery circuit in the second conventional example supplies a low-accuracy clock to another circuit, so that the operation accuracy of the other circuit is lowered, and the operation of the entire burst demodulator is completed. The accuracy is reduced.
[0010]
In order to solve this, it is only necessary to stop the integration and estimate a new clock phase (sample timing) for each symbol. However, as with the second problem in the first conventional example, it is affected by noise. The problem of becoming easier occurs.
[0011]
Thus, in the second conventional example, the operation accuracy of the entire burst demodulator cannot be increased while reducing the influence of noise in the clock recovery circuit. Therefore, the second conventional example cannot complete the burst pull-in at high speed.
[0012]
As a third conventional example relating to a burst demodulator, there is one that uses a delayed signal when performing clock recovery and carrier recovery. As this third conventional example, there are those shown in
[0013]
FIG. 20 is an overall configuration diagram of a burst signal demodulating apparatus in the third conventional example. After the burst detection means (which plays a role corresponding to the signal presence / absence determination unit in the present invention) detects a burst, the bit timing extraction means (plays a role corresponding to the clock recovery unit in the present invention). 1), the bit timing is extracted (corresponding to clock recovery and sample timing in the present invention). Thereafter, the carrier recovery means (which plays a role corresponding to the carrier recovery unit in the present invention) estimates the carrier frequency and phase, and uses the result to calculate a complex multiplier (corresponding to the complex multiplier in the present invention). Performs demodulation.
[0014]
In this operation, the third conventional example has the following characteristics.
(B-1) First, the first feature will be described.
The time required for the burst detection means to detect the burst and the input of the bit timing extraction means are stored in the first delay means (not present in the present invention). As a result, even if it takes a long time for the burst detection means to detect the burst, the bit timing extraction means can be used from the beginning of the preamble. For this reason, the third conventional example is capable of high-speed clock recovery, but on the other hand, the first delay means is required, so that the circuit scale becomes large.
[0015]
(B-2) Next, the second feature will be described.
The time required for the carrier recovery means of FIG. 20 to estimate the carrier frequency and phase is stored in the third delay means 8 (not present in the present invention). Thereby, even if it takes a long time for the carrier recovery means to estimate the carrier frequency and phase, the complex multiplier can be used from the beginning of the preamble. For this reason, the third conventional example is capable of high-speed carrier reproduction. However, since the third delay means 9 is necessary, the circuit scale becomes large.
[0016]
(B-3) The third feature will be described.
First, the operation of the burst detection means will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a block diagram of the burst detection means. The burst detection means measures the received signal power from the inverse modulation means to the third envelope detection means, compares it with the threshold value by the comparison means, and if the received signal power is greater than the threshold value, there is a burst ( It corresponds to the presence of a signal in the present invention).
[0017]
However, this method has the following problems. That is, the timing at which the burst is determined to be different depends on the magnitude of the transmission power and the magnitude of the reception power caused by the difference in the magnitude of attenuation in the transmission path.
[0018]
For example, if there are 20 symbols in the preamble, the first 5 symbols gradually increase from
[0019]
Here, the description will be supplemented with reference to FIGS. FIG. 14 (a) shows the state of burst pulling when the reception power is low because the transmission power is low or the attenuation in the transmission path is large. FIG. 14B shows the state of the burst pull when the reception power is large because the transmission power is large or the attenuation in the transmission path is small. In FIGS. 14A and 14B, the received signal gradually rises from
[0020]
In the third conventional example, since the burst pull-in is started after it is determined that the signal “has a signal” at the power “b”, the entire 20-symbol preamble cannot be used for the burst pull-in. For example, in FIG. 14A, since the received power is small, the first six symbols are “no signal” and cannot be used. In FIG. 14B, the received power is large, which is advantageous over FIG. 14A, but the first three symbols are still “no signal” and cannot be used.
[0021]
As described above, as the first problem (B-3-1) mentioned in the third feature of the third conventional example, a part of the preamble cannot be used for the burst pull-in. There is a possibility that the burst pull-in cannot be completed.
[0022]
Next, the second problem (B-3-2) mentioned in the third feature in the third conventional example will be described. In carrier reproduction and clock reproduction, it is expected that efficient processing can be performed by changing the processing method finely depending on the timing of the preamble. For example, the first 10 symbols take a large range and perform rough control instead, and then take a small range from the 11th symbol and perform fine control instead. It is expected that processing can be completed at high speed by performing such processing.
[0023]
However, this third conventional example has a negative influence on the detailed processing method in carrier reproduction and clock reproduction because the timing at which the preamble is determined to be different depends on the difference in received power. Processing takes time.
[0024]
For example, when the threshold is exceeded at the third symbol, the third symbol is recognized as the head of the preamble. If the threshold is finally exceeded at the sixth symbol, the sixth symbol is recognized as the head of the preamble. In this case, the processing method cannot be changed finely depending on the timing of the preamble. As a result, in the third conventional example, the circuit of the delay means increases. Further, when there is no delay means, a long preamble is required.
[0025]
As described above, since the third conventional example requires a lot of delay means, the circuit scale becomes very large, and it is not suitable as a circuit for actually constructing a burst demodulator. Since the burst demodulator is actually configured, if the delay means is reduced, a long preamble is required, and the burst pull-in cannot be completed at high speed.
[0026]
As described above, according to the first to third conventional examples, the conventional burst demodulation device cannot complete the burst pull-in at high speed. Therefore, it is necessary to add a long preamble to the head of the burst in the burst transmission device on the transmission side. As a result, the overhead is increased and the throughput is decreased.
[0027]
Focusing on this point, description will be given of the fourth to sixth conventional examples related to the burst demodulator and the burst transmitter.
[0028]
As a fourth conventional example related to the burst demodulator and the burst transmitter, there is one that can be set to a long preamble of 512 symbols. As the fourth conventional example, there is one that complies with the standard “DOCSIS 1.0” shown in
[0029]
In the fourth conventional example, the length of the preamble is determined by selecting from 0 to 512 symbols in the QPSK mode and 0 to 256 symbols in the 16QAM mode. However, generally, a long preamble of 30 symbols or more is set.
[0030]
For example, the Cisco DOCSIS center unit sets the length of the preamble as follows by default.
The “request” packet is 64 bits in QPSK, that is, 32 symbols.
The “initial” packet is 128 bits in QPSK, that is, 64 symbols.
The “station” packet is 128 bits in QPSK, that is, 64 symbols.
The “short” packet is 16QAM and 144 bits, that is, 32 symbols.
A “long” packet is 160 bits in 16 QAM, that is, 40 symbols.
[0031]
The DOCSIS center unit sets the length of the preamble as follows by default when the QPSK mode is fixed.
The “request” packet is 64 bits, that is, 32 symbols.
The “initial” packet is 128 bits, that is, 64 symbols.
The “state” packet is 128 bits, that is, 64 symbols.
The “short” packet is 72 bits, that is, 32 symbols.
A “long” packet is 80 bits or 40 symbols.
[0032]
The DOCSIS center section sets the preamble length by default as follows when the 16QAM mode is fixed.
The “request” packet is 128 bits, that is, 32 symbols.
The “initial” packet is 256 bits or 64 symbols.
The “state” packet is 256 bits, or 64 symbols.
The “short” packet is 144 bits, that is, 32 symbols.
The “long” packet is 160 bits or 40 symbols.
As described above, the fourth conventional example requires a long preamble.
[0033]
As a fifth conventional example relating to the burst demodulator and the burst transmitter, there is one which is set to a long preamble of 144 symbols. As the fifth conventional example, there are those according to the standards “IEEE802.11” and “IEEE802.11b” shown in
[0034]
According to
[0035]
As a sixth conventional example relating to a burst demodulator and a burst transmitter, there is one that handles symbols having different time widths. As the sixth conventional example, there is one according to the standard “IEEE802.11a” shown in
[0036]
According to
[0037]
However, in this method, since symbols having different time widths need to be handled, the circuit is complicated on both the transmission side and the demodulation side. As described above, the sixth conventional example requires a complicated circuit in order to enable burst pull-in with a short preamble.
[0038]
The prior art has been described using the first to sixth conventional examples. As described in the third conventional example, the burst pull-in method can be changed finely depending on the timing of the preamble. Therefore, it is expected that efficient processing can be performed. However, in the first to sixth conventional examples shown above, the specific method is not clear. If the processing method is not changed precisely depending on the timing of the preamble, a long preamble is required to perform the burst pull-in.
[0039]
[Patent Document 1]
Patent Publication "Patent No. 2753485 Burst Mode Demodulator"
(Page 3-4, FIG. 1 and FIG. 3)
[Patent Document 2]
Patent Gazette “Patent No. 2940895 Clock Recovery Circuit”
(Page 3-4, Fig. 1)
[Patent Document 3]
Patent Publication “Japanese Patent Publication No. 7-44576 Burst Signal Demodulator”
(Page 2-4, Fig. 1 and Fig. 5)
[Patent Document 4]
Patent Gazette "Japanese Patent Publication No. 7-20146 Burst Signal Demodulator"
(Page 3-5, Fig. 1 and Fig. 5)
[Non-Patent Document 1]
Data-Over-Cable Service Interface Specifications Radio Frequency Interface Specificatio SP-RFI-I05-991105, page 26
[Non-Patent Document 2]
Data-Over-Cable Service Interface Specifications Radio Frequency Interface Specificatio SP-RFIv1.1-I03-991105, page 26
[Non-Patent Document 3]
Masahiro Morikura, Hideaki Matsue, “Trends in IEEE802.11 Compliant Wireless LAN”, November 2001, IEICE Transactions B Vol.J84-B No.11, pp. 1920-1922, FIG.
