JP2005033248A

JP2005033248A - 送受信システム

Info

Publication number: JP2005033248A
Application number: JP2003192656A
Authority: JP
Inventors: Akiko Furui; 晶子古井; Yoshishige Yoshikawa; 嘉茂吉川; Yoshio Horiike; 良雄堀池
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】送信側での帯域制限フィルタ使用による受信データの符号誤り率の劣化を防ぐこと。
【解決手段】Ａ／Ｄ変換機によりデジタル化されたｎ番目の受信データを１か０に特定をする演算手段１１３にしきい値テーブル１１４を備え、ｎ−１番目とｎ−２番目の受信データの組み合わせにより、異なったしきい値を比較手段６０２で使用すること。
【選択図】図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル無線通信装置等の送信部および受信部で使用するものであり、特に送信側に帯域制限フィルタを備え、受信側にしきい値を用いた演算手段を備えた送受信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の無線通信では、静止画や動画通信の要望増加に伴い伝送速度の高速化が求められている。しかし高速化は送信信号の占有帯域幅の広がりに繋がり、それによって隣接チャンネルへの妨害が増加する。これを防ぐとともに高速化を実現する場合には変調データの帯域に近いまたはそれより狭い帯域特性をもった帯域制限フィルタを送信側に用いればよい。しかしこれにより受信側の復調信号の信号振幅が変動することになり、結果復調する際の符号誤り率の劣化に繋がってしまう。そのため高速化を実現し尚且つ符号誤り率の劣化を最低限に抑えるために、受信側では受信データを特定する際に利用する演算手段に工夫がなされてきた。従来の演算手段としては、現在受信されているデータの前後のデータの遷移パターンによりしきい値を移動させ、受信データを１か０に特定するものがあった。その例として特許文献１に記載されているようなものがあった。図８は、前記特許文献１に記載された従来の受信データ特定用演算手段を示すものである。
【０００３】
図８において従来の受信データ特定に用いられた演算手段は４つのフリップフロップ（ＦＦ）７０１ａから７０１ｄ、データ特定手段７０２、オフセット選択部７０３、受信データ特定部７０４から成り立っていた。Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル化された受信データはフリップフロップ７０１ａと７０２ｂにより２シンボル遅延されｎ番目のデータａとなる。同時に、Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル化された受信データはデータ特定部７０２にも入力される。データ特定部７０２は基本のしきい値を取り入れ、入力された受信データを１か０に特定し、ｎ＋１番目の受信データとして出力する。データ特定部７０２から出力されたｎ＋１番目の受信データをフリップフロップ７０１ｃと７０１ｄを通したデータがｎ−１番目の受信データである。ｎ＋１番目とｎ―１番目の受信データは選択部７０３に入力され、選択部７０３はこの２つのデータを用い、符号誤り率を最低限に抑える最適なオフセット設定値を決定し、出力する。このオフセットは符号誤り率を最良化するためにしきい値を移動させなければいけない値で図面７のｂである。現在の受信データａとしきい値オフセット値ｂは受信データ特定部７０４に入力され、受信データ特定部７０４のしきい値は、基本のしきい値からしきい値オフセット値ｂの容量だけ移動され、現在のデータを特定していた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３３０５５７号公報（第１頁、第６図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成ではｎ番目のデータの特定のためにあらかじめｎ−１番目とｎ＋１番目の受信データの遷移パターンを特定しておく必要があるが、この時には一定のしきい値を使用し特定せざるをえない。だが帯域制限フィルタ使用により受信信号の振幅に変化が起こり振幅の中央が常に変動するため、一定のしきい値を用いたのでは符号誤り率が悪化する。すなわちｎ−１番目とｎ＋１番目の符号の特定に誤りが出る可能性が高くなる。