JP3583932B2 - 復調装置及び復調方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信信号から変調方式を判定し、その変調方式に応じてデータを復調する復調装置及び復調方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の変調方式の中から１つを特定してデータ通信を行うシステムとしては、例えば、特開平５−１３００８２号公報及び特開平７−１２３０１７号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
前者の特開平５−１３００８２号公報のものは、図２０に示すように、基地局１に近い移動端末２，３に対しては周波数利用効率の高い変調方式であるＱＰＳＫを用い、基地局１から遠く離れた移動端末４，５に対しては雑音に強い変調方式である１６ＱＡＭを用いて通信を行う可変変調通信方式を使用したもので、各移動端末２〜４は基地局１からの制御信号を受信してその品質をチェックし、その品質に基づいて基地局１に希望の変調方式を通知し、基地局１では受信信号の品質をチェックして希望の変調方式で通信ができるかを判断して変調方式を指定し通信を開始するようになっている。
【０００４】
また、後者の特開平７−１２３０１７号公報のものは、図２１に示すように、受信装置にＦＭ復調部１１、ＰＭ復調部１２、ＢＰＳＫ復調部１３を設け、アンテナ１４で受けた受信波を、受信部１５にて低雑音増幅及び中間周波信号へ周波数変換した後、各復調部１１，１２，１３へ分配送出し、各復調部１１，１２，１３では、対応する変調信号が入力されるとその信号を復調しビデオ信号を信号切替器１６に出力するとともに復調判定信号を復調判定回路１７に出力するようになっている。そして、復調判定回路１７は各復調部からの復調判定信号を受けて現在どの復調部が動作中であるかを判定し、信号切替器１６に切替制御信号を送出するようになっている。信号切替器１６は各復調部からのビデオ信号を受け、復調判定回路１７からの復調判定信号によりビデオ信号を選択してモニタ装置１８やデータ処理装置１９に出力するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の公報のものは、移動端末が基地局に対して希望の変調方式を通知しなければならず、従って、変調方式の変更希望がある度に希望の変調方式を通知することになり、基地局と移動端末との間の変調方式の設定が面倒であった。
【０００６】
また、後者の公報のものは、受信装置側に各種変調方式に対応した複数の復調部とこの各復調部からのビデオ信号を選択的に出力する信号切替器を設けなければならず、受信装置の構成が複雑化する問題があった。
【０００７】
そこで、請求項１乃至３記載の発明は、受信側で変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができ、しかも、使用する復調部を１個にして構成の簡単化を図ることができる復調装置を提供する。
また、請求項３記載の発明は、さらに、変調方式をより確実に判定できる復調装置を提供する。
【０００８】
また、請求項４乃至６記載の発明は、受信側で変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができ、しかも、使用する復調部を１個にして構成の簡単化を図ることができる復調方法を提供する。
また、請求項６記載の発明は、さらに、変調方式をより確実に判定できる復調方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出する振幅検出手段と、この振幅検出手段の振幅検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定する判定手段と、この判定手段が判定した変調方式に合わせてデータを復調するデータ復調手段を備えた復調装置にある。
【００１０】
請求項２記載の発明は、受信した変調信号から複数の段階に検波された同相成分及び直交成分をそれぞれビットデータに変換して両者を合わせたデータを、変調シンボルを表わす各信号点を連続した数値で表わしたデータのうち、現在の信号点を示す該当するデータに変換すると共に１つ前の信号点を表わしていたデータと比較演算を行い、この演算結果と位相偏移量と復調データの対応関係を示した復調データテーブルを基に、現時点の信号点と１つ前の信号点間の位相偏移量を検出する位相偏移量検出手段と、この位相偏移量検出手段が検出した位相偏移量により変調方式を判定する判定手段と、位相偏移量を判定手段が判定した変調方式に合わせて復調するデータ復調手段を備えた復調装置にある。
【００１１】
請求項３記載の発明は、受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出する振幅検出手段と、この振幅検出手段の振幅検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定する第１の判定手段と、受信した変調信号の変調シンボル間の位相偏移量を検出する位相偏移量検出手段と、この位相偏移量検出手段が検出した位相偏移量により変調方式を判定する第２の判定手段と、各判定手段の判定結果に応じてデータを復調するデータ復調手段を備えた復調装置にある。
【００１２】
請求項４記載の発明は、受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出し、この検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定し、この判定した変調方式に合わせてデータを復調する復調方法にある。
【００１３】
請求項５記載の発明は、受信した変調信号から複数の段階に検波された同相成分及び直交成分をそれぞれビットデータに変換して両者を合わせたデータを、変調シンボルを表わす各信号点を連続した数値で表わしたデータのうち、現在の信号点を示す該当するデータに変換すると共に１つ前の信号点を表わしていたデータと比較演算を行い、この演算結果と位相偏移量と復調データの対応関係を示した復調データテーブルを基に、現時点の信号点と１つ前の信号点間の位相偏移量を検出し、この検出した位相偏移量により変調方式を判定し、位相偏移量を判定した変調方式に合わせて復調する復調方法にある。
【００１４】
請求項６記載の発明は、受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出し、この検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定し、判定不能な場合には、続いて、受信した変調信号の変調シンボル間の位相偏移量を検出し、この検出した位相偏移量により変調方式を判定し、変調方式を判定した時点でその判定結果に応じてデータを復調する復調方法にある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は変調方式としてＭＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式を使用した場合を例として述べる。
【００１６】
先ず、ＭＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の信号点配置について述べる。
図１は、受信信号の同相成分（Ｉ）の受信レベルと直交成分（Ｑ）の受信レベルを直交座標軸上に表わしたもので、４個の「×」がＭＳＫ変調の信号配置点を表わし、８個の「○」がπ／４シフトＱＰＳＫ変調の信号配置点を表わしている。同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）は、それぞれ３段階「＋１，０，−１」にレベル付けされ、さらに、この３段階のレベルは２ビットのデータ「０１，００，１０」に変換され、同相成分（Ｉ）が「ａ１，ａ３」の２ビット、直交成分（Ｑ）が「ａ２，ａ４」の２ビットとして、最終的には、図２に示すように、「ａ１，ａ２，ａ３，ａ４」の４ビットで１つの変調シンボルを表わす信号点となっている。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図３は復調装置の構成を示すブロック図で、無線電波を受信する受信アンテナ２１、このアンテナ２１が受信した受信信号を増幅し、必要に応じて周波数変換を行う受信部２２、この受信部２２からの受信信号を分岐する分岐部２３、この分岐部２３にて分岐した受信信号から基準搬送波を使用して同相成分（Ｉ）の検波を行う同期検波器（Ｉ）２４、前記分岐部２３にて分岐した受信信号から基準搬送波を使用して直交成分（Ｑ）の検波を行う同期検波器（Ｑ）２５、受信信号からクロックの同期をとり、基準搬送波を再生するクロック同期・基準搬送波再生部２６を設けている。そして、前記クロック同期・基準搬送波再生部２６からの基準搬送波を前記同期検波器（Ｉ）２４に直接供給するとともにπ／２位相をずらせて前記同期検波器（Ｑ）２５に供給している。