[Non-Patent Document 4]
Same as above, pages 1923-1925, FIG. 9, FIG.
[0040]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional burst demodulator cannot complete burst at a high speed, and therefore requires a long preamble. Therefore, it is necessary to add a long preamble to the head of the burst in the burst transmission device on the transmission side. As a result, the overhead is increased and the throughput is decreased.
[0041]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is intended to realize a burst decoding apparatus that uses a short preamble or detects a preamble signal at an early stage and can perform high-speed burst pull-in. Objective.
[0042]
[Means for solving the problems]
The invention of
[0043]
According to
[0044]
According to a third aspect of the present invention, in the burst demodulation method according to the first aspect, the presence / absence information is information indicating at least three states of signal absence, signal instability, and signal stability, and the signal presence / absence determination step. Further includes a decrease amount output step for inputting the certainty information, measuring the amount of decrease, and outputting the result as the certainty decrease amount, and the presence information output step includes the certainty increase amount and the certainty amount output step. When the certainty decrease amount is input and the presence / absence information is output, and the certainty increase amount is larger than a (a is a positive value), the presence / absence information is made unstable, and the certainty When the decrease amount is larger than b (b is a positive value), the presence / absence information is absent, and when the certainty increase amount is smaller than a and the certainty decrease amount is smaller than b, the presence / absence before one time point. If the information is unstable, the presence / absence information It is characterized in that the signal stability.
[0045]
The invention of
[0046]
The invention of
[0047]
According to a sixth aspect of the present invention, in the burst demodulation method according to the first aspect, the correction digital signal is obtained by digitally converting the received signal and correcting it by burst pulling, and the digital demodulation step includes: A burst pull-in step for inputting the correction digital signal and the presence / absence information and outputting a new pull-in execution variable; and an original signal output step for inputting the correction digital signal and outputting the original signal. The burst pulling step performs a burst pulling operation by obtaining the pulling execution variable so that the state of the correction digital signal becomes an ideal state based on the characteristics of the preamble, and A different method is used depending on the presence / absence information.
[0048]
According to a seventh aspect of the present invention, in the burst demodulation method according to the sixth aspect, the burst pull-in step outputs difference information for obtaining difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state. An adjustment value output step for obtaining an adjustment value of the pull-in execution variable from the difference information; and a pull-in execution variable output for obtaining a new pull-in execution variable from the adjustment value and the previously determined pull-in execution variable The adjustment value output step is configured to increase the adjustment value for the difference information having the same value when the presence / absence information indicates instability and the presence / absence information indicates stability. It is characterized by making it smaller when it is.
[0049]
The invention according to
[0050]
According to a ninth aspect of the present invention, in the burst demodulation method according to the eighth aspect, the correction digital signal is generated by oversampling the received signal twice, and the clock recovery is performed. The step holds 3 samples of the corrected digital signal, and the signal amplitude of one of the first and third samples is A, the other is -A, and the second sample is 0, so that the ideal state is obtained. A timing difference information output step for obtaining the timing information based on a difference between a state of a corrected digital signal obtained by the timing information and the ideal state, and obtaining the timing information based on a zero cross method; A timing adjustment value output step for obtaining a timing adjustment value from the difference information; and the timing adjustment value and the timing obtained previously. A timing information output step for obtaining new timing information from the timing information, wherein the timing adjustment value output step uses the timing adjustment value for the timing difference information of the same value, and the presence / absence information is invalid. It is large when it shows stability, and it is small when the presence / absence information shows stability.
[0051]
According to a tenth aspect of the present invention, in the burst demodulation method according to the sixth aspect, in the digital demodulation step, the digital reception signal and phase information which is one of the pull-in execution variables are input, and the digital demodulation step is performed. A complex multiplication step of performing phase adjustment by complex multiplication of the phase information on the received signal and outputting as the corrected digital signal is further provided, and the burst pulling step includes the corrected digital signal and the presence / absence information. And a carrier reproduction step for outputting the phase information. The carrier reproduction step switches the method for obtaining the phase information according to the presence / absence information.
[0052]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the burst demodulation method according to the tenth aspect, in the carrier reproduction step, the correction digital signal is input, and the phase of the correction digital signal on the IQ plane is alternated for each symbol. Phase difference information output step for obtaining phase difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state; A phase adjustment value output step for obtaining a phase adjustment value from information; and a phase information output step for obtaining new phase information from the phase adjustment value and the phase information obtained last time. Is larger than the phase difference information of the same value when the presence / absence information indicates instability, and the presence / absence information indicates stability. It is characterized in that smaller.
[0053]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the burst demodulation method according to the sixth aspect, in the digital demodulation step, the digital reception signal and amplitude information which is one of the pull-in execution variables are input, and the digital demodulation step is performed. The method further includes a multiplication step of performing amplitude adjustment by multiplying the reception signal by the amplitude information and outputting the corrected digital signal, and the burst pulling step includes the correction digital signal and the presence / absence information. A gain adjustment step of inputting and outputting the amplitude information is provided, and the gain adjustment step switches a method of obtaining the amplitude information according to the presence / absence information.
[0054]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the burst demodulation method according to the twelfth aspect, in the gain adjustment step, the correction digital signal is inputted, and the amplitudes of I and Q of the correction digital signal take reference values. The amplitude information is obtained so as to be in an ideal state, an amplitude difference information output step for obtaining amplitude difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state, and an amplitude adjustment value from the amplitude difference information An amplitude adjustment value output step for obtaining the amplitude information output step for obtaining new amplitude information from the amplitude adjustment value and the previously obtained amplitude information, and the amplitude adjustment value output step has the same value. The amplitude adjustment value with respect to the amplitude difference information is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. It is characterized by.
[0055]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the burst demodulation method according to the first aspect, the certainty information output step measures the power of the received signal to obtain the certainty information. is there.
[0056]
The invention according to claim 15 of the present application stores any one of the burst demodulation methods according to
[0057]
According to the sixteenth aspect of the present invention, a received signal consisting of a preamble and a data area following the preamble is input, the burst pull-in is completed by the end of the preamble, and the data area is demodulated to obtain the original. A burst demodulator for outputting a signal, wherein a digital received signal obtained by digitally converting the received signal is input, and presence / absence information indicating whether or not the modulated signal is included in the digital received signal A signal presence / absence determining unit that outputs the digital received signal and the presence / absence information, and a burst pull-in method is switched based on the presence / absence information to perform burst pull-in and demodulation, and the original signal is A digital demodulator that outputs the signal, and the signal presence / absence determination unit inputs the digital received signal, measures the probability of including the modulated signal, and ensures the result. A certainty information output unit that outputs the information, an input for the certainty information, an increase amount output unit that measures the amount of increase and outputs the result as the certainty increase amount, and the certainty increase amount And a presence / absence information output unit that obtains a degree of stability when the digital reception signal rises and stabilizes and outputs the degree as the presence / absence information.
[0058]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the burst demodulator according to the sixteenth aspect, the presence / absence information is information indicating at least two states of absence of a signal and presence of a signal, and The presence / absence information is set to “no signal” when the property increase amount is greater than “a” (a is a positive value), and the presence / absence information is set to “no signal” when the presence / absence information one time before is not signaled. Is characterized by having a signal.
[0059]
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the burst demodulator according to the sixteenth aspect, the presence / absence information is information indicating at least three states of signal absence, signal instability, and signal stability, and the signal presence / absence determination unit. Further includes a decrease amount output unit that inputs the certainty information, measures the decrease amount, and outputs the result as the certainty decrease amount, and the presence / absence information output unit includes the certainty increase amount and the When the certainty decrease amount is input and the presence / absence information is output, and the certainty increase amount is larger than a (a is a positive value), the presence / absence information is made unstable, and the certainty When the decrease amount is larger than b (b is a positive value), the presence / absence information is absent, and when the certainty increase amount is smaller than a and the certainty decrease amount is smaller than b, the presence / absence before one time point. If the information is unstable, the presence / absence information is And it is characterized in Rukoto.
[0060]
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the burst demodulator according to the eighteenth aspect, the signal instability of the presence / absence information has n state values of 1, 2, ..., n (n is a natural number). , The signal instability of the state value k (k is a natural number equal to or less than n) is represented as signal instability k, and the presence / absence information output unit indicates that the presence / absence information before one time point is If the signal is unstable, the value of k is incremented.
[0061]
The invention of
[0062]
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the burst demodulator according to the sixteenth aspect, the correction digital signal is obtained by digitally converting the received signal and correcting it by burst pulling. A burst pulling unit that inputs the correction digital signal and the presence / absence information and outputs a new pull execution variable, and an original signal output unit that inputs the correction digital signal and outputs the original signal. The burst pull-in unit performs a burst pull-in operation by obtaining the pull-in execution variable so that the state of the correction digital signal becomes an ideal state based on the characteristics of the preamble, and A different method is used depending on the presence / absence information.