さらにｎ−１番目とｎ＋１番目の受信データに誤りがあるのであれば、そのｎ−１番目とｎ＋１番目のデータを利用した従来の演算手段で取得されたｎ番目の受信データの特定での誤りの可能性も高くなる。つまりｎ番目の受信データだけではなく、演算手段に使われるすべての受信データが一定のしきい値ではなく遷移パターンを用い設定されたしきい値を利用するという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、一定のしきい値を利用せず受信データの遷移パターンに応じてしきい値を変化させることにより符号誤り率の改善を実現した送受信システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明はｎ−１番目とｎ−２番目の受信データの遷移パターンを用いＡ／Ｄ変換手段によってデジタル化された受信データの特定を行う。
【０００８】
本構成によって受信データ全てを符号誤り率の最適化を図り設定されたしきい値を用いて特定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は演算手段でｎ番目（ｎ：自然数）の受信データを特定する時にｎ−１番目以前の受信データの遷移パターンに応じて特定のためのしきい値を変更することにより、変調手段の送信データ帯域制限フィルタのＢＴ値を０．５以下に設定し受信データの振幅が変動しても、データ特定のためのしきい値を受信データアイ波形とともに変動させることになり、符号誤り率の最良化を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１に記載の演算手段をｎ−１番目以前の受信データの遷移パターンに対応したしきい値テーブルに基づいてしきい値を変更するとすることにより、受信データのアイ波形の中間点にしきい値を設けることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項１に記載の演算手段がｎ−１番目とｎ−２番目の受信データの遷移パターンに対応したしきい値のテーブルを持つことにより、ＢＴ値が０．５よりさらに低くなった場合でもｎ−２番目までの受信データを参照することにより符号誤り率の最良化を保つことができる。
【００１２】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における送信機と受信機の構成図である。
【００１４】
図１において、送信機１０７は局部信号源１０１、変調手段１０２、増幅手段１０３、送信データ入力端子１０４、送信データ帯域制限フィルタ１０５とアンテナ１０６から構成される。送信データ帯域制限フィルタ１０５は送信データ入力端子１０４から送信機１０７に入力された送信データの周波数帯域幅を制限し、伝送速度を増加しても隣接チャンネルに信号エネルギーがもれることを防ぐ。局部信号源１０１の出力は変調手段１０２にて送信データ帯域制限フィルタの出力によって変調され、増幅手段１０３を経てアンテナ１０６から放射される。
【００１５】
受信機１１７は増幅手段１０８、周波数変換手段１０９、検波手段１１０、Ａ／Ｄ変換手段１１１、サンプリングクロック発生手段１１２、演算手段１１３、しきい値テーブル１１４、受信データ出力端子１１５、とアンテナ１１６から構成される。増幅手段１０８はアンテナ１１６により受信された高周波信号を処理しやすいように増幅する。周波数変換手段１０９は受信信号の周波数を低い周波数に変換するためのものである。検波手段１１０は前記周波数変換手段の出力を検波し、アナログ波形の復調信号を出力し、Ａ／Ｄ変換手段１１１により前記アナログ信号をデジタル信号に変換する。このときサンプリングクロック１１２に基づいて、ある一定の周期で受信データが出力される。サンプリングクロックは送信データの変調サンプリングタイミングに同期した信号である。演算手段１１３はしきい値テーブル１１４を備えており、デジタル化された復調信号をそれ以前の遷移パターンによりしきい値テーブル１１４に保存されているしきい値から最適なものを選択し、受信データを１か０に特定する。
【００１６】
ここで送信側の具体的な構成を、送信データ帯域制限フィルタにガウスフィルタを用いた場合について説明する。ガウスフィルタの伝達関数はＧ（ｆ）＝ｅｘｐ｛−（ｆ／ｆ_ｏ）^２｝であり、パラメータｆ_ｏをＢを用いて表すと、
【００１７】
【数１】

【００１８】
