JP2011166597A - 搬送波位相補正回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】受信ベースバンド信号に対して搬送波位相補正を行うための平均化フィルタ12を有する搬送波位相補正部10と、搬送波位相補正部10からの出力信号の補正後EVMを算出する補正後EVM算出部20と、補正後EVMに基づいて、平均化フィルタ12に対する時定数情報を算出して出力する最適時定数算出部30とを備えている。最適時定数算出部30は、平均化フィルタ12の時定数候補を時定数情報として順次に出力するとともに、補正後EVMの値を用いて、時定数候補の中から最適と予想される時定数を抽出し、最適な時定数情報として出力する。
【選択図】図1
Description
一方、時定数を小さく設定する場合には、平均化効果が低くなり、雑音への耐性が弱まるが、速い時変動への追従性能の点で有利となる。
図1はこの発明の実施の形態1に係る搬送波位相補正回路(受信機の復調回路機能)を示すブロック構成図である。
ここでは、変調方式をQPSK(Quadriphase Phase Shift Keying)と仮定した場合に、搬送波位相補正部10として前述の非特許文献1に記載の回路を適用した構成例を示している。
時定数設定部32は、最小EVM検出部31において最適な時定数情報が確定するまでは、時定数候補を順次に出力し、最小EVM検出部31において最適な時定数情報が確定した後は、最適な時定数情報を出力する。
ここで、最適時定数算出モードの割り当て方法について、一例を挙げて説明する。
図2において、装置電源投入後の最適時定数算出モードでは、最適な時定数情報の算出が行われ、続くデータ通信モードでは、算出した最適な時定数情報に基づくデータ通信が行われる。
図3において、プリアンブル(PR)/ユニークワード(UW)の時間帯では、最適な時定数情報の算出が行われ、続くデータ通信モードでは、算出した最適な時定数情報に基づくデータ通信が行われる。その後、次のパケット単位の通信までの間は、無送信時間となる。
前述のように、搬送波位相補正部10は、図1に示す回路構成および他の回路構成の場合を含めて、平均化フィルタ12の時定数を大きく設定することにより、雑音に対する耐性を高めることが可能であるものの、受信位相点の回転として観測される劣化要因(搬送波周波数オフセット補正処理後に残留する搬送波周波数オフセットや位相雑音など)に対しては、時定数を必要以上に大きく設定してしまうと、回転成分にうまく追従できないので、補正後の位相点に回転成分が残留してしまう可能性がある。
ここで、黒領域の分布広がり具合は、補正後EVMの値に対応しているものとする。
すなわち、図4(a)においては、図4(b)と比較して、雑音による受信点自体(黒領域)の大きさは大きくなるものの、回転成分の残留量は少ない結果となる。
すなわち、図4(c)においては、図4(b)と比較して、雑音による受信点自体の大きさは小さくなるものの、回転成分の残留量は大きい結果となる。
一方、回転成分が無視できる状態にあり、雑音の影響が支配的な環境下においては、時定数を可能な限り大きい値に設定し、雑音への耐性を高めることが望ましい。
ここでは、図2、図3に示したように、連続通信システムまたはパケット通信システムにおいて、最適時定数算出モードとデータ通信モードとを時間的に分離して割り当てる場合を想定して説明する。
図5は最適時定数算出部30による最適時定数算出モード時の動作を示すフローチャートである。
このとき、時定数情報を変更する時間間隔は、各時定数情報において十分な平均化効果が得られる時間長に設定される。これにより、各時定数における補正後EVMの値を、高精度に算出することが可能となる。
最適な時定数情報が算出された後のデータ通信モードにおいては、算出した最適な時定数情報を平均化フィルタ12の時定数として設定し、搬送波位相補正部10によるデータ復調処理が行われる。
時定数設定部32は、最小EVM検出部31において最適な時定数情報が確定するまでは、時定数候補を順次に出力し、最小EVM検出部31において最適な時定数情報が確定した後は、最適な時定数情報を出力する。