[0063]
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the burst demodulation device according to the twenty-first aspect, the burst pull-in unit outputs difference information for obtaining difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state. An adjustment value output unit for obtaining an adjustment value of the pull-in execution variable from the difference information, and a pull-in execution variable output for obtaining a new pull-in execution variable from the adjustment value and the pull-in execution variable obtained last time The adjustment value output unit is configured to increase the adjustment value for the difference information having the same value when the presence / absence information indicates instability and the presence / absence information indicates stability. It is characterized by making it smaller when it is.
[0064]
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the burst demodulator according to the twenty-first aspect, the correction digital signal is subjected to a process of sampling the received signal based on at least timing information, The burst pulling unit includes a clock recovery unit that inputs the corrected digital signal and the presence / absence information and outputs the timing information, and the clock recovery unit obtains the timing information based on the presence / absence information. Is characterized by switching.
[0065]
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the burst demodulator according to the twenty-third aspect, the correction digital signal is generated by oversampling the received signal twice, and the clock reproduction is performed. The unit holds 3 samples of the corrected digital signal, and the signal amplitude of one of the first and third samples is A, the other is -A, and the second sample is 0, so that an ideal state is obtained. The timing information is obtained based on a zero-cross method, and a timing difference information output unit for obtaining timing difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal obtained by the timing information and the ideal state, A timing adjustment value output unit for obtaining a timing adjustment value from timing difference information, the timing adjustment value and the timing information obtained last time; A timing information output unit for obtaining new timing information, and the timing adjustment value output unit indicates the timing adjustment value with respect to the timing difference information having the same value, and the presence / absence information indicates instability. When the presence / absence information indicates stability, it is reduced.
[0066]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the burst demodulation device according to the twenty-first aspect, the digital demodulation unit inputs the digital reception signal and phase information which is one of the pull-in execution variables, It further comprises a complex multiplier for performing phase adjustment by complex multiplication of the phase information on the received signal and outputting the corrected digital signal, and the burst pull-in unit includes the corrected digital signal and the presence / absence information. And a carrier reproducing unit that outputs the phase information. The carrier reproducing unit switches the method for obtaining the phase information according to the presence / absence information.
[0067]
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the burst demodulator according to the twenty-fifth aspect, the carrier reproduction unit inputs the correction digital signal, and the phase of the correction digital signal on the IQ plane is alternated for each symbol. Phase difference information output unit for obtaining phase difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state, and the phase difference A phase adjustment value output unit for obtaining a phase adjustment value from information; and a phase information output unit for obtaining new phase information from the phase adjustment value and the phase information obtained last time. The phase adjustment value for the phase difference information having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. Than is.
[0068]
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the burst demodulator according to the twenty-first aspect, the digital demodulation unit inputs the digital received signal and amplitude information which is one of the pull-in execution variables, and The signal processing apparatus further includes a multiplication unit that performs amplitude adjustment by multiplying the reception signal by the amplitude information and outputs the corrected digital signal, and the burst pulling unit includes the correction digital signal and the presence / absence information. A gain adjusting unit that inputs and outputs the amplitude information is provided, and the gain adjusting unit switches a method of obtaining the amplitude information according to the presence / absence information.
[0069]
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the burst demodulator according to the twenty-seventh aspect, the gain adjusting unit inputs the correction digital signal, and the amplitudes of I and Q of the correction digital signal each take a reference value. The amplitude information is obtained so as to be in an ideal state, an amplitude difference information output unit for obtaining amplitude difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state, and an amplitude adjustment value from the amplitude difference information An amplitude adjustment value output unit for obtaining a new amplitude information from the amplitude adjustment value and the previously obtained amplitude information, and the amplitude adjustment value output unit has the same value. The amplitude adjustment value with respect to the amplitude difference information is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability.
[0070]
The invention of claim 29 of the present application is characterized in that, in the burst demodulator of claim 16, the certainty information output unit measures the power of the received signal to obtain the certainty information. is there.
[0071]
The invention of claim 30 of the present application is a burst demodulator using the burst demodulation method according to any one of
[0072]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the burst demodulator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a burst demodulator according to the present invention.
[0073]
The digitized version of the received
[0074]
Here, “no signal” indicates a determination result that there is no modulated signal. “Signal instability” indicates a determination result that the rise of the modulated signal may start, but the signal may not be stable and may be noise and cannot be determined. “Signal stability” indicates a determination result that a modulated signal exists. Reflecting the above meaning, “signal absence” and “signal instability” are also referred to as “no signal” below. “Signal stability” is also referred to as “signal present”.
[0075]
The sampling unit (SP) 51 inputs the received
[0076]
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the
[0077]
The AD clock unit (ADCLK) 151 outputs the
[0078]
A digital down converter (DDC) 153 inputs the
[0079]
Filters (FIL) 154 and 155 have a waveform shaping function. The digital I reception signal 103 and the digital
[0080]
The
[0081]
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the signal presence /
[0082]
If the
[0083]
If the
[0084]
If the presence /
Further, if the presence /
Further, if the presence /
[0085]
FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the
[0086]
[0087]
The
[0088]
The signal
[0089]
The parallel-serial conversion unit (P / S) 255 is an original signal output unit that inputs the
[0090]
FIG. 5 is a block diagram showing the internal configuration of the burst lead-in
[0091]
FIG. 6 is a block diagram showing the internal configuration of the
(I0−I2) × I1 + (Q0−Q2) × Q1
And this value is output as timing
[0092]
The timing adjustment
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
[0093]
The timing
[0094]
FIG. 7 is a block diagram showing an internal configuration of the
[0095]
The phase adjustment
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
[0096]
The phase
[0097]
FIG. 8 is a block diagram showing the internal configuration of the
[0098]
The amplitude adjustment
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
[0099]
The amplitude
[0100]
The operation of the burst demodulation apparatus according to the first embodiment configured as described above will be described. Here, the description is divided into three as follows. First, as a first explanation (E-1-1), an outline of the operation will be described along the flow of signal processing from the received
[0101]
(E-1-1)
The following operations are performed inside the
[0102]
The
[0103]
The following operations are performed inside the
[0104]
The
I = 1.37 × cos (−30) + 0.37 × sin (−30) = 1.0,
Q = 0.37 × cos (−30) −1.37 × sin (−30) = 1.0,
It becomes.
[0105]
This phase adjustment is an operation related to “carrier regeneration” which is one of the burst pulling operations. This will be described in the second operation description (E-1-2). The signal
[0106]
(E-1-2)
Next, an explanation will be given focusing on the burst pull-in operation. As the first explanation (E-1-2-1) in the second explanation, explanation about “clock recovery” will be given.
[0107]
(E-1-2-1)
In the
[0108]
This sample timing adjustment is an operation related to “clock recovery” which is one of the burst pull-in operations, and can be used for demodulation of all digitally modulated signals regardless of differences in amplitude modulation, phase modulation, etc. Needed.
[0109]
Here, the sample timing adjustment will be described with reference to FIGS. 9 and 10A to 10C. FIG. 9 is a signal point arrangement diagram of the preamble. It is assumed that the black spot and the lower left black spot in this figure are alternately moved for each symbol (every 2 samples). FIG. 10 (a) is a timing chart showing the time variation of the amplitude in the I direction or the Q direction. The arrows indicate the digital I and
[0110]
Also, FIGS. 10B and 10C show how the sample timing adjustment is not completed. It can be seen that the position of the arrow is deviated from the normal position, and the amplitude does not become 1,0, -1,0. The
[0111]
Note that the
[0112]
Further, if the value of the
[0113]
The operation of creating the
[0114]
The operation of the
[0115]
For example, in the ideal state, the
(1 + 1) × 0 + (1 + 1) × 0 = 0,
Or
(-1-1) × 0 + (-1-1) × 0 = 0,
Thus, the difference from the ideal state is 0.
[0116]
FIG. 10B shows a case where the clock recovery is delayed by π / 4 from the ideal state. This is because the signal amplitudes of I0 and Q0 are both “0.7”, the signal amplitudes of I1 and Q1 are both “−0.7”, and the signal amplitudes of I2 and Q2 are both “−0.7”. Or, the signal amplitudes of I0 and Q0 are both “−0.7”, the signal amplitudes of I1 and Q1 are both “0.7”, and the signal amplitudes of I2 and Q2 are both “0.7”. Where
(0.7 + 0.7) × (−0.7) + (0.7 + 0.7) × (−0.7) = − 1.96,
Or
(−0.7−0.7) × 0.7 + (− 0.7−0.7) × 0.7 = −1.96,
Thus, there is a delay from the ideal state.
[0117]
FIG. 10C shows a case where the clock recovery is advanced by π / 4 from the ideal state. This is because the signal amplitudes of I0 and Q0 are both “−0.7”, the signal amplitudes of I1 and Q1 are both “−0.7”, and the signal amplitudes of I2 and Q2 are both “0.7”. Or, the signal amplitudes of I0 and Q0 are both “0.7”, the signal amplitudes of I1 and Q1 are both “0.7”, and the signal amplitudes of I2 and Q2 are both “−0.7”. Where
(−0.7−0.7) × (−0.7) + (− 0.7−0.7) × (−0.7) = 1.96,
Or
(0.7 + 0.7) × 0.7 + (0.7 + 0.7) × 0.7 = 1.96
This indicates that there is progress from the ideal state.