【００１８】
また、前記クロック同期・基準搬送波再生部２６にて受信信号から同期をとったクロックにより、変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルを検出するとともにクロックを整数倍あるいは位相をずらすことで変調シンボル間の任意のタイミングで振幅レベルを検出する振幅検出手段としての振幅レベル検出部２７、前記同期検波器（Ｉ）２４にて同期検波された３段階のレベル信号「＋１，０，−１」を２ビットのデータ「０１，００，１０」に変換する３値−２値変換部（Ｉ）２８、前記同期検波器（Ｑ）２５にて同期検波された３段階のレベル信号「＋１，０，−１」を２ビットのデータ「０１，００，１０」に変換する３値−２値変換部（Ｑ）２９を設けている。
【００１９】
また、前記各３値−２値変換部２８，２９からの２ビットのデータを合わせて４ビットにし、前記振幅レベル検出部２７により検出された受信信号の変調シンボル間の任意のタイミングの振幅レベル情報と、メモリ３０に記憶されている変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報とを比較して変調方式を判定し、合成した４ビットのデータから判定した変調方式に合わせてデータを復調し出力する判定手段とデータ復調手段を兼ね備えた受信バッファ３１と、前記クロック同期・基準搬送波再生部２６、振幅レベル検出部２７、メモリ３０及び受信バッファ３１を制御する制御部３２を設けている。
【００２０】
前記振幅レベル検出部２７は、図４に示すように、分岐部２３から出力された受信信号から包絡線を取出す帯域フィルタ２７１、この帯域ファイルタ２７１を通過した信号から包絡線のレベルを検出する包絡線検出器２７２、前記制御部３２からの制御信号によって前記クロック同期・基準搬送波再生部２６から出力される同期クロックを取込んで変調シンボル間の任意のタイミングの振幅レベルと変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルを検出するためのサンプルクロックを生成するサンプルクロック生成部２７３及びこのサンプルクロック生成部２７３からのサンプルクロックのタイミングで振幅レベルをサンプリングし、前記受信バッファ３１に振幅レベル信号を供給するレベル判定器２７４によって構成している。
【００２１】
次に、復調装置の作用について述べる。
受信アンテナ２１からの受信信号はＭＳＫ変調かπ／４シフトＱＰＳＫ変調かによって包絡線の特性が異なる。図５はＭＳＫ変調の包絡線の特性を示し、図６はπ／４シフトＱＰＳＫ変調の包絡線の特性を示している。
【００２２】
ＭＳＫ変調の場合は、変調シンボルを表わす信号点が図５の（ａ） に示すように、Ａ点→Ｂ点→Ｃ点と位相偏移しても、包絡線レベルは図５の（ｂ） に示すように常に一定のままとなる。これに対し、π／４シフトＱＰＳＫ変調の場合は、変調シンボルを表わす信号点が図６の（ａ） に示すように、Ｘ点→Ｙ点→Ｚ点と位相偏移すると、包絡線レベルは図６の（ｂ） に示すようにＸ点からＹ点並びにＹ点からＺ点への偏移の間にそれぞれ包絡線レベルが一旦小さくなり、再びもとのレベルに戻る。
【００２３】
従って、例えば、前記振幅レベル検出部２７において前記クロック同期・基準搬送波再生部２６にて同期をとったクロックの２倍の間隔で変調シンボルを表わしている時点（Ａ、Ｂ、Ｃ点あるいはＸ、Ｙ、Ｚ点）の振幅レベルと変調シンボル間の中間点（ＡＢ、ＢＣ点あるいはＸＹ、ＹＺ点）での振幅レベルを交互に検出して２つの検出結果を比較し、検出したレベルに変化がなければＭＳＫ変調、レベルに変化があればπ／４シフトＱＰＳＫ変調であると判定することができる。
【００２４】
そこで、前記受信バッファ３１では、振幅レベル検出部２７にて検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベル情報と、１つ前に検出し前記メモリ３０に記憶してある変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報を比較し、ある閾値以上の変化がある場合にはπ／４シフトＱＰＳＫ変調、閾値以上の変化がない場合にはＭＳＫ変調と判定し、その変調方式に合わせて復調を行い、復調データを出力する。
【００２５】
この復調装置での一連の処理を流れ図で示せば図７に示すようになる。すなわち、Ｓ１にて、振幅レベル検出部２７は、受信アンテナ２１が受信した受信信号の振幅レベルをクロック同期・基準搬送波再生部２６にて同期をとった再生クロックの２倍の間隔で検出する。続いて、Ｓ２にて、受信バッファ３１は、検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベルと、１つ前に検出し予めメモリ３０に記憶してある変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルとを比較する。そして、Ｓ３にて、振幅レベルにある閾値以上の変化があるか否かをチェックし、閾値以上の変化があればＳ４にてπ／４シフトＱＰＳＫ変調であると判定し、また、閾値以上の変化がなければＳ５にてＭＳＫ変調であると判定する。
【００２６】
続いて、Ｓ６にて、受信部２２、各同期検波器２４，２５、各３値−２値変換部２８，２９を介して入力する同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）のデータから受信バッファ３１にて現時点の変調シンボルを表わす信号点を検出する。続いて、Ｓ７にて、予め、１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点から次に検出される信号点に対応する復調データを求め、メモリ３０に格納してある復調データテーブルをもとにデータを復調する。
【００２７】
そして、Ｓ８にて、現時点の変調シンボルを表わす信号点から次に検出される信号点に対応する復調データを求め、復調データテーブルとしてメモリ３０に格納しておく。例えば、図８の（ａ） に示すように、現時点の変調シンボルを表わす信号点が「２」である場合に、次の信号点が「０」であれば復調データは「１」、また、次の信号点が「１」であれば復調データは「１０」、また、次の信号点が「３」であれば復調データは「００」のように、次に検出される信号点に対応する復調データを求めることができ、図８の（ｂ） に示すような復調データテーブルを作成することができる。
【００２８】
続いて、Ｓ９にて、振幅レベル検出部２７は変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルを検出する。そして、Ｓ１０にて、検出した振幅レベルをメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ１の処理に戻す。
【００２９】
このように、受信側の復調装置において受信信号から変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルと検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベルとを比較してレベル変化を見ることにより変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができる。しかも、ＭＳＫ変調及びπ／４シフトＱＰＳＫ変調の２つの変調方式から１つを判定し、その判定に基づいてデータを復調する制御を１つの復調装置で行うことができ、構成の簡単化を図ることができる。