すなわちＧ（ｆ）＝ｅｘｐ｛−２ｌｎ２（ｆＴ／ＢＴ）^２｝である。ここでＢは３ｄＢ帯域幅を表し、｜Ｇ（ｆ）｜^２＝１／２となる場合の３ｄＢカットオフ周波数ｆｃの帯域幅である。ただしＢ＝２＊ｆｃである。すなわちフィルタのＢＴ積を０．５にした場合、Ｂはクロック周波数１／Ｔの１／２、ｆｃはＴの１／４に値し、伝達関数とフィルタの出力アイ開口は図２と図３のようになる。図２の様に、ＢＴ積を小さくすると変調後の占有帯域幅を小さくできるという利点がある。
【００１９】
そしてＢＴ＝０．５で変調した変調波を受信側で検波した場合のアイ波形は図３の様になる。サンプリングタイミングは横軸の−１，０，１の各点であるが、データによりアイ波形の振幅が異なっていることが分かる。ＢＴ積が大きい（１以上）場合にはデータによる振幅差はほとんど現れないが、上記のようにＢＴ積が小さくなり、特に０．５以下では振幅が大きく変動するためデータの判定が困難になる。
【００２０】
そこで本発明では、データ判定のためのしきい値を動的に変化させる構成をとる。図４（ａ）から（ｄ）を用いて、本発明の実施例１におけるしきい値テーブル１１４のしきい値の設定方法を説明する。図４は送信データ帯域制限フィルタ１０５の出力により変調手段１０２で変調された高周波信号のアイ波形を表している。
【００２１】
図４のアイ波形で太線で示されている各波形は、ｎ−２番目とｎ−１番目の受信データの４つの異なった組み合わせと、ｎ番目のデータが１あるいは０である場合にとる電圧波形の関係をそれぞれ計算したものである。ｎ−１番目およびｎ−２番目のデータ値によって、ｎ番目のタイミングでの電圧値の範囲が制限されていることが分かる。そして、しきい値テーブル１１４に保存されている４つのしきい値はこの図４の波形をもとに定められている。４つのしきい値は図４（ａ）から（ｄ）に点線で示されている。つまりｎ−１番目とｎ−２番目の受信データの組み合わせにより、受信信号の波形からｎ番目の受信データが１の場合と０の場合の電圧範囲を想定し、しきい値をその電圧範囲の中央付近に設定している。ｎ−１番目のデータが１の場合（図４（ｂ）（ｄ））はしきい値をやや高め、ｎ−１番目のデータが０の場合（図４（ａ）（ｃ））は従来のしきい値よりやや低めに設定する。
【００２２】
図５と図６は、本発明の実施例１におけるしきい値テーブルの構成図であり、前期工程で定められた４つのしきい値の中からどのような工程でｎ番目のデータに相応しい一つが選択されるかを表す。図５と図６において、図８、図１、図２、図３、および図４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２３】
図６において、変調手段が２値の場合しきい値テーブル１１４にはｎ―２番目とｎ−１番目の受信データの４つの組み合わせにより、４つのしきい値が保存されている。この４つのしきい値は図５に４本の点線として示されており、ｎ−１番目のデータが０でｎ−２番目のデータが０の場合のしきい値０．７Ｖ、ｎ−１番目のデータが０でｎ−２番目のデータが１の場合のしきい値０．８Ｖ、ｎ−１番目のデータが１でｎ−２番目のデータが０の場合のしきい値１．１Ｖ、とｎ−１番目のデータが１でｎ−２番目のデータが１の場合のしきい値１．２Ｖの４つである。ここで検波波形は０Ｖ〜１．８Ｖまでの値をとり中央値は０．９Ｖである。ｎ−１番目受信データ入力端子２０４とｎ−２番目受信データ入力端子２０５に入力された受信データに対応して、４つのうち１つのしきい値が選択される仕組みになっている。
【００２４】
図７は、本発明の実施の形態１における受信データ演算手段の構成図であり前期工程で選択したしきい値を用いてどのようにｎ番目のデータが１か０に判定されるかを表す。図７において、図８、図１、図２、図３、図４および図５と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２５】
図７において、演算手段１１３はｎ番目Ａ／Ｄ変換手段出力値入力端子６０１、比較手段６０２、しきい値テーブル１１４、ｎ−１番目の受信データ入力端子６０４、ｎ−２番目のデータ入力端子６０５、ｎ番目受信データ出力端子６０６から成る。比較手段６０２はｎ番目Ａ／Ｄ変換手段出力値入力端子６０１に入力されたＡ／Ｄ変換手段によりデジタル化されたｎ番目のデータの電圧を１か０に特定する。比較手段６０２はｎ番目の受信データの電圧としきい値テーブル１１４から選択されたしきい値とを比較し、前記しきい値より大きい場合は１、前記しきい値より小さい場合は０と特定し、出力端子６０６より特定したデータ値を出力する。
【００２６】
なお本実施の形態において、２値変調として４つのしきい値をもうけたが、変調の種類によって、それに適した個数のしきい値をもうけてもよい。
【００２７】