[0118]
The timing adjustment
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
[0119]
The timing
[0120]
When the clock recovery is delayed by π / 4 from the ideal state, the
[0121]
If the clock recovery is advanced by π / 4 from the ideal state, the
[0122]
Here, it returns to operation | movement description of the
[0123]
If the clock recovery is delayed by π / 4 from the ideal state, the
[0124]
When the clock recovery is advanced by π / 4 from the ideal state, the
[0125]
As described above, the
[0126]
As the second explanation (E-1-2-2) in the second explanation, explanation will be given regarding “gain adjustment”.
[0127]
(E-1-2-2)
The following operation is performed in the
[0128]
Here, the amplitude adjustment will be described with reference to FIGS. FIG. 11A is a signal point arrangement diagram of the preamble after the amplitude adjustment is completed. FIG. 11B is a signal point arrangement diagram of a preamble for which amplitude adjustment has not been completed. FIG. 11C is a signal point arrangement diagram of the data area in which the amplitude adjustment is completed. FIG. 10D is a signal point arrangement diagram of the data area where the amplitude adjustment is not completed.
[0129]
In FIGS. 11 (b) and 11 (d), if the original (1, 1) signal point is anyway, it will be closer to the (1/3, 1/3) signal point, and the original signal will be correctly displayed. It turns out that it is in the state which cannot guide. Therefore, the
[0130]
Note that the
[0131]
Therefore, the operation inside the
[0132]
For example, in the ideal state, the
(cosA + sinA) ^ 2 + (cosA-sinA) ^ 2-2
= (1 + 2 · cosA · sinA) + (1-2 · cosA · sinA) -2 = 0
Thus, the difference from the ideal state is 0.
[0133]
Consider a case where the gain is halved (hereinafter referred to as
(0.5 × (cosA + sinA)) ^ 2+ (0.5 × (cosA−sinA)) ^ 2-2
= 0.25 (1 + 2 · cos A · sin A) + 0.25 (1-2 · cos A · sin A) -2
= -1.5,
It becomes.
This indicates that the gain is smaller than the ideal state.
[0134]
Also, when the gain is 1.5 times (hereinafter referred to as the gain 1.5 times state) such as (I, Q) = (1.5, 1.5),
(1.5 × (cosA + sinA)) ^ 2+ (1.5 × (cosA−sinA)) ^ 2-2
= 2.25 (1 + 2 · cosA · sinA) +2.25 (1-2 · cosA · sinA) -2
= 2.5,
It becomes.
This indicates that the gain is larger than the ideal state.
[0135]
The amplitude adjustment
[0136]
Then, the amplitude
[0137]
In the
[0138]
In the gain 1.5 times state, the
[0139]
Here, the operation of the
[0140]
In addition, in the
[0141]
Further, in the gain 1.5 times state, the value of the
[0142]
As described above, the
[0143]
As the third explanation (E-1-2-3) of the second explanation, explanation on “carrier reproduction” will be given.
[0144]
(E-1-2-3)
The
[0145]
Here, the phase adjustment will be described with reference to FIGS. FIG. 12A is a signal point arrangement diagram of the preamble after the phase adjustment is completed. FIG. 12B is a signal point arrangement diagram of a preamble for which phase adjustment has not been completed. FIG. 12C is a signal point arrangement diagram of the data area after the phase adjustment is completed. FIG. 12D is a signal point arrangement diagram of the data area where the phase adjustment is not completed.
[0146]
In FIGS. 12B and 12D, the signal point of (1, 1) is close to (1/3, 1), and it can be seen that the original signal cannot be correctly derived. Therefore, the
[0147]
Note that the
[0148]
The operation inside the
[0149]
Hereinafter, in order to simplify the description, let us consider a state in which the amplitude deviation is not taken into consideration, that is, the case of A = 1. FIG. 12B shows the case where carrier reproduction is deviated counterclockwise by π / 8 from the ideal state (hereinafter referred to as −π / 8 state). This is the case when the signal amplitude of (I, Q) is (0.5, 1.3) or (-0.5, -1.3). in this case,
0.5 ^ 2-1.3 ^ 2 = -1.44,
Or
(−0.5) ^ 2 − (− 1.3) ^ 2 = −1.44,
Thus, there is a deviation in the counterclockwise direction from the ideal state.
[0150]
Further, consider a case where carrier reproduction is deviated clockwise from the ideal state by π / 8 (hereinafter referred to as + π / 8 state). This is the case when the signal amplitude of (I, Q) is (1.3, 0.5) or (-1.3, -0.5). in this case,
1.3 ^ 2-0.5 ^ 2 = 1.44,
Or
(-1.3) ^ 2-(-0.5) ^ 2 = 1.44,
Thus, there is a deviation in the clockwise direction from the ideal state.
[0151]
The phase adjustment
When the value of the presence /
Further, when the value of the presence /
When the value of the presence /
When the value of the presence /
In addition, when the value of the presence /
[0152]
The phase
[0153]
In the −π / 8 state, the phase difference information 601 is −1.44, so the
[0154]
In the + π / 8 state, since the phase difference information 601 is 1.44, the
[0155]
Here, the description returns to the operation of the
[0156]
In the −π / 8 state, since the value of the
[0157]
In the + π / 8 state, since the value of the
[0158]
As described above, the
[0159]
As described above, as shown in the first to third descriptions (E-1-2-1) to (E-1-2-3) in the second description, the burst pull-in
[0160]
As described in the third conventional example, the burst pulling that has been performed after it is determined as “signal present” in the prior art is “signal present”, that is, “ Not only when the value of “signal stable” and presence /
[0161]
Finally, as the third explanation (E-1-3), an explanation will be given focusing on how the presence /
[0162]
(E-1-3)
The signal presence /
[0163]
In cases other than the above, that is, if the increase amount of the received power is not larger than the threshold value “a” and the decrease amount is not larger than the threshold value “b”, the following is performed.
That is, if “signal unstable” is one point before, it is determined that the rising of the received signal is completed, and the value of presence / absence information in “signal stability” is set to 11.
If one signal before is “signal stable”, it is determined that the signal is still stable, and the value of presence / absence information in “signal stability” is incremented.
If one signal before is “no signal”, it is determined that there is no signal, and the value of presence / absence information in “no signal” is set to zero.
[0164]
The
[0165]
Here, in the conventional technology, the signal presence / absence determination operation performed by the signal presence /
[0166]
FIG. 15 (a) shows the state of burst pulling when the reception power is low because the transmission power is low or the attenuation in the transmission path is large. FIG. 15 (b) shows the state of burst pulling when the reception power is large because the transmission power is large or the attenuation in the transmission path is small. In FIGS. 15A and 15B, the received signal gradually rises from
[0167]
Normally, in the burst pull-in, the processing method is finely changed depending on the timing of the preamble. Also in this embodiment, rough control is initially performed in clock recovery, carrier recovery, and gain adjustment, and then gradually switched to fine control. However, according to the prior art, the timing at which the preamble is judged to be different differs depending on the difference in received power, which adversely affects the detailed processing method in carrier recovery and clock recovery. Takes time.
[0168]
In the present embodiment, presence /
[0169]
As described above, in this embodiment, it is determined that there is a burst at a constant timing of the preamble regardless of the magnitude of the transmission power and the magnitude of the reception power caused by the difference in the magnitude of attenuation in the transmission path. Since it is possible to perform fine burst pull-in, burst pull-in can be completed with a short preamble.
[0170]
In the present embodiment, the
[0171]
In this embodiment, only the 10 symbols after “signal stability” is determined, and the fine adjustment of the pull-in with emphasis on the pull-in accuracy is performed, but this need not be the case. . Even after exceeding 10 symbols after it is determined that the signal is stable, the burst pulling operation may be performed by the following method.
[0172]
In the first embodiment regarding clock recovery, the pull-in operation based on the characteristics of the preamble can be continued in the data area. In the preamble, the set of (I0, Q0) and (I2, Q2) points to the signal points in FIG. 9 described above, and in the ideal state where the set of (I1, Q1) is a symbol change point, I0, Q0 The signal amplitudes are all “1”, the signal amplitudes of I1 and Q1 are both “0”, the signal amplitudes of I2 and Q2 are both “−1”, or the signal amplitudes of I0 and Q0 are both The signal amplitudes of “−1”, I1, and Q1 are all “0”, and the signal amplitudes of I2 and Q2 are both “1”. From this,
(I0−I2) × I1 + (Q0−Q2) × Q1 = 0,
Used to be.
[0173]
Even in the data area, if the data is random, the average is zero. Further, if the pull-in operation is performed only when the set of (I0, Q0) and (I2, Q2) is point-symmetric on the IQ plane, in the ideal state, (I0, Q0) = (A, B), (I1 , Q1) = (0,0), (I2, Q2) = a value close to (−A, −B) (A and B are arbitrary numbers),
(I0−I2) × I1 + (Q0−Q2) × Q1 = 0
Therefore, the accuracy can be further increased.
[0174]
Regarding carrier reproduction and gain adjustment, the
[0175]
In this embodiment, the
[0176]
The present invention is not limited to such details, and the
[0177]
In this embodiment, the
[0178]
The present invention is not limited to such details, and the
[0179]
In the present embodiment, the
[0180]
The present invention is not limited to such details, and the
[0181]
As described above, conventionally, since the value of the presence /
[0182]
In this embodiment, the
[0183]
Further, although the
[0184]
Further, although the
[0185]
In this embodiment,
[0186]
Further, although the
[0187]
In the present embodiment, the
[0188]
Moreover, although the
[0189]
Although the first embodiment has been described with the configuration in which processing is executed only by hardware, this need not be the case. For example, a DSP can be used as hardware, and most of the processing can be executed by software. By replacing each part with “... Step”, software that performs the same operation can be realized.