【００３０】
なお、この実施の形態では、変調方式を判定する判定手段を受信バッファに持たせたが必ずしもこれに限定するものではなく、振幅レベル検出部に持たせることもできる。この場合、変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報を記憶するメモリを振幅レベル検出部内に設けるか、あるいは振幅レベル検出部が変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報を必要な都度メモリ３０から読出すようにすればよい。
【００３１】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、図９に示すように、振幅レベル検出部を省略した点、受信バッファの機能及びメモリに記憶するデータを除いては前述した第１の実施の形態と基本的に同じ構成である。受信バッファ３１１は、ＭＳＫ変調とπ／４シフトＱＰＳＫ変調の受信シンボル間の位相偏移量の違いから変調方式を判定するものである。
【００３２】
すなわち、受信アンテナ２１からの受信信号はＭＳＫ変調かπ／４シフトＱＰＳＫ変調かによって位相偏移量が異なる。図１０はＭＳＫ変調の位相偏移量を表わし、図１１はπ／４シフトＱＰＳＫ変調の位相偏移量を表わしている。ＭＳＫ変調では、位相偏移量がπ／２であれば「０」のデータを表わし、−π／２であれば「１」のデータを表わす。また、π／４シフトＱＰＳＫ変調では、位相偏移量がπ／４であれば「００」のデータを表わし、３π／４であれば「０１」のデータを表わし、−π／４であれば「１０」のデータを表わし、−３π／４であれば「１１」のデータを表わす。
【００３３】
例えば、ＭＳＫ変調の変調シンボルを表わす信号点が図１０に示すように、Ａ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｂ点と偏移した場合、それに対する位相の偏移量は、π／２→π／２→−π／２となり、復調データは「００１」となる。また、π／４シフトＱＰＳＫ変調の変調シンボルを表わす信号点が図１１に示すように、Ｘ点→Ｙ点→Ｚ点→Ｗ点と偏移した場合、それに対する位相の偏移量は、３π／４→π／４→−３π／４となり、復調データは「０１００１１」となる。
【００３４】
従って、前記受信バッファ３１１では、３値−２値変換部（Ｉ）２８からの同相成分（Ｉ）の２ビットのデータと３値−２値変換部（Ｑ）２９からの直交成分（Ｑ）の２ビットのデータを合わせて４ビットにし、その４ビットデータから現時点の変調シンボルを表わす信号点を導き、予めメモリ３０に記憶してある１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報と比較演算を行い、受信シンボル間の位相偏移量を求め、偏移量が±π／２であればＭＳＫ変調、±π／４、±３π／４であればπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、この判定した変調方式に合わせて受信データを復調し出力する。
【００３５】
次に、復調装置の作用について述べる。
受信アンテナ２１からの受信信号は受信部２２で増幅、周波数変換され、分岐部２３で２つに分岐されて同期検波器（Ｉ）２４と同期検波器（Ｑ）２５にそれぞれ供給される。そして、同期検波器（Ｉ）２４にて同相成分（Ｉ）が同期検波され、同期検波器（Ｑ）２５にて直交成分（Ｑ）が同期検波される。
【００３６】
前記同期検波器（Ｉ）２４は、受信信号を３段階のレベル「＋１，０，−１」に分け３値−２値変換部（Ｉ）２８に供給する。また、前記同期検波器（Ｑ）２５は、受信信号を３段階のレベル「＋１，０，−１」に分け３値−２値変換部（Ｑ）２９に供給する。
【００３７】
そして、図１２に示すように、前記３値−２値変換部（Ｉ）２８は、同期検波器（Ｉ）２４から入力される３段階のレベルを同相成分（Ｉ）の２ビットのデータ「ａ１，ａ３」に変換する。すなわち、３段階のレベルが、＋１であれば２ビットのデータ「０１」に変換し、０であれば２ビットのデータ「００」に変換し、−１であれば２ビットのデータ「１０」に変換して前記受信バッファ３１１に供給する。また、前記３値−２値変換部（Ｑ）２９は、同期検波器（Ｑ）２５から入力される３段階のレベルを直交成分（Ｑ）の２ビットのデータ「ａ２，ａ４」に変換する。すなわち、３段階のレベルが、＋１であれば２ビットのデータ「０１」に変換し、０であれば２ビットのデータ「００」に変換し、−１であれば２ビットのデータ「１０」に変換して前記受信バッファ３１１に供給する。
【００３８】
前記受信バッファ３１１は、図１３に示すように、前記各３値−２値変換部２８，２９からの２ビットの同相成分（Ｉ）「ａ１，ａ３」と２ビットの直交成分（Ｑ）「ａ２，ａ４」を合わせて４ビットのデータ「ａ１，ａ２，ａ３，ａ４」とし、これをさらに８つの信号点を表わす３ビットのデータに変換する。すなわち、４ビットデータが「００１０」であれば「０００（１０進；０）」に変換し、「００１１」であれば「００１（１０進；１）」に変換し、「０００１」であれば「０１０（１０進；２）」に変換し、「１００１」であれば「０１１（１０進；３）」に変換し、「１０００」であれば「１００（１０進；４）」に変換し、「１１００」であれば「１０１（１０進；５）」に変換し、「０１００」であれば「１１０（１０進；６）」に変換し、「０１１０」であれば「１１１（１０進；７）」に変換する。
【００３９】
そして、前記受信バッファ３１１は、現時点の変調シンボルを表わす信号点情報と予めメモリ３０に記憶してある１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報から、変調シンボル間の位相偏移量を求めるために減算を行い、図１４に示すように、演算結果が１０進数で＋２又は−６であれば位相偏移量がπ／２、−２又は＋６であれば位相偏移量が−π／２であってＭＳＫ変調と判定し、復調データとして位相偏移量がπ／２のときは「０」を出力し、位相偏移量が−π／２のときは「１」を出力する。
【００４０】
また、図１５に示すように、演算結果が１０進数で＋１又は−７であれば位相偏移量がπ／４、＋３又は−５であれば位相偏移量が３π／４、−１又は＋７であれば位相偏移量が−π／４、−３又は＋５であれば位相偏移量が−３π／４であってπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、復調データとして位相偏移量がπ／４のときは「００」を出力し、位相偏移量が３π／４のときは「０１」を出力し、位相偏移量が−π／４のときは「１０」を出力し、位相偏移量が−３π／４のときは「１１」を出力する。
【００４１】
この復調装置での一連の処理を流れ図で示せば図１６に示すようになる。すなわち、Ｓ１１にて、受信バッファ３１１は、受信部２２、各同期検波器２４，２５、各３値−２値変換部２８，２９を介して入力する同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）のデータから現時点の変調シンボルを表わす信号点を検出する。続いて、Ｓ１２にて、受信バッファ３１１は、検出した信号点情報と予めメモリ３０に記憶している１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報とを比較し減算する。
【００４２】
そして、減算結果が±２，±６のとき、つまり位相偏移量が±π／２であればＳ１３にてＭＳＫ変調と判定し、Ｓ１４にて、図１４に示す関係を格納した復調データテーブルをもとにデータを復調する。すなわち、減算結果が＋２又は−６で、位相偏移量がπ／２であれば「０」とデータを復調し、減算結果が−２又は＋６で、位相偏移量が−π／２であれば「１」とデータを復調する。そして、Ｓ１５にて、検出した現時点の信号点情報をメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ１１の処理に戻す。
【００４３】
