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非同期符号変調信号受信装置

国内特許コード P120008265
掲載日 2012年11月19日
出願番号 特願2006-149933
公開番号 特開2007-324704
登録番号 特許第4945747号
出願日 平成18年5月30日(2006.5.30)
公開日 平成19年12月13日(2007.12.13)
登録日 平成24年3月16日(2012.3.16)
発明者
  • 原田 政明
出願人
  • 国立大学法人京都工芸繊維大学
発明の名称 非同期符号変調信号受信装置
発明の概要

【課題】従来技術に比較して簡単な構成を有し、非同期符号変調信号をより正確に復号化する。
【解決手段】本発明に係る非同期符号変調信号受信装置は、予め決められた複数の符号を用いる所定の符号変調方式を用いて、データ信号に従って符号変調された符号変調信号を受信信号として受信して復号化する。当該非同期符号変調信号受信装置において、直交信号周波数変換回路20は、受信された受信信号を実質的に互いに直交する2つの信号に変換し、ディジタル相関器10は、変換された2つの信号に対して上記複数の符号を乗算した後加算し、加算結果の出力値信号に基づいて、上記複数の符号との相関値の尤度を計算する。同期判定器11は、計算された相関値の尤度に基づいて上記受信信号の符号と同期点を判定することにより復号化されたデータ信号を決定して出力する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来技術に係る受信装置では、変調された信号のデータ判定と信号の同期点(タイミング)を検出することは、別々のプロセスで行われていた。データ判定と同期点の検出のための装置を別に用意しなければならないためシステムが複雑になる。同期がうまくとれないためにデータ判定ができない場合や、同期がとれていてもデータの判定に誤るということが起こる。



信号のタイミング同期とデータ判定を別々のプロセス及び回路で行う従来技術に係る通信システムにおいては、受信機では、信号のタイミングを一致させるために、同期捕捉と同期保持という2つの行程を行うのが一般的である。同期捕捉のためには、例えば、IQ整合フィルタバンクを用いており、信号のタイミングが一致したときに、整合フィルタはより大きな値を有する出力信号を出力する。そして、当該出力信号を論理回路に入力し、しきい値判定することで同期点を検出する。同期点を検出したら同期保持を行い、遅延ロックループ(Delay Locked Loop: 以下、DLLという。)によるクロックタイミングの調整を行う。これは、局部発振器の位相を遅らせるようにし、遅れ位相とその相関があれば位相を進めるように制御するループである。論理回路では、しきい値判定により一つでも同期した符号、時点が存在すれば同期保持へ移行し、DLLによる制御が行われる。しきい値判定により同期した符号、時点がなければ非同期状態なので、再び同期捕捉モードとなり、同期点の検出を行う。



図14は特許文献1において開示された従来技術に係る符号変調装置の構成を示すブロック図であり、図15は特許文献1において開示された従来技術に係る符号変調信号受信装置の構成を示すブロック図である。また、図16は図15の相関器74の構成を示すブロック図であり、図17は図16の相関器74の変形例である論理回路による相関器74Aの構成を示すブロック図であり、図18は図16の復調器76の構成を示すブロック図である。さらに、図19は図18の計算機114,124の構成を示すブロック図であり、図20は図18の計算機113,123の構成を示すブロック図である。



図14の符号変調装置は、複数N個の符号をそれぞれ発生するN個の符号発生器70-1乃至70-Nと、シリアル/パラレル変換器(以下、S/P変換器という。)71と、スイッチ72とを備えて構成される。送信側の符号変調装置では、N個の符号C1乃至CNをそれぞれ符号発生器70-1乃至70-Nにより発生し、入力端子T11を介して入力される入力データ信号をS/P変換器71によりmビット毎にS/P変換してS/P変換された信号に基づいてスイッチ72の切り換えを制御することにより、mビットの入力データ信号のデータビットに応じてn(<N)個の符号を合成することにより符号変調して出力端子T12を介して送信する。