[0190]
(Embodiment 2)
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a burst demodulation device according to
[0191]
The
[0192]
The
[0193]
The
[0194]
The present invention includes a program describing the above burst demodulation method and a program medium for recording the program.
[0195]
If the burst pulling method of the present invention is used, burst pulling can be performed satisfactorily even if the length of the preamble is less than 30 symbols. By making the length of the preamble less than 30 symbols, the throughput can be improved.
[0196]
As shown in the sixth conventional example, if the time width of one symbol is changed between the preamble and the data area, the length of the preamble is set to less than 30 symbols without using the burst pull-in unit of the present invention. However, in this method, since it is necessary to handle symbols having different time widths, the circuits are complicated on both the transmission side and the demodulation side. According to the present invention, even if the time width of one symbol is the same in the preamble and the data area, the length of the preamble can be made less than 30 symbols.
[0197]
The present invention relates to a burst transmission apparatus for transmitting a burst having a preamble of less than 30 symbols to the burst pull-in unit, and the time width of one symbol being the same as the time width of one symbol in the data area. Is included.
[0198]
The burst pull-in method of the present invention can be executed even if the time width of one symbol is changed between the preamble and the data area, and the throughput can be improved by using the present invention. it can. Therefore, the burst pull-in method and the burst pull-in part of the present invention are not limited to the case where the time width of one symbol is the same in the preamble and the data area.
[0199]
In the first and second embodiments, when the “signal is absent”, the pull-in operation is performed with coarser adjustment of the pull-in with more emphasis on the pull-in speed than when the “signal is unstable”. Good. For example, if the received power is 0, there is no effect even if the burst pull-in operation is stopped or moved. Also, if the received power is less than the noise level, there is almost no effect even if the burst pull-in operation is performed.
[0200]
Taking the above into consideration, the burst pull-in operation may be stopped during “no signal” to reduce power consumption. Further, it may be stopped during “signal absent” to “signal unstable”, stopped in the initial period of “signal unstable”, or stopped in the initial period of “signal stable”. Even in such a case, it is determined that there is a burst at a certain timing of the preamble regardless of the difference in received power caused by the difference in the magnitude of transmission power or the attenuation in the transmission path. -Strike retraction can be performed.
[0201]
Further, although the three states of “signal absence”, “signal instability”, and “signal stability” have been shown as the state of the received signal, this need not be the case. Conventionally, the presence / absence of a signal is determined simply by whether or not the value of the power exceeds a threshold value.However, as in the embodiment, the presence / absence of a signal is determined by using an increase in power. It is possible to perform fine burst pull-in.
[0202]
Further, it is not necessary to use power for the determination of the presence or absence of a signal. The
[0203]
The burst pull-in method of the present invention inputs the received signal consisting of the preamble and the subsequent data area without being limited to such details, and completes the burst pull-in by the end of the preamble. In the burst demodulation method of demodulating the data area and outputting the original signal, a signal presence / absence determination step for inputting a digital signal generated based on the received signal and outputting presence / absence information, and a digital signal and presence / absence And a digital demodulation step of switching the burst pull-in method based on presence / absence information, performing burst pull-in and demodulation, and outputting an original signal.
[0204]
In the signal presence / absence determination step, the received signal is input, the probability that the modulated signal is included is measured, the certainty step that is output as certainty information, the certainty information is input, and the amount of increase is measured. An increase amount step for outputting as a certainty increase amount, and a presence / absence step for inputting the certainty increase amount, obtaining a degree of stability when the reception signal rises and stabilizing, and outputting as presence / absence information (Hereinafter referred to as feature 1).
[0205]
With this
[0206]
Alternatively, the value of the presence /
[0207]
In the first and second embodiments, the configuration is such that the falling edge of the received signal is detected and “no signal” is present, but this need not be the case. Even if the mechanism is removed, if the
[0208]
The burst pull-in method of the present invention is not limited to any details, and in addition to the
[0209]
In addition to the
[0210]
In the burst pull-in method of the present invention, in addition to the
[0211]
In addition to the
[0212]
In the first and second embodiments, three examples of the clock pull-in operation, the clock reproduction, the carrier reproduction, and the gain adjustment are mentioned as the burst pull-in operation. For example, gain adjustment is unnecessary in digital modulation that includes information only in the phase component and does not include information in the amplitude component, such as PSK. In addition, carrier reproduction is unnecessary in digital modulation in which information is included only in the amplitude component and information is not included in the phase component as in ASK. In addition, in a modulation method in which information is put on and off of a signal, only carrier recovery may be performed without performing carrier recovery and gain adjustment.
[0213]
In some cases, a burst pull-in operation other than the above three may be required. For example, when there is a large error between the carrier frequency handled by the
[0214]
The burst pull-in method of the present invention is not limited to such details. In addition to the
[0215]
As a specific configuration, the burst pulling step in the burst pulling method of the present invention includes a difference step for obtaining difference information based on the difference between the state of the digital signal and the ideal state, and an adjustment value from the difference information. An adjustment step; and a pull-in execution step for obtaining a new pull-in execution variable from the adjustment value and the previously determined pull-in execution variable. The adjustment step is characterized in that the difference value having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability and is decreased when the presence / absence information indicates stability.
[0216]
【The invention's effect】
As described above, according to the burst demodulation method of the present invention, when data is decoded by inputting a reception signal composed of a preamble and the subsequent data area, the burst pull-in is performed before the end of the preamble. Is completed, the original signal can be output by demodulating the data area. At this time, there is provided a signal presence / absence determination step for outputting presence / absence information, and a digital demodulation step for switching the burst pull-in method based on the presence / absence information to perform burst pull-in and demodulation and outputting the original signal. In the signal presence / absence determination step, the probability of including the modulated signal by inputting the received signal is measured and output as certainty information. Also, certainty information is input, the amount of increase is measured and output as the amount of certainty increase. Further, the amount of increase in certainty is input, and the degree of stability when the received signal rises and stabilizes is obtained. By doing so, it is possible to determine that there is a burst at a constant timing of the preamble regardless of the difference in received power caused by the difference in the magnitude of transmission power or the amount of attenuation in the transmission path. In this way, it is possible to perform the finest burst pull-in, so that the burst pull-in can be completed with a short preamble.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a burst demodulation device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a sampling unit in the first embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of a signal presence / absence determination unit in the first embodiment.
4 is a configuration diagram of a digital demodulation unit in
FIG. 5 is a configuration diagram of a burst pull-in unit in the first embodiment.
6 is a configuration diagram of a clock recovery unit in
FIG. 7 is a configuration diagram of a carrier reproducing unit in the first embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram of a gain adjustment unit in the first embodiment.
FIG. 9 is a signal point arrangement diagram of a preamble.
FIG. 10 is an explanatory diagram of sample timing adjustment.
FIG. 11 is an explanatory diagram of amplitude adjustment.
FIG. 12 is an explanatory diagram of phase adjustment.
FIG. 13 is a signal point arrangement diagram of 16QAM.
FIG. 14 is an explanatory diagram of burst pulling in when receiving power is detected.
FIG. 15 is an explanatory diagram of burst pulling when a change in received power is detected.
FIG. 16 is a block diagram showing an overall configuration of a burst demodulation device according to
FIG. 17 is a program diagram of a burst demodulation method in the second embodiment.
18 is an overall configuration diagram of a burst mode demodulator described in
19 is a configuration diagram of a clock phase estimation circuit described in
FIG. 20 is an overall configuration diagram of a burst signal demodulator in a third conventional example.