なお、上記実施の形態1(図1)では、特に言及しなかったが、図6のように、受信機S/N算出部40を設けるとともに、最適時定数算出部30A内に時定数範囲制限部33を追加し、受信機S/Nの値を用いて、時定数候補に対して時定数範囲を制限するように構成してもよい。
また、最適時定数算出部30Aは、受信機S/Nを入力情報として時定数の制限範囲を設定する時定数範囲制限部33を備えている。
最適時定数算出部30A内の時定数設定部32Aは、最小EVM検出部31からの最小EVMと、時定数範囲制限部33からの制限範囲とに基づいて、平均化フィルタ12に対する時定数情報を出力する。
前述と同様に、最適時定数算出部30Aにおいては、最適時定数算出モード時とデータ通信モード時とで動作内容が異なるが、ここでは、図8に示す最適時定数算出モード時の動作について説明する。
まず、受信機S/N算出部40は、受信機のS/Nを受信機S/Nとして算出する(ステップS11)。
なお、受信機S/Nとは、図4に示した位相点の回転成分を除外した形での、純粋な受信機の熱雑音を分母とした値を想定する。
これにより、搬送波周波数オフセットや位相雑音による回転成分を除外した形での、純粋な受信機の熱雑音を分母とした受信機S/Nの算出が可能となる。
以下、最適時定数算出部30Aは、前述と同様の処理(ステップS1〜S6)により、最適な時定数情報を算出する。
位相点の回転成分を無視して考えた場合、前述の通り、時定数を大きく設定するにつれて、受信機S/Nが劣悪な場合にも、良好な通信品質を得ることが可能である。
時定数範囲制限部33は、入力される受信機S/Nと変換テーブルとにより、当該受信機S/Nにおいて必要とされる時定数の下限値を算出し、その周辺を時定数候補として抽出する。
たとえば、図7の例において、受信機S/Nが「7dB」(矢印参照)と算出されたと仮定した場合、回転成分を無視して考えれば、所望の通信品質を得るための最適な時定数情報は、「256シンボル」以上と定まる。
一方、回転成分が無視できるほど小さい場合には、「256シンボル」以上(たとえば、512シンボルなど)の時定数を用いた方が、良好な通信品質を得られる可能性もある。
なお、時定数範囲の制限規約については、特に規定されることはなく、装置の設計思想に応じて任意に設定され得る。
また、最適時定数算出部30Aは、受信機S/Nの値を用いて、時定数候補に対して時定数範囲を制限する時定数範囲制限部33を備えている。
また、時定数範囲制限部33を用いて、最適な時定数情報となり得る時定数候補の数に制限を加えることができるので、最適時定数算出部30Aの処理過程における演算量および演算時間の削減を実現することが可能となる。
Claims (3)
- 受信ベースバンド信号に対して搬送波位相補正を行うための平均化フィルタを有する搬送波位相補正部と、
前記搬送波位相補正部からの出力信号の補正後EVMを算出する補正後EVM算出部と、
前記補正後EVMに基づいて、前記平均化フィルタに対する時定数情報を算出して出力する最適時定数算出部とを備え、
前記最適時定数算出部は、前記平均化フィルタの時定数候補を前記時定数情報として順次に出力するとともに、前記補正後EVMの値を用いて、前記時定数候補の中から最適と予想される時定数を抽出し、最適な時定数情報として出力することを特徴とする搬送波位相補正回路。 - 前記最適時定数算出部は、前記補正後EVMを入力情報とする最小EVM検出部と、前記時定数情報を出力する時定数設定部とを含み、
前記最小EVM検出部は、前記時定数候補の中から、前記補正後EVMが最小となる時定数を前記最適な時定数情報として検出し、
前記時定数設定部は、
前記最小EVM検出部において前記最適な時定数情報が確定するまでは、前記時定数候補を順次に出力し、
前記最小EVM検出部において前記最適な時定数情報が確定した後は、前記最適な時定数情報を出力することを特徴とする請求項1に記載の搬送波位相補正回路。 - 前記受信ベースバンド信号の受信機S/Nを算出する受信機S/N算出部を備え、
前記最適時定数算出部は、前記受信機S/Nの値を用いて、前記時定数候補に対して時定数範囲を制限する時定数範囲制限部を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の搬送波位相補正回路。
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