また、減算結果が±１，±３，±５，±７のとき、つまり位相偏移量が±π／４、±３π／４であればＳ１６にてπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、Ｓ１７にて、図１５に示す関係を格納した復調データテーブルをもとにデータを復調する。すなわち、減算結果が＋１又は−７で、位相偏移量がπ／４であれば「００」とデータを復調し、減算結果が＋３又は−５で、位相偏移量が３π／４であれば「０１」とデータを復調し、減算結果が−１又は＋７で、位相偏移量が−π／４であれば「１０」とデータを復調し、減算結果が−３又は＋５で、位相偏移量が−３π／４であれば「１１」とデータを復調する。そして、Ｓ１５にて、検出した現時点の信号点情報をメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ１１の処理に戻す。
【００４４】
このように、受信側の復調装置において受信信号の受信シンボル間の位相偏移量を求めることで変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができる。しかも、ＭＳＫ変調及びπ／４シフトＱＰＳＫ変調の２つの変調方式から１つを判定し、その判定に基づいてデータを復調する制御を１つの復調装置で行うことができ、構成の簡単化を図ることができる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
この実施の形態は、図１７に示すように、受信バッファの機能及びメモリに記憶するデータを除いては前述した第１の実施の形態と基本的に同じ構成である。受信バッファ３１２は、振幅レベルからＭＳＫ変調かπ／４シフトＱＰＳＫ変調かの判定を行うとともに、この判定が不能なときには、受信シンボル間の位相偏移量の違いからＭＳＫ変調かπ／４シフトＱＰＳＫ変調かの判定を行うものである。
【００４６】
すなわち、受信アンテナ２１からの受信信号はＭＳＫ変調であれば包絡線は常に一定のままであり、π／４シフトＱＰＳＫ変調であれば位相偏移の間に包絡線が一旦小さくなり、再びもとのレベルに戻る。また、受信信号はＭＳＫ変調であれば位相偏移量はπ／２又は−π／２であり、π／４シフトＱＰＳＫ変調であれば位相偏移量はπ／４、３π／４、−π／４及び−３π／４のいずれかである。
【００４７】
そこで、先ず、振幅レベル検出部２７にて、変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルと変調シンボルの中間点での振幅レベルを交互に検出する。そして、受信バッファ３１２は、前記振幅レベル検出部２７が検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベル情報と１つ前に検出し、メモリ３０に記憶してある変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報を比較し、図１８の（ａ） に示すように、レベル変化がπ／４シフトＱＰＳＫ用閾値以上の場合にはπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、また、図１８の（ｂ） に示すように、レベル変化がＭＳＫ用閾値以下の場合にはＭＳＫ変調と判定し、この判定した変調方式に合わせてデータを復調し出力する。
【００４８】
また、ノイズや振幅レベル検出部２７における検出タイミングのずれなどにより、図１８の（ｃ） に示すように、レベル変化がπ／４シフトＱＰＳＫ用閾値からＭＳＫ用閾値の間に入っていて変調方式の判定が不能な場合には、振幅レベルでの変調方式の判定を行わず、受信シンボル間の位相偏移量から変調方式を判定する。すなわち、３値−２値変換部（Ｉ）２８からの同相成分（Ｉ）２ビット（ａ１，ａ３）と３値−２値変換部（Ｑ）２９からの直交成分（Ｑ）２ビット（ａ２，ａ４）を合わせた４ビットのデータ（ａ１，ａ２，ａ３，ａ４）から現時点の変調シンボルを表わす信号点を導き、予めメモリ３０に記憶してある１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報と比較演算し、受信シンボル間の位相偏移量を求め、偏移量が±π／２であればＭＳＫ変調と判定し、また、偏移量が±π／４、±３π／４であればπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、この判定した変調方式に合わせてデータを復調し出力する。
【００４９】
この復調装置での一連の処理を流れ図で示せば図１９に示すようになる。すなわち、Ｓ２１にて、振幅レベル検出部２７は、受信アンテナ２１が受信した受信信号の振幅レベルをクロック同期・基準搬送波再生部２６にて同期をとった再生クロックの２倍の間隔で検出する。続いて、Ｓ２２にて、受信バッファ３１２は、検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベルと、１つ前に検出し予めメモリ３０に記憶してある変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルとを比較する。そして、Ｓ２３にて、振幅レベルの変化が、π／４シフトＱＰＳＫ用閾値以上であればＳ２４にてπ／４シフトＱＰＳＫ変調であると判定し、また、ＭＳＫ用閾値以下であればＳ２５にてＭＳＫ変調であると判定し、それ以外であれば判定不能と判断する。
【００５０】
変調方式の判定が行われた場合には、続いて、Ｓ２６にて、受信部２２、各同期検波器２４，２５、各３値−２値変換部２８，２９を介して入力する同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）のデータから受信バッファ３１２は現時点の変調シンボルを表わす信号点を検出する。続いて、Ｓ２７にて、予め、１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点から次に検出される信号点に対応する復調データを求め、メモリ３０に格納してある復調データテーブルをもとにデータを復調する。そして、Ｓ２８にて、現時点の変調シンボルを表わす信号点から次に検出される信号点に対応する復調データを求め、復調データテーブルとしてメモリ３０に格納する。
【００５１】
続いて、Ｓ２９にて、振幅レベル検出部２７は変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルを検出する。そして、Ｓ３０にて、検出した振幅レベルをメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ２１の処理に戻す。
【００５２】
また、振幅レベルによる変調方式の判定が不能であると判断したときには、Ｓ３１にて、受信バッファ３１２は、受信部２２、各同期検波器２４，２５、各３値−２値変換部２８，２９を介して入力する同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）のデータから現時点の変調シンボルを表わす信号点を検出する。続いて、Ｓ３２にて、受信バッファ３１２は、検出した信号点情報と予めメモリ３０に記憶している１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報とを比較し減算する。
【００５３】
そして、減算結果が±２，±６のとき、つまり位相偏移量が±π／２であればＳ３３にてＭＳＫ変調と判定し、Ｓ３４にて、復調データテーブルをもとにデータを復調する。すなわち、減算結果が＋２又は−６で、位相偏移量がπ／２であれば「０」とデータを復調し、減算結果が−２又は＋６で、位相偏移量が−π／２であれば「１」とデータを復調する。そして、Ｓ３５にて、検出した現時点の信号点情報をメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ２１の処理に戻す。
【００５４】