FIG. 21 is a configuration diagram of a burst detection means described in
[Explanation of symbols]
1 Received signal
2 Digital I signal
3 Digital Q signal
4 Timing information
5 original signal
6 Presence / absence information
51 Sampling unit
52 Digital demodulator
53 Signal presence / absence judgment unit
101 AD clock
102 Digital received signal
103 Digital I signal
104 Digital Q signal
151 AD clock section
152 AD converter
153 Digital down converter
154,155 filters
201 Amplitude adjusted I signal
202 Q signal after amplitude adjustment
203 Phase-adjusted I signal (corrected digital I signal)
204 Phase-adjusted Q signal (corrected digital Q signal)
205 original signal points
207 Amplitude information
208 Phase information
251,252 Multiplier
253 Complex multiplier
254 Signal point determination unit
255 Parallel-serial converter
257 Burst lead-in part
301 Power value
302 Delay power
351 Power measurement unit
352 Delay part
353 judgment part
354 Maximum value storage
451 Clock recovery unit
452 Carrier playback unit
453 Gain adjuster
501 Timing difference information
502 Timing adjustment information
551 Timing difference information output unit
552 Timing adjustment value output section
553 Timing information output unit
601 Phase difference information
602 Phase adjustment information
651 Phase difference information output unit
652 Phase adjustment value output section
653 Phase information output unit
701 Amplitude difference information
702 Amplitude adjustment information
751 Amplitude difference information output unit
752 Amplitude adjustment value output section
753 Amplitude information output section
Claims (30)
前記受信信号がデジタル変換されたデジタル受信信号を入力し、前記デジタル受信信号に変調された信号が含まれるか否かの確からしさを示す有無情報を出力する信号有無判定ステップと、
前記デジタル受信信号と前記有無情報とを入力し、前記有無情報に基づいてバ−スト引き込み方法を切り替えて、バ−スト引き込み及び復調を行い、前記元信号を出力するデジタル復調ステップと、を具備し、
前記信号有無判定ステップは、
前記デジタル受信信号を入力し、変調された信号を含んでいる確からしさを測定してその結果を確実性情報として出力する確実性情報出力ステップと、
前記確実性情報を入力し、その増大量を測定してその結果を確実性増大量として出力する増大量出力ステップと、
前記確実性増大量を入力し、前記デジタル受信信号が立ち上がって安定していく際の安定度合いを求め、その度合を前記有無情報として出力する有無情報出力ステップと、を具備することを特徴とするバ−スト復調方法。A burst demodulation method in which a reception signal composed of a preamble and a data area following the preamble is input, the burst pull-in is completed by the end of the preamble, the original signal is output by demodulating the data area Because
A signal presence / absence determination step of inputting a digital reception signal obtained by digitally converting the reception signal and outputting presence / absence information indicating the certainty of whether or not the modulated signal is included in the digital reception signal;
A digital demodulation step of inputting the digital received signal and the presence / absence information, switching a burst pull-in method based on the presence / absence information, performing burst pull-in and demodulation, and outputting the original signal; And
The signal presence / absence determining step includes:
A certainty information output step of inputting the digital received signal, measuring the probability of including the modulated signal, and outputting the result as certainty information;
An increase amount output step of inputting the certainty information, measuring the increase amount, and outputting the result as the certainty increase amount;
A presence / absence information output step of inputting the certainty increase amount, obtaining a degree of stability when the digital reception signal rises and stabilizes, and outputting the degree as the presence / absence information. Burst demodulation method.
前記有無情報出力ステップは、
前記確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)は前記有無情報を信号無とし、前記確実性増大量がaより小さい時は1時点前の前記有無情報が信号無ならば前記有無情報を信号有とすることを特徴とする請求項1記載のバ−スト復調方法。The presence / absence information is information indicating at least two states of no signal and signal,
The presence / absence information output step includes:
When the certainty increase amount is larger than a (a is a positive value), the presence / absence information is not signaled, and when the certainty increase amount is smaller than a, if the presence / absence information one time before is not signaled, 2. The burst demodulation method according to claim 1, wherein presence / absence information is signaled.
前記信号有無判定ステップは、
前記確実性情報を入力し、その減少量を測定してその結果を確実性減少量として出力する減少量出力ステップを更に具備し、
前記有無情報出力ステップは、
前記確実性増大量と前記確実性減少量とを入力して前記有無情報を出力するものであって、前記確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)は前記有無情報を信号不安定とし、前記確実性減少量がbより大きい時(bは正の値)は前記有無情報を信号不在とし、前記確実性増大量がaより小さく且つ前記確実性減少量がbより小さい時は1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記有無情報を信号安定とすることを特徴とする請求項1記載のバ−スト復調方法。The presence / absence information is information indicating at least three states of signal absence, signal instability, and signal stability,
The signal presence / absence determining step includes:
The method further includes a reduction amount output step of inputting the certainty information, measuring the reduction amount, and outputting the result as the certainty reduction amount,
The presence / absence information output step includes:
The certainty increase amount and the certainty decrease amount are input and the presence / absence information is output, and when the certainty increase amount is larger than a (a is a positive value), the presence / absence information is signaled. When the certainty decrease amount is larger than b (b is a positive value), the presence / absence information is absent, and the certainty increase amount is smaller than a and the certainty decrease amount is smaller than b. 2. The burst demodulation method according to claim 1, wherein if the presence / absence information before one time point is unstable, the presence / absence information is stabilized.
前記有無情報出力ステップは、
前記確実性増大量がaより大きければ、1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記kの値をインクリメントすることを特徴とする請求項3記載のバ−スト復調方法。The signal instability of the presence / absence information has n state values of 1, 2,..., N (n is a natural number), and the signal instability of the state value k (k is a natural number less than n) is signal unstable. k and
The presence / absence information output step includes:
4. The burst demodulation method according to claim 3, wherein if the certainty increase amount is larger than a, the value of k is incremented if the presence / absence information one time before is unstable.
前記有無情報出力ステップは、
前記確実性減少量がbより小さく、前記確実性増大量がaより小さい時、1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記有無情報を信号有1とし、1時点前の前記有無情報が信号安定ならば前記jの値をインクリメントすることを特徴とする請求項3記載のバ−スト復調方法。The signal stability of the presence / absence information has m state values of 1, 2,..., M (m is a natural number), and the signal stability of the state value j (j is a natural number of m or less) is represented as signal presence j. ,
The presence / absence information output step includes:
When the certainty decrease amount is smaller than b and the certainty increase amount is smaller than a, if the presence / absence information before one time point is unstable, the presence / absence information is set to 1 with the presence / absence information. 4. The burst demodulation method according to claim 3, wherein if the signal is stable, the value of j is incremented.
前記デジタル復調ステップは、
前記補正デジタル信号と前記有無情報とを入力し、新たな引き込み実行用変数を出力するバ−スト引き込みステップと、
前記補正デジタル信号を入力し、前記元信号を出力する元信号出力ステップと、を具備し、
前記バ−スト引き込みステップは、
前記プリアンブルの特性に基づいて、前記補正デジタル信号の状態が理想状態になるよう前記引き込み実行用変数を求めることでバ−スト引き込み動作を行い、また、前記有無情報によって異なる求め方を用いることを特徴とする請求項1記載のバ−スト復調方法。The correction digital signal is obtained by digitally converting the received signal and correcting it by burst pulling,
The digital demodulation step includes
A burst pulling step for inputting the correction digital signal and the presence / absence information and outputting a new pull execution variable;
An original signal output step of inputting the corrected digital signal and outputting the original signal; and
The burst pulling step includes:
Based on the characteristics of the preamble, a burst pull-in operation is performed by obtaining the pull-in execution variable so that the state of the correction digital signal becomes an ideal state, and a different method is used depending on the presence / absence information. 2. The burst demodulation method according to claim 1, wherein:
前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく差分情報を求める差分情報出力ステップと、
前記差分情報から前記引き込み実行用変数の調整値を求める調整値出力ステップと、
前記調整値と前回求めた前記引き込み実行用変数とから新たな前記引き込み実行用変数を求める引き込み実行変数出力ステップと、を具備し、
前記調整値出力ステップは、
同じ値の前記差分情報に対して前記調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とする請求項6記載のバ−スト復調方法。The burst pulling step includes:
A difference information output step for obtaining difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state;
An adjustment value output step for obtaining an adjustment value of the pull-in execution variable from the difference information;
A pull-in execution variable output step for obtaining a new pull-in execution variable from the adjustment value and the pull-in execution variable obtained last time;
The adjustment value output step includes:
7. The adjustment value for the difference information having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. Burst demodulation method.
前記バ−スト引き込みステップは、
前記補正デジタル信号と前記有無情報とを入力し、前記タイミング情報を出力するクロック再生ステップを具備し、
前記クロック再生ステップは、
前記有無情報によって前記タイミング情報の求め方を切り替えることを特徴とする請求項6記載のバ−スト復調方法。The corrected digital signal has been subjected to a process of sampling the received signal based on at least timing information,
The burst pulling step includes:
A clock recovery step for inputting the corrected digital signal and the presence / absence information and outputting the timing information;
The clock recovery step includes
7. The burst demodulation method according to claim 6, wherein a method for obtaining the timing information is switched according to the presence / absence information.
前記クロック再生ステップは、
前記補正デジタル信号を3サンプル保持し、そのなかの1サンプル目と3サンプル目の一方の信号振幅がA、他方が−Aとなって2サンプル目が0という理想状態になるよう、ゼロクロス法に基づいて前記タイミング情報を求めるものであって、
前記タイミング情報によって得られた前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づくタイミング差分情報を求めるタイミング差分情報出力ステップと、
前記タイミング差分情報からタイミング調整値を求めるタイミング調整値出力ステップと、
前記タイミング調整値と前回求めた前記タイミング情報とから新たな前記タイミング情報を求めるタイミング情報出力ステップとを、具備し、
前記タイミング調整値出力ステップは、
同じ値の前記タイミング差分情報に対して前記タイミング調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とする請求項8記載のバ−スト復調方法。The corrected digital signal is generated by oversampling the received signal twice.
The clock recovery step includes
Three samples of the corrected digital signal are held, and the zero-cross method is used so that one of the first and third samples has an ideal signal amplitude of A, the other is -A, and the second sample is zero. Based on the timing information,
A timing difference information output step for obtaining timing difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal obtained by the timing information and the ideal state;
A timing adjustment value output step for obtaining a timing adjustment value from the timing difference information;
A timing information output step for obtaining new timing information from the timing adjustment value and the timing information obtained last time,
The timing adjustment value output step includes:
The timing adjustment value with respect to the timing difference information having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. 9. The burst demodulation method according to 8.