受信側の図15の符号変調信号受信装置は、受信インターフェース73と、相関器74と、同期コントローラ75と、復調器76と、キャリア検出器77とを備えて構成される。符号変調信号受信装置では、入力端子T21を介して入力した受信信号を受信インターフェース73により所定の信号変換した後、相関器74により各符号の相関出力信号を得る。



図16は、表面弾性波(Surface Acoustic Wave;以下、SAWという。)フィルタのSAW畳み込み器78-1乃至78-Nを用いた相関器74の構成を示す図である。相関器74は、同相成分の信号系列を予め記憶しており、直交成分の信号系列の相関と合成する構成ではない。直交成分の信号系列を得るためには、受信インターフェース73における信号処理において、入力端子T21を介して入力される受信信号を同相と直交の2成分に分ける必要がある。そのため、このシステムでは、受信インターフェース73において位相が補正されているか、周波数シフトを伴わない通信システムを想定したもの、もしくは、有線通信などの送受信機間で位相変化のない通信システムを想定した構成になっている。




【特許文献1】特開平9-069800号公報。

【非特許文献1】丸林元ほか著,「スペクトル拡散通信とその応用」,電子情報通信学会発行,pp.94-146,1998年5月10日発行。

【非特許文献2】D. A. Gandolfo et al., "Analog-binary CCD Correlator: a VLSI signal processor", IEEE Transaction on Electron Devices, Vol. 26, No. 4, pp.596-603, April 1979。

【非特許文献3】P. Bosshart, "An Integrated Analog Correlator using Charge-Coupled Devices", Proceedings of IEEE ISSCC'76, pp. 198-199, February 20, 1976。

産業上の利用分野


本発明は、例えばディジタル通信システムに用いられ、受信される非同期符号変調信号を復号化する非同期符号変調信号受信装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
予め決められた複数の符号を用いる所定の符号変調方式を用いて、データ信号に従って符号変調された符号変調信号を受信信号として受信して復号化する非同期符号変調信号受信装置において、
上記受信された受信信号を実質的に互いに直交する2つの信号に変換する変換手段と、
上記変換手段により変換された2つの信号に対して上記複数の符号を乗算した後加算し、加算結果の出力値信号に基づいて、上記複数の符号との相関値の尤度を計算する相関器手段と、
上記相関器手段により計算された相関値の尤度に基づいて上記受信信号の符号と同期点を判定することにより復号化されたデータ信号を決定して出力する同期判定手段とを備えたことを特徴とする非同期符号変調信号受信装置。

【請求項2】
上記相関器手段は、入力されるクロックに基づいて上記複数の符号との相関値の尤度を計算し、
上記同期判定手段は、上記相関器手段により計算された尤度及び上記受信信号に基づいて同期点を検出し、検出された同期点が正確であるか否かについて上記受信信号に基づいて検証し、正確であると判断されたときに、上記受信信号に基づいて上記クロックの発生タイミングを調整することにより当該同期点で復号化してデータ信号を出力する遅延同期ループ回路を含むことを特徴とする請求項1記載の非同期符号変調信号受信装置。

【請求項3】
上記相関値の尤度は、互いに隣接するシンボル区間の出力値信号に基づき、所定の時点での尤度が所定の確率変数であると仮定したときの尤度と、符号の情報ビットが独立であると仮定したときの符号の生起確率とに基づいて、判定事前確率を考慮して計算された相関値の尤度であることを特徴とする請求項1又は2記載の非同期符号変調信号受信装置。

【請求項4】
上記相関値の尤度は、互いに隣接するシンボル区間の出力値信号に基づき、所定の時点での尤度が所定の確率変数であると仮定したときの尤度と、符号の情報ビットが独立であると仮定したときの符号の生起確率とに基づいて、自己及び相互相関を考慮して計算された相関値の尤度であることを特徴とする請求項1又は2記載の非同期符号変調信号受信装置。

【請求項5】
上記相関値の尤度は、互いに隣接する一連の複数の時点での符号系列の出力値信号に基づいて、時点及び符号に関する所定の最尤系列推定の尤度関数を用いて計算された相関値の尤度であることを特徴とする請求項1又は2記載の非同期符号変調信号受信装置。
産業区分
  • ラジオ放送
  • 電信
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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