また、減算結果が±１，±３，±５，±７のとき、つまり位相偏移量が±π／４、±３π／４であればＳ３６にてπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、Ｓ３７にて、復調データテーブルをもとにデータを復調する。すなわち、減算結果が＋１又は−７で、位相偏移量がπ／４であれば「００」とデータを復調し、減算結果が＋３又は−５で、位相偏移量が３π／４であれば「０１」とデータを復調し、減算結果が−１又は＋７で、位相偏移量が−π／４であれば「１０」とデータを復調し、減算結果が−３又は＋５で、位相偏移量が−３π／４であれば「１１」とデータを復調する。そして、Ｓ３５にて、検出した現時点の信号点情報をメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ２１の処理に戻す。
【００５５】
このように、受信側の復調装置において受信信号から変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルと検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベルとを比較してレベル変化を見ることにより変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができる。また、レベル変化による変調方式の判定が不能なときには、受信信号の受信シンボル間の位相偏移量を求めることで変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができる。従って、変調方式の判定がより確実にできる。
【００５６】
しかも、ＭＳＫ変調及びπ／４シフトＱＰＳＫ変調の２つの変調方式から１つを判定し、その判定に基づいてデータを復調する制御を１つの復調装置で行うことができ、構成の簡単化を図ることができる。
【００５７】
なお、前述した各実施の形態においては、ＭＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式から１つを判定して復調する場合について述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、例えば、ＣＰＦＳＫ変調とＱＰＳＫ変調のように包絡線の特性が異なる別の２つの変調方式やＢＰＳＫ変調とπ／４シフトＱＰＳＫ変調、あるいはＣＰＦＳＫ変調とＭＳＫ変調、あるいはＧＭＳＫ変調とπ／４シフトＱＰＳＫ変調とＢＰＳＫ変調などのように位相偏移量が異なっている２つあるいは３つ以上の変調方式から１つを判定して復調する場合であってもよい。
【００５８】
また、前述した第１、第３の実施の形態においては、振幅レベル検出部がクロック同期・基準搬送波再生部にて同期をとった再生クロックの２倍の間隔で変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルと変調シンボル間の中間点での振幅レベルを検出するようにしたが、受信信号の変調シンボル間の任意のタイミングで振幅レベルが検出できれば必ずしもこれに限定するものではない。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１乃至３記載の発明によれば、受信側で変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができ、しかも、使用する復調部を１個にして構成の簡単化を図ることができる復調装置を提供できる。
また、請求項３記載の発明によれば、さらに、変調方式をより確実に判定できる復調装置を提供できる。
【００６０】
また、請求項４乃至６記載の発明によれば、受信側で変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができ、しかも、使用する復調部を１個にして構成の簡単化を図ることができる復調方法を提供できる。
また、請求項６記載の発明によれば、さらに、変調方式をより確実に判定できる復調方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の信号点配置について説明するための図。
【図２】変調シンボルを表わす信号点を示すデータ構成を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図４】同実施の形態における振幅レベル検出部の構成を示すブロック図。
【図５】同実施の形態におけるＭＳＫ変調の包絡線の特性を説明するための図。
【図６】同実施の形態におけるπ／４シフトＱＰＳＫ変調の包絡線の特性を説明するための図。
【図７】同実施の形態における復調装置の一連の処理を示す流れ図。
【図８】同実施の形態における復調データテーブルの作成を説明するための図。
【図９】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】同実施の形態におけるＭＳＫ変調の位相偏移量を説明するための図。
【図１１】同実施の形態におけるπ／４シフトＱＰＳＫ変調の位相偏移量を説明するための図。
【図１２】同実施の形態における３値−２値変換部の作用を説明するための図。
【図１３】同実施の形態における受信バッファのデータ変換を説明するための図。
【図１４】同実施の形態における受信バッファのＭＳＫ変調のときの復調処理を説明するための図。
【図１５】同実施の形態における受信バッファのπ／４シフトＱＰＳＫ変調のときの復調処理を説明するための図。
【図１６】同実施の形態における復調装置の一連の処理を示す流れ図。
【図１７】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図１８】同実施の形態における受信信号の包絡線のレベル検出による変調方式の判定を説明するための図。
【図１９】同実施の形態における復調装置の一連の処理を示す流れ図。
【図２０】従来のデータ通信システムを示す図。
【図２１】従来の受信装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
２４，２５…同期検波器
２６…クロック同期・基準搬送波再生部
２７…振幅レベル検出部
２８，２９…３値−２値変換部
３１…受信バッファ
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信信号から変調方式を判定し、その変調方式に応じてデータを復調する復調装置及び復調方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の変調方式の中から１つを特定してデータ通信を行うシステムとしては、例えば、特開平５−１３００８２号公報及び特開平７−１２３０１７号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
前者の特開平５−１３００８２号公報のものは、図２０に示すように、基地局１に近い移動端末２，３に対しては周波数利用効率の高い変調方式であるＱＰＳＫを用い、基地局１から遠く離れた移動端末４，５に対しては雑音に強い変調方式である１６ＱＡＭを用いて通信を行う可変変調通信方式を使用したもので、各移動端末２〜４は基地局１からの制御信号を受信してその品質をチェックし、その品質に基づいて基地局１に希望の変調方式を通知し、基地局１では受信信号の品質をチェックして希望の変調方式で通信ができるかを判断して変調方式を指定し通信を開始するようになっている。
【０００４】
また、後者の特開平７−１２３０１７号公報のものは、図２１に示すように、受信装置にＦＭ復調部１１、ＰＭ復調部１２、ＢＰＳＫ復調部１３を設け、アンテナ１４で受けた受信波を、受信部１５にて低雑音増幅及び中間周波信号へ周波数変換した後、各復調部１１，１２，１３へ分配送出し、各復調部１１，１２，１３では、対応する変調信号が入力されるとその信号を復調しビデオ信号を信号切替器１６に出力するとともに復調判定信号を復調判定回路１７に出力するようになっている。そして、復調判定回路１７は各復調部からの復調判定信号を受けて現在どの復調部が動作中であるかを判定し、信号切替器１６に切替制御信号を送出するようになっている。信号切替器１６は各復調部からのビデオ信号を受け、復調判定回路１７からの復調判定信号によりビデオ信号を選択してモニタ装置１８やデータ処理装置１９に出力するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の公報のものは、移動端末が基地局に対して希望の変調方式を通知しなければならず、従って、変調方式の変更希望がある度に希望の変調方式を通知することになり、基地局と移動端末との間の変調方式の設定が面倒であった。