前記デジタル受信信号と前記引き込み実行用変数の1つである位相情報とを入力し、前記デジタル受信信号に前記位相情報を複素乗算することで位相調整を行って、前記補正デジタル信号として出力する複素乗算ステップを更に具備し、
前記バ−スト引き込みステップは、
前記補正デジタル信号と、前記有無情報とを入力し、前記位相情報を出力するキャリア再生ステップを具備し、
前記キャリア再生ステップは、
前記有無情報によって、前記位相情報の求め方を切り替えることを特徴とする請求項6記載のバ−スト復調方法。The digital demodulation step includes
The digital reception signal and phase information that is one of the pull-in execution variables are input, the phase adjustment is performed by complex multiplication of the digital reception signal by the phase information, and a complex digital signal that is output as the corrected digital signal is output. A multiplication step,
The burst pulling step includes:
A carrier reproduction step of inputting the corrected digital signal and the presence / absence information and outputting the phase information;
The carrier reproduction step includes
7. The burst demodulation method according to claim 6, wherein a method for obtaining the phase information is switched according to the presence / absence information.
前記補正デジタル信号を入力し、前記補正デジタル信号のIQ平面上の位相が1シンボル毎に交互に0、πの理想状態になるよう前記位相情報を求めるものであって、
前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく位相差分情報を求める位相差分情報出力ステップと、
前記位相差分情報から位相調整値を求める位相調整値出力ステップと、
前記位相調整値と前回求めた前記位相情報とから新たな前記位相情報を求める位相情報出力ステップと、を具備し、
前記位相調整値出力ステップは、
同じ値の前記位相差分情報に対し、前記位相調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とする請求項10記載のバ−スト復調方法。The carrier reproduction step includes
The correction digital signal is input, and the phase information is obtained so that the phase on the IQ plane of the correction digital signal alternately becomes an ideal state of 0 and π for each symbol,
A phase difference information output step for obtaining phase difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state;
A phase adjustment value output step for obtaining a phase adjustment value from the phase difference information;
A phase information output step for obtaining new phase information from the phase adjustment value and the phase information obtained last time,
The phase adjustment value output step includes:
The phase adjustment value for the phase difference information having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. The burst demodulation method according to 10.
前記デジタル受信信号と前記引き込み実行用変数の1つである振幅情報とを入力し、前記デジタル受信信号に前記振幅情報を乗算することで振幅調整を行って、前記補正デジタル信号として出力する乗算ステップを更に具備し、
前記バ−スト引き込みステップは、
前記補正デジタル信号と、前記有無情報とを入力し、前記振幅情報を出力するゲイン調整ステップを具備し、
前記ゲイン調整ステップは、
前記有無情報によって、前記振幅情報の求め方を切り替えることを特徴とする請求項6記載のバ−スト復調方法。The digital demodulation step includes
A multiplication step of inputting the digital reception signal and amplitude information which is one of the pull-in execution variables, performing amplitude adjustment by multiplying the digital reception signal by the amplitude information, and outputting as the corrected digital signal Further comprising
The burst pulling step includes:
A gain adjustment step of inputting the corrected digital signal and the presence / absence information and outputting the amplitude information;
The gain adjustment step includes
7. The burst demodulation method according to claim 6, wherein a method for obtaining the amplitude information is switched according to the presence / absence information.
前記補正デジタル信号を入力し、前記補正デジタル信号のI,Qそれぞれの振幅が基準値をとる理想状態になるよう前記振幅情報を求めるものであって、
前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく振幅差分情報を求める振幅差分情報出力ステップと、
前記振幅差分情報から振幅調整値を求める振幅調整値出力ステップと、
前記振幅調整値と前回求めた前記振幅情報とから新たな前記振幅情報を求める振幅情報出力ステップと、を具備し、
前記振幅調整値出力ステップは、
同じ値の前記振幅差分情報に対して前記振幅調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とする請求項12記載のバ−スト復調方法。The gain adjustment step includes
The correction digital signal is input, and the amplitude information is obtained so that each of the amplitudes I and Q of the correction digital signal is in an ideal state in which a reference value is obtained,
An amplitude difference information output step for obtaining amplitude difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state;
An amplitude adjustment value output step for obtaining an amplitude adjustment value from the amplitude difference information;
An amplitude information output step for obtaining new amplitude information from the amplitude adjustment value and the previously obtained amplitude information,
The amplitude adjustment value output step includes:
The amplitude adjustment value with respect to the amplitude difference information having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. 12. The burst demodulation method according to 12.
前記受信信号がデジタル変換されたデジタル受信信号を入力し、前記デジタル受信信号に変調された信号が含まれるか否かの確からしさを示す有無情報を出力する信号有無判定部と、
前記デジタル受信信号と前記有無情報とを入力し、前記有無情報に基づいてバ−スト引き込み方法を切り替えて、バ−スト引き込み及び復調を行い、前記元信号を出力するデジタル復調部と、を具備し、
前記信号有無判定部は、
前記デジタル受信信号を入力し、変調された信号を含んでいる確からしさを測定してその結果を確実性情報として出力する確実性情報出力部と、
前記確実性情報を入力し、その増大量を測定してその結果を確実性増大量として出力する増大量出力部と、
前記確実性増大量を入力し、前記デジタル受信信号が立ち上がって安定していく際の安定度合いを求め、その度合を前記有無情報として出力する有無情報出力部と、を具備することを特徴とするバ−スト復調装置。A burst demodulator that inputs a received signal consisting of a preamble and a data area that follows the preamble, completes the burst pull-in by the end of the preamble, demodulates the data area, and outputs the original signal Because
A signal presence / absence determination unit that inputs a digital reception signal obtained by digitally converting the reception signal and outputs presence / absence information indicating whether or not the modulated signal is included in the digital reception signal;
A digital demodulator that inputs the digital received signal and the presence / absence information, switches a burst pull-in method based on the presence / absence information, performs burst pull-in and demodulation, and outputs the original signal; And
The signal presence determination unit
A certainty information output unit that inputs the digital received signal, measures the probability of including the modulated signal, and outputs the result as certainty information;
An increase amount output unit that inputs the certainty information, measures the increase amount, and outputs the result as the certainty increase amount;
A presence / absence information output unit that inputs the certainty increase amount, obtains a degree of stability when the digital reception signal rises and stabilizes, and outputs the degree as the presence / absence information; Burst demodulator.
前記有無情報出力部は、
前記確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)は前記有無情報を信号無とし、前記確実性増大量がaより小さい時は1時点前の前記有無情報が信号無ならば前記有無情報を信号有とすることを特徴とする請求項16記載のバ−スト復調装置。The presence / absence information is information indicating at least two states of no signal and signal,
The presence / absence information output unit includes:
When the certainty increase amount is larger than a (a is a positive value), the presence / absence information is not signaled, and when the certainty increase amount is smaller than a, if the presence / absence information one time before is not signaled, The burst demodulator according to claim 16, wherein presence / absence information is signaled.
前記信号有無判定部は、
前記確実性情報を入力し、その減少量を測定してその結果を確実性減少量として出力する減少量出力部を更に具備し、
前記有無情報出力部は、
前記確実性増大量と前記確実性減少量とを入力して前記有無情報を出力するものであって、前記確実性増大量がaより大きい時(aは正の値)は前記有無情報を信号不安定とし、前記確実性減少量がbより大きい時(bは正の値)は前記有無情報を信号不在とし、前記確実性増大量がaより小さく且つ前記確実性減少量がbより小さい時は1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記有無情報を信号安定とすることを特徴とする請求項16記載のバ−スト復調装置。The presence / absence information is information indicating at least three states of signal absence, signal instability, and signal stability,
The signal presence determination unit
Further comprising a reduction amount output unit for inputting the certainty information, measuring the reduction amount, and outputting the result as the certainty reduction amount,
The presence / absence information output unit includes:
The certainty increase amount and the certainty decrease amount are input and the presence / absence information is output, and when the certainty increase amount is larger than a (a is a positive value), the presence / absence information is signaled. When the certainty decrease amount is larger than b (b is a positive value), the presence / absence information is absent, and the certainty increase amount is smaller than a and the certainty decrease amount is smaller than b. 17. The burst demodulator according to claim 16, wherein if the presence / absence information one time before is unstable, the presence / absence information is stabilized.
前記有無情報出力部は、
前記確実性増大量がaより大きければ、1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記kの値をインクリメントすることを特徴とする請求項18記載のバ−スト復調装置。The signal instability of the presence / absence information has n state values of 1, 2,..., N (n is a natural number), and the signal instability of the state value k (k is a natural number less than n) is signal unstable. k and
The presence / absence information output unit includes:
19. The burst demodulator according to claim 18, wherein if the certainty increase amount is larger than a, the value of k is incremented if the presence / absence information one time before is unstable.
前記有無情報出力部は、
前記確実性減少量がbより小さく、前記確実性増大量がaより小さい時、1時点前の前記有無情報が信号不安定ならば前記有無情報を信号有1とし、1時点前の前記有無情報が信号安定ならば前記jの値をインクリメントすることを特徴とする請求項18記載のバ−スト復調装置。The signal stability of the presence / absence information has m state values of 1, 2,..., M (m is a natural number), and the signal stability of the state value j (j is a natural number of m or less) is represented as signal presence j. ,
The presence / absence information output unit includes:
When the certainty decrease amount is smaller than b and the certainty increase amount is smaller than a, if the presence / absence information one time before is signal unstable, the presence / absence information is set to 1 with the presence / absence information. 19. The burst demodulator according to claim 18, wherein if the signal is stable, the value of j is incremented.