また受信側の検波波形の電圧振幅のピーク値や平均値などの統計値などを測定し、しきい値テーブルの値を補正する構成をとっても良い。例えば検波波形の振幅が小さいときにはしきい値の変化を小さくし、前記振幅が大きいときにはしきい値の変化を大きくするといった操作を行うことができる。
【００２８】
また、しきい値テーブルはｎ−１番目とｎ−２番目のデータに対応してｎ番目のしきい値を設定したが、ｎ−１番目のデータのみに対応して設定しても良い。特に送信データ帯域制限フィルタの帯域が比較的広めのときにはｎ−１番目のデータだけでしきい値を決定することができ、テーブルの数が少ないため演算量およびメモリー量を削減することが可能である。
【００２９】
またｎ−１番目、ｎ−２番目に加えてｎ−３番目以前のデータに対応してｎ番目のしきい値を設定してもよい。特に送信データ帯域制限フィルタの帯域を狭くした場合にデータ特定の精度を上げることが出来る。
【００３０】
また、本実施例では送信データ帯域制限フィルタとしてＢＴ積が０．５のガウスフィルタを用いたが、０．５より小さい例えば０．３などのフィルタを用いても良い。
【００３１】
またガウスフィルタの代わりに任意の周波数特性をもつローパスフィルタを用いることができる。
【００３２】
かかる構成によれば、ｎ−１番目とｎ−２番目の受信データを元に、符号誤り率の最良化を図るしきい値の設定ができ、それを元にしたしきい値テーブル１１４を比較手段６０２で使用することにより、ｎ番目の受信データが符号誤り率の最良化を図ったしきい値テーブル１１４により１か０に判断されることになる。また送信側に帯域制限フィルタ１１４を用い、受信側にしきい値テーブルを用いた演算手段１１３をＡ／Ｄ変換手段１１１の直後に用いることにより、帯域制限フィルタの帯域を狭くしても符号誤り率の劣化を防ぎ送受信ができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の送信機、受信機構成によれば、チャンネル幅の広がりをフィルタにより抑えても、符号誤り率の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における送信機と受信機の構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるガウスフィルタの伝達関数を示す図
【図３】本発明の実施の形態１におけるガウスフィルタの出力アイ開口を示す図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１におけるしきい値テーブル１１４のしきい値の設定方法を示す図（ｎ−１＝０，ｎ−２＝０の場合）
（ｂ）本発明の実施の形態１におけるしきい値テーブル１１４のしきい値の設定方法を示す図（ｎ−１＝１，ｎ−２＝０の場合）
（ｃ）本発明の実施の形態１におけるしきい値テーブル１１４のしきい値の設定方法を示す図（ｎ−１＝０，ｎ−２＝１の場合）
（ｄ）本発明の実施の形態１におけるしきい値テーブル１１４のしきい値の設定方法を示す図（ｎ−１＝１，ｎ−２＝１の場合）
【図５】本発明の実施の形態１におけるしきい値の図
【図６】本発明の実施の形態１におけるしきい値テーブルの構成図
【図７】本発明の実施の形態１における受信データ演算手段の構成図
【図８】従来の復調手段の構成図
【符号の説明】
１０１局部信号源
１０２変調手段
１０７送信機
１１０検波手段
１１１Ａ／Ｄ変換手段
１１３演算手段
１１４しきい値テーブル
１１７受信機
６０２比較手段
７０４受信データ特定部

Claims

高周波信号を発生する局部信号源と前記局部信号源の出力を送信データに基づいて変調する変調手段を備えた送信機と、前記送信機からの高周波信号を受信し検波する検波手段と前記検波手段の出力であるアナログ信号を所定のサンプリングタイミングでデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と前記Ａ／Ｄ変換手段の出力から受信データを特定するための演算手段を備えた受信機から成り、前記変調手段の送信データ帯域制限フィルタのＢＴ値を０．５以下に設定し、前記演算手段はｎ番目（ｎ：自然数）の受信データを特定する時にｎ−１番目以前の受信データの遷移パターンに応じて前記特定のためのしきい値を変更することを特徴とする送受信システム。
演算手段はｎ−１番目以前の受信データの遷移パターンに対応したしきい値のテーブルを持ち前記テーブルに基づいて前記しきい値を変更する前記請求項１記載の送受信システム。
演算手段はｎ−１番目とｎ−２番目の受信データの遷移パターンに対応したしきい値のテーブルを持つ前記請求項２記載の送受信システム。