【０００６】
また、後者の公報のものは、受信装置側に各種変調方式に対応した複数の復調部とこの各復調部からのビデオ信号を選択的に出力する信号切替器を設けなければならず、受信装置の構成が複雑化する問題があった。
【０００７】
そこで、請求項１乃至３記載の発明は、受信側で変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができ、しかも、使用する復調部を１個にして構成の簡単化を図ることができる復調装置を提供する。
また、請求項３記載の発明は、さらに、変調方式をより確実に判定できる復調装置を提供する。
【０００８】
また、請求項４乃至６記載の発明は、受信側で変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができ、しかも、使用する復調部を１個にして構成の簡単化を図ることができる復調方法を提供する。
また、請求項６記載の発明は、さらに、変調方式をより確実に判定できる復調方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出する振幅検出手段と、この振幅検出手段の振幅検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定する判定手段と、この判定手段が判定した変調方式に合わせてデータを復調するデータ復調手段を備えた復調装置にある。
【００１０】
請求項２記載の発明は、受信した変調信号から複数の段階に検波された同相成分及び直交成分をそれぞれビットデータに変換して両者を合わせたデータを、変調シンボルを表わす各信号点を連続した数値で表わしたデータのうち、現在の信号点を示す該当するデータに変換すると共に１つ前の信号点を表わしていたデータと比較演算を行い、この演算結果と位相偏移量と復調データの対応関係を示した復調データテーブルを基に、現時点の信号点と１つ前の信号点間の位相偏移量を検出する位相偏移量検出手段と、この位相偏移量検出手段が検出した位相偏移量により変調方式を判定する判定手段と、位相偏移量を判定手段が判定した変調方式に合わせて復調するデータ復調手段を備えた復調装置にある。
【００１１】
請求項３記載の発明は、受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出する振幅検出手段と、この振幅検出手段の振幅検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定する第１の判定手段と、受信した変調信号の変調シンボル間の位相偏移量を検出する位相偏移量検出手段と、この位相偏移量検出手段が検出した位相偏移量により変調方式を判定する第２の判定手段と、各判定手段の判定結果に応じてデータを復調するデータ復調手段を備えた復調装置にある。
【００１２】
請求項４記載の発明は、受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出し、この検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定し、この判定した変調方式に合わせてデータを復調する復調方法にある。
【００１３】
請求項５記載の発明は、受信した変調信号から複数の段階に検波された同相成分及び直交成分をそれぞれビットデータに変換して両者を合わせたデータを、変調シンボルを表わす各信号点を連続した数値で表わしたデータのうち、現在の信号点を示す該当するデータに変換すると共に１つ前の信号点を表わしていたデータと比較演算を行い、この演算結果と位相偏移量と復調データの対応関係を示した復調データテーブルを基に、現時点の信号点と１つ前の信号点間の位相偏移量を検出し、この検出した位相偏移量により変調方式を判定し、位相偏移量を判定した変調方式に合わせて復調する復調方法にある。
【００１４】
請求項６記載の発明は、受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出し、この検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定し、判定不能な場合には、続いて、受信した変調信号の変調シンボル間の位相偏移量を検出し、この検出した位相偏移量により変調方式を判定し、変調方式を判定した時点でその判定結果に応じてデータを復調する復調方法にある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は変調方式としてＭＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式を使用した場合を例として述べる。
【００１６】
先ず、ＭＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の信号点配置について述べる。
図１は、受信信号の同相成分（Ｉ）の受信レベルと直交成分（Ｑ）の受信レベルを直交座標軸上に表わしたもので、４個の「×」がＭＳＫ変調の信号配置点を表わし、８個の「○」がπ／４シフトＱＰＳＫ変調の信号配置点を表わしている。同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）は、それぞれ３段階「＋１，０，−１」にレベル付けされ、さらに、この３段階のレベルは２ビットのデータ「０１，００，１０」に変換され、同相成分（Ｉ）が「ａ１，ａ３」の２ビット、直交成分（Ｑ）が「ａ２，ａ４」の２ビットとして、最終的には、図２に示すように、「ａ１，ａ２，ａ３，ａ４」の４ビットで１つの変調シンボルを表わす信号点となっている。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図３は復調装置の構成を示すブロック図で、無線電波を受信する受信アンテナ２１、このアンテナ２１が受信した受信信号を増幅し、必要に応じて周波数変換を行う受信部２２、この受信部２２からの受信信号を分岐する分岐部２３、この分岐部２３にて分岐した受信信号から基準搬送波を使用して同相成分（Ｉ）の検波を行う同期検波器（Ｉ）２４、前記分岐部２３にて分岐した受信信号から基準搬送波を使用して直交成分（Ｑ）の検波を行う同期検波器（Ｑ）２５、受信信号からクロックの同期をとり、基準搬送波を再生するクロック同期・基準搬送波再生部２６を設けている。そして、前記クロック同期・基準搬送波再生部２６からの基準搬送波を前記同期検波器（Ｉ）２４に直接供給するとともにπ／２位相をずらせて前記同期検波器（Ｑ）２５に供給している。
【００１８】
また、前記クロック同期・基準搬送波再生部２６にて受信信号から同期をとったクロックにより、変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルを検出するとともにクロックを整数倍あるいは位相をずらすことで変調シンボル間の任意のタイミングで振幅レベルを検出する振幅検出手段としての振幅レベル検出部２７、前記同期検波器（Ｉ）２４にて同期検波された３段階のレベル信号「＋１，０，−１」を２ビットのデータ「０１，００，１０」に変換する３値−２値変換部（Ｉ）２８、前記同期検波器（Ｑ）２５にて同期検波された３段階のレベル信号「＋１，０，−１」を２ビットのデータ「０１，００，１０」に変換する３値−２値変換部（Ｑ）２９を設けている。
【００１９】
また、前記各３値−２値変換部２８，２９からの２ビットのデータを合わせて４ビットにし、前記振幅レベル検出部２７により検出された受信信号の変調シンボル間の任意のタイミングの振幅レベル情報と、メモリ３０に記憶されている変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報とを比較して変調方式を判定し、合成した４ビットのデータから判定した変調方式に合わせてデータを復調し出力する判定手段とデータ復調手段を兼ね備えた受信バッファ３１と、前記クロック同期・基準搬送波再生部２６、振幅レベル検出部２７、メモリ３０及び受信バッファ３１を制御する制御部３２を設けている。
【００２０】