前記デジタル復調部は、
前記補正デジタル信号と前記有無情報とを入力し、新たな引き込み実行用変数を出力するバ−スト引き込み部と、
前記補正デジタル信号を入力し、前記元信号を出力する元信号出力部と、を具備し、
前記バ−スト引き込み部は、
前記プリアンブルの特性に基づいて、前記補正デジタル信号の状態が理想状態になるよう前記引き込み実行用変数を求めることでバ−スト引き込み動作を行い、また、前記有無情報によって異なる求め方を用いることを特徴とする請求項16記載のバ−スト復調装置。The correction digital signal is obtained by digitally converting the received signal and correcting it by burst pulling,
The digital demodulator
A burst pull-in unit that inputs the correction digital signal and the presence / absence information and outputs a new pull-in execution variable;
An original signal output unit that inputs the corrected digital signal and outputs the original signal;
The burst lead-in part is
Based on the characteristics of the preamble, a burst pull-in operation is performed by obtaining the pull-in execution variable so that the state of the correction digital signal becomes an ideal state, and a method of obtaining different depending on the presence / absence information is used. The burst demodulator according to claim 16, characterized in that
前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく差分情報を求める差分情報出力部と、
前記差分情報から前記引き込み実行用変数の調整値を求める調整値出力部と、
前記調整値と前回求めた前記引き込み実行用変数とから新たな前記引き込み実行用変数を求める引き込み実行変数出力部と、を具備し、
前記調整値出力部は、
同じ値の前記差分情報に対して前記調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とする請求項21記載のバ−スト復調装置。The burst lead-in part is
A difference information output unit for obtaining difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state;
An adjustment value output unit for obtaining an adjustment value of the pull-in execution variable from the difference information;
A pull-in execution variable output unit for obtaining a new pull-in execution variable from the adjustment value and the pull-in execution variable obtained last time;
The adjustment value output unit
22. The adjustment value for the difference information having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. Burst demodulator.
前記バ−スト引き込み部は、
前記補正デジタル信号と前記有無情報とを入力し、前記タイミング情報を出力するクロック再生部を具備し、
前記クロック再生部は、
前記有無情報によって前記タイミング情報の求め方を切り替えることを特徴とする請求項21記載のバ−スト復調装置。The corrected digital signal has been subjected to a process of sampling the received signal based on at least timing information,
The burst lead-in part is
A clock recovery unit that inputs the corrected digital signal and the presence / absence information and outputs the timing information,
The clock recovery unit
The burst demodulation apparatus according to claim 21, wherein the timing information is switched in accordance with the presence / absence information.
前記クロック再生部は、
前記補正デジタル信号を3サンプル保持し、そのなかの1サンプル目と3サンプル目の一方の信号振幅がA、他方が−Aとなって2サンプル目が0という理想状態になるよう、ゼロクロス法に基づいて前記タイミング情報を求めるものであって、
前記タイミング情報によって得られた前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づくタイミング差分情報を求めるタイミング差分情報出力部と、
前記タイミング差分情報からタイミング調整値を求めるタイミング調整値出力部と、
前記タイミング調整値と前回求めた前記タイミング情報とから新たな前記タイミング情報を求めるタイミング情報出力部と、を具備し、
前記タイミング調整値出力部は、
同じ値の前記タイミング差分情報に対して前記タイミング調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とする請求項23記載のバ−スト復調装置。The corrected digital signal is generated by oversampling the received signal twice.
The clock recovery unit
Three samples of the corrected digital signal are held, and the zero-cross method is used so that one of the first and third samples has an ideal signal amplitude of A, the other is -A, and the second sample is zero. Based on the timing information,
A timing difference information output unit for obtaining timing difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal obtained by the timing information and the ideal state;
A timing adjustment value output unit for obtaining a timing adjustment value from the timing difference information;
A timing information output unit for obtaining new timing information from the timing adjustment value and the timing information obtained last time;
The timing adjustment value output unit includes:
The timing adjustment value with respect to the timing difference information having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. The burst demodulator according to claim 23.
前記デジタル受信信号と前記引き込み実行用変数の1つである位相情報とを入力し、前記デジタル受信信号に前記位相情報を複素乗算することで位相調整を行って、前記補正デジタル信号として出力する複素乗算部を更に具備し、
前記バ−スト引き込み部は、
前記補正デジタル信号と、前記有無情報とを入力し、前記位相情報を出力するキャリア再生部を具備し、
前記キャリア再生部は、
前記有無情報によって、前記位相情報の求め方を切り替えることを特徴とする請求項21記載のバ−スト復調装置。The digital demodulator
The digital reception signal and phase information that is one of the pull-in execution variables are input, phase adjustment is performed by complex multiplication of the phase information to the digital reception signal, and a complex digital signal that is output as the corrected digital signal is output. A multiplier,
The burst lead-in part is
A carrier reproducing unit that inputs the corrected digital signal and the presence / absence information and outputs the phase information;
The carrier reproduction unit
The burst demodulator according to claim 21, wherein a method of obtaining the phase information is switched according to the presence / absence information.
前記補正デジタル信号を入力し、前記補正デジタル信号のIQ平面上の位相が1シンボル毎に交互に0、πの理想状態になるよう前記位相情報を求めるものであって、
前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく位相差分情報を求める位相差分情報出力部と、
前記位相差分情報から位相調整値を求める位相調整値出力部と、
前記位相調整値と前回求めた前記位相情報とから新たな前記位相情報を求める位相情報出力部と、を具備し、
前記位相調整値出力部は、
同じ値の前記位相差分情報に対し、前記位相調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とする請求項25記載のバ−スト復調装置。The carrier reproduction unit
The correction digital signal is input, and the phase information is obtained so that the phase on the IQ plane of the correction digital signal alternately becomes an ideal state of 0 and π for each symbol,
A phase difference information output unit for obtaining phase difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state;
A phase adjustment value output unit for obtaining a phase adjustment value from the phase difference information;
A phase information output unit for obtaining new phase information from the phase adjustment value and the phase information obtained last time;
The phase adjustment value output unit is
The phase adjustment value for the phase difference information having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. 25. A burst demodulation device according to 25.
前記デジタル受信信号と前記引き込み実行用変数の1つである振幅情報とを入力し、前記デジタル受信信号に前記振幅情報を乗算することで振幅調整を行って、前記補正デジタル信号として出力する乗算部を更に具備し、
前記バ−スト引き込み部は、
前記補正デジタル信号と、前記有無情報とを入力し、前記振幅情報を出力するゲイン調整部を具備し、
前記ゲイン調整部は、
前記有無情報によって、前記振幅情報の求め方を切り替えることを特徴とする請求項21記載のバ−スト復調装置。The digital demodulator
A multiplier that inputs the digital received signal and amplitude information that is one of the pull-in execution variables, performs amplitude adjustment by multiplying the digital received signal by the amplitude information, and outputs the corrected digital signal Further comprising
The burst lead-in part is
The correction digital signal and the presence / absence information are input, and a gain adjustment unit that outputs the amplitude information is provided.
The gain adjusting unit is
The burst demodulator according to claim 21, wherein the method for obtaining the amplitude information is switched according to the presence / absence information.
前記補正デジタル信号を入力し、前記補正デジタル信号のI,Qそれぞれの振幅が基準値をとる理想状態になるよう前記振幅情報を求めるものであって、
前記補正デジタル信号の状態と前記理想状態との差に基づく振幅差分情報を求める振幅差分情報出力部と、
前記振幅差分情報から振幅調整値を求める振幅調整値出力部と、
前記振幅調整値と前回求めた前記振幅情報とから新たな前記振幅情報を求める振幅情報出力部と、を具備し、
前記振幅調整値出力部は、
同じ値の前記振幅差分情報に対して前記振幅調整値を、前記有無情報が不安定を示している時は大きく、前記有無情報が安定を示している時は小さくすることを特徴とする請求項27記載のバ−スト復調装置。The gain adjusting unit is
The correction digital signal is input, and the amplitude information is obtained so that each of the amplitudes I and Q of the correction digital signal is in an ideal state in which a reference value is obtained,
An amplitude difference information output unit for obtaining amplitude difference information based on a difference between the state of the corrected digital signal and the ideal state;
An amplitude adjustment value output unit for obtaining an amplitude adjustment value from the amplitude difference information;
An amplitude information output unit for obtaining new amplitude information from the amplitude adjustment value and the previously obtained amplitude information,
The amplitude adjustment value output unit includes:
The amplitude adjustment value with respect to the amplitude difference information having the same value is increased when the presence / absence information indicates instability, and is decreased when the presence / absence information indicates stability. 27. A burst demodulator according to 27.
プリアンブルとそれに続くデ−タ領域とからなるバースト信号を送信し、
前記プリアンブルは、30シンボル未満であり、その1シンボルの時間幅は、前記デ−タ領域の1シンボルの時間幅と同じであることを特徴とするバ−スト送信装置。A signal is transmitted to the burst demodulation device using the burst demodulation method according to any one of claims 1 to 14, or to the burst demodulation device according to any one of claims 16 to 29. A burst transmission device,
A burst signal consisting of a preamble followed by a data area is transmitted,
The preamble is less than 30 symbols, and the time width of one symbol is the same as the time width of one symbol in the data area.
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