前記振幅レベル検出部２７は、図４に示すように、分岐部２３から出力された受信信号から包絡線を取出す帯域フィルタ２７１、この帯域ファイルタ２７１を通過した信号から包絡線のレベルを検出する包絡線検出器２７２、前記制御部３２からの制御信号によって前記クロック同期・基準搬送波再生部２６から出力される同期クロックを取込んで変調シンボル間の任意のタイミングの振幅レベルと変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルを検出するためのサンプルクロックを生成するサンプルクロック生成部２７３及びこのサンプルクロック生成部２７３からのサンプルクロックのタイミングで振幅レベルをサンプリングし、前記受信バッファ３１に振幅レベル信号を供給するレベル判定器２７４によって構成している。
【００２１】
次に、復調装置の作用について述べる。
受信アンテナ２１からの受信信号はＭＳＫ変調かπ／４シフトＱＰＳＫ変調かによって包絡線の特性が異なる。図５はＭＳＫ変調の包絡線の特性を示し、図６はπ／４シフトＱＰＳＫ変調の包絡線の特性を示している。
【００２２】
ＭＳＫ変調の場合は、変調シンボルを表わす信号点が図５の（ａ） に示すように、Ａ点→Ｂ点→Ｃ点と位相偏移しても、包絡線レベルは図５の（ｂ） に示すように常に一定のままとなる。これに対し、π／４シフトＱＰＳＫ変調の場合は、変調シンボルを表わす信号点が図６の（ａ） に示すように、Ｘ点→Ｙ点→Ｚ点と位相偏移すると、包絡線レベルは図６の（ｂ） に示すようにＸ点からＹ点並びにＹ点からＺ点への偏移の間にそれぞれ包絡線レベルが一旦小さくなり、再びもとのレベルに戻る。
【００２３】
従って、例えば、前記振幅レベル検出部２７において前記クロック同期・基準搬送波再生部２６にて同期をとったクロックの２倍の間隔で変調シンボルを表わしている時点（Ａ、Ｂ、Ｃ点あるいはＸ、Ｙ、Ｚ点）の振幅レベルと変調シンボル間の中間点（ＡＢ、ＢＣ点あるいはＸＹ、ＹＺ点）での振幅レベルを交互に検出して２つの検出結果を比較し、検出したレベルに変化がなければＭＳＫ変調、レベルに変化があればπ／４シフトＱＰＳＫ変調であると判定することができる。
【００２４】
そこで、前記受信バッファ３１では、振幅レベル検出部２７にて検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベル情報と、１つ前に検出し前記メモリ３０に記憶してある変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報を比較し、ある閾値以上の変化がある場合にはπ／４シフトＱＰＳＫ変調、閾値以上の変化がない場合にはＭＳＫ変調と判定し、その変調方式に合わせて復調を行い、復調データを出力する。
【００２５】
この復調装置での一連の処理を流れ図で示せば図７に示すようになる。すなわち、Ｓ１にて、振幅レベル検出部２７は、受信アンテナ２１が受信した受信信号の振幅レベルをクロック同期・基準搬送波再生部２６にて同期をとった再生クロックの２倍の間隔で検出する。続いて、Ｓ２にて、受信バッファ３１は、検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベルと、１つ前に検出し予めメモリ３０に記憶してある変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルとを比較する。そして、Ｓ３にて、振幅レベルにある閾値以上の変化があるか否かをチェックし、閾値以上の変化があればＳ４にてπ／４シフトＱＰＳＫ変調であると判定し、また、閾値以上の変化がなければＳ５にてＭＳＫ変調であると判定する。
【００２６】
続いて、Ｓ６にて、受信部２２、各同期検波器２４，２５、各３値−２値変換部２８，２９を介して入力する同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）のデータから受信バッファ３１にて現時点の変調シンボルを表わす信号点を検出する。続いて、Ｓ７にて、予め、１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点から次に検出される信号点に対応する復調データを求め、メモリ３０に格納してある復調データテーブルをもとにデータを復調する。
【００２７】
そして、Ｓ８にて、現時点の変調シンボルを表わす信号点から次に検出される信号点に対応する復調データを求め、復調データテーブルとしてメモリ３０に格納しておく。例えば、図８の（ａ） に示すように、現時点の変調シンボルを表わす信号点が「２」である場合に、次の信号点が「０」であれば復調データは「１」、また、次の信号点が「１」であれば復調データは「１０」、また、次の信号点が「３」であれば復調データは「００」のように、次に検出される信号点に対応する復調データを求めることができ、図８の（ｂ） に示すような復調データテーブルを作成することができる。
【００２８】
続いて、Ｓ９にて、振幅レベル検出部２７は変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルを検出する。そして、Ｓ１０にて、検出した振幅レベルをメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ１の処理に戻す。
【００２９】
このように、受信側の復調装置において受信信号から変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルと検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベルとを比較してレベル変化を見ることにより変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができる。しかも、ＭＳＫ変調及びπ／４シフトＱＰＳＫ変調の２つの変調方式から１つを判定し、その判定に基づいてデータを復調する制御を１つの復調装置で行うことができ、構成の簡単化を図ることができる。
【００３０】
なお、この実施の形態では、変調方式を判定する判定手段を受信バッファに持たせたが必ずしもこれに限定するものではなく、振幅レベル検出部に持たせることもできる。この場合、変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報を記憶するメモリを振幅レベル検出部内に設けるか、あるいは振幅レベル検出部が変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報を必要な都度メモリ３０から読出すようにすればよい。
【００３１】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、図９に示すように、振幅レベル検出部を省略した点、受信バッファの機能及びメモリに記憶するデータを除いては前述した第１の実施の形態と基本的に同じ構成である。受信バッファ３１１は、ＭＳＫ変調とπ／４シフトＱＰＳＫ変調の受信シンボル間の位相偏移量の違いから変調方式を判定するものである。
【００３２】
すなわち、受信アンテナ２１からの受信信号はＭＳＫ変調かπ／４シフトＱＰＳＫ変調かによって位相偏移量が異なる。図１０はＭＳＫ変調の位相偏移量を表わし、図１１はπ／４シフトＱＰＳＫ変調の位相偏移量を表わしている。ＭＳＫ変調では、位相偏移量がπ／２であれば「０」のデータを表わし、−π／２であれば「１」のデータを表わす。また、π／４シフトＱＰＳＫ変調では、位相偏移量がπ／４であれば「００」のデータを表わし、３π／４であれば「０１」のデータを表わし、−π／４であれば「１０」のデータを表わし、−３π／４であれば「１１」のデータを表わす。
【００３３】
例えば、ＭＳＫ変調の変調シンボルを表わす信号点が図１０に示すように、Ａ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｂ点と偏移した場合、それに対する位相の偏移量は、π／２→π／２→−π／２となり、復調データは「００１」となる。また、π／４シフトＱＰＳＫ変調の変調シンボルを表わす信号点が図１１に示すように、Ｘ点→Ｙ点→Ｚ点→Ｗ点と偏移した場合、それに対する位相の偏移量は、３π／４→π／４→−３π／４となり、復調データは「０１００１１」となる。
【００３４】
従って、前記受信バッファ３１１では、３値−２値変換部（Ｉ）２８からの同相成分（Ｉ）の２ビットのデータと３値−２値変換部（Ｑ）２９からの直交成分（Ｑ）の２ビットのデータを合わせて４ビットにし、その４ビットデータから現時点の変調シンボルを表わす信号点を導き、予めメモリ３０に記憶してある１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報と比較演算を行い、受信シンボル間の位相偏移量を求め、偏移量が±π／２であればＭＳＫ変調、±π／４、±３π／４であればπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、この判定した変調方式に合わせて受信データを復調し出力する。
【００３５】
次に、復調装置の作用について述べる。
受信アンテナ２１からの受信信号は受信部２２で増幅、周波数変換され、分岐部２３で２つに分岐されて同期検波器（Ｉ）２４と同期検波器（Ｑ）２５にそれぞれ供給される。そして、同期検波器（Ｉ）２４にて同相成分（Ｉ）が同期検波され、同期検波器（Ｑ）２５にて直交成分（Ｑ）が同期検波される。
【００３６】
前記同期検波器（Ｉ）２４は、受信信号を３段階のレベル「＋１，０，−１」に分け３値−２値変換部（Ｉ）２８に供給する。また、前記同期検波器（Ｑ）２５は、受信信号を３段階のレベル「＋１，０，−１」に分け３値−２値変換部（Ｑ）２９に供給する。
【００３７】
そして、図１２に示すように、前記３値−２値変換部（Ｉ）２８は、同期検波器（Ｉ）２４から入力される３段階のレベルを同相成分（Ｉ）の２ビットのデータ「ａ１，ａ３」に変換する。すなわち、３段階のレベルが、＋１であれば２ビットのデータ「０１」に変換し、０であれば２ビットのデータ「００」に変換し、−１であれば２ビットのデータ「１０」に変換して前記受信バッファ３１１に供給する。また、前記３値−２値変換部（Ｑ）２９は、同期検波器（Ｑ）２５から入力される３段階のレベルを直交成分（Ｑ）の２ビットのデータ「ａ２，ａ４」に変換する。すなわち、３段階のレベルが、＋１であれば２ビットのデータ「０１」に変換し、０であれば２ビットのデータ「００」に変換し、−１であれば２ビットのデータ「１０」に変換して前記受信バッファ３１１に供給する。
【００３８】
前記受信バッファ３１１は、図１３に示すように、前記各３値−２値変換部２８，２９からの２ビットの同相成分（Ｉ）「ａ１，ａ３」と２ビットの直交成分（Ｑ）「ａ２，ａ４」を合わせて４ビットのデータ「ａ１，ａ２，ａ３，ａ４」とし、これをさらに８つの信号点を表わす３ビットのデータに変換する。すなわち、４ビットデータが「００１０」であれば「０００（１０進；０）」に変換し、「００１１」であれば「００１（１０進；１）」に変換し、「０００１」であれば「０１０（１０進；２）」に変換し、「１００１」であれば「０１１（１０進；３）」に変換し、「１０００」であれば「１００（１０進；４）」に変換し、「１１００」であれば「１０１（１０進；５）」に変換し、「０１００」であれば「１１０（１０進；６）」に変換し、「０１１０」であれば「１１１（１０進；７）」に変換する。
【００３９】
そして、前記受信バッファ３１１は、現時点の変調シンボルを表わす信号点情報と予めメモリ３０に記憶してある１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報から、変調シンボル間の位相偏移量を求めるために減算を行い、図１４に示すように、演算結果が１０進数で＋２又は−６であれば位相偏移量がπ／２、−２又は＋６であれば位相偏移量が−π／２であってＭＳＫ変調と判定し、復調データとして位相偏移量がπ／２のときは「０」を出力し、位相偏移量が−π／２のときは「１」を出力する。
【００４０】
また、図１５に示すように、演算結果が１０進数で＋１又は−７であれば位相偏移量がπ／４、＋３又は−５であれば位相偏移量が３π／４、−１又は＋７であれば位相偏移量が−π／４、−３又は＋５であれば位相偏移量が−３π／４であってπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、復調データとして位相偏移量がπ／４のときは「００」を出力し、位相偏移量が３π／４のときは「０１」を出力し、位相偏移量が−π／４のときは「１０」を出力し、位相偏移量が−３π／４のときは「１１」を出力する。
【００４１】
この復調装置での一連の処理を流れ図で示せば図１６に示すようになる。すなわち、Ｓ１１にて、受信バッファ３１１は、受信部２２、各同期検波器２４，２５、各３値−２値変換部２８，２９を介して入力する同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）のデータから現時点の変調シンボルを表わす信号点を検出する。続いて、Ｓ１２にて、受信バッファ３１１は、検出した信号点情報と予めメモリ３０に記憶している１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報とを比較し減算する。
【００４２】
そして、減算結果が±２，±６のとき、つまり位相偏移量が±π／２であればＳ１３にてＭＳＫ変調と判定し、Ｓ１４にて、図１４に示す関係を格納した復調データテーブルをもとにデータを復調する。すなわち、減算結果が＋２又は−６で、位相偏移量がπ／２であれば「０」とデータを復調し、減算結果が−２又は＋６で、位相偏移量が−π／２であれば「１」とデータを復調する。そして、Ｓ１５にて、検出した現時点の信号点情報をメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ１１の処理に戻す。
【００４３】
また、減算結果が±１，±３，±５，±７のとき、つまり位相偏移量が±π／４、±３π／４であればＳ１６にてπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、Ｓ１７にて、図１５に示す関係を格納した復調データテーブルをもとにデータを復調する。すなわち、減算結果が＋１又は−７で、位相偏移量がπ／４であれば「００」とデータを復調し、減算結果が＋３又は−５で、位相偏移量が３π／４であれば「０１」とデータを復調し、減算結果が−１又は＋７で、位相偏移量が−π／４であれば「１０」とデータを復調し、減算結果が−３又は＋５で、位相偏移量が−３π／４であれば「１１」とデータを復調する。そして、Ｓ１５にて、検出した現時点の信号点情報をメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ１１の処理に戻す。
【００４４】
このように、受信側の復調装置において受信信号の受信シンボル間の位相偏移量を求めることで変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができる。しかも、ＭＳＫ変調及びπ／４シフトＱＰＳＫ変調の２つの変調方式から１つを判定し、その判定に基づいてデータを復調する制御を１つの復調装置で行うことができ、構成の簡単化を図ることができる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
この実施の形態は、図１７に示すように、受信バッファの機能及びメモリに記憶するデータを除いては前述した第１の実施の形態と基本的に同じ構成である。受信バッファ３１２は、振幅レベルからＭＳＫ変調かπ／４シフトＱＰＳＫ変調かの判定を行うとともに、この判定が不能なときには、受信シンボル間の位相偏移量の違いからＭＳＫ変調かπ／４シフトＱＰＳＫ変調かの判定を行うものである。
【００４６】
すなわち、受信アンテナ２１からの受信信号はＭＳＫ変調であれば包絡線は常に一定のままであり、π／４シフトＱＰＳＫ変調であれば位相偏移の間に包絡線が一旦小さくなり、再びもとのレベルに戻る。また、受信信号はＭＳＫ変調であれば位相偏移量はπ／２又は−π／２であり、π／４シフトＱＰＳＫ変調であれば位相偏移量はπ／４、３π／４、−π／４及び−３π／４のいずれかである。
【００４７】
そこで、先ず、振幅レベル検出部２７にて、変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルと変調シンボルの中間点での振幅レベルを交互に検出する。そして、受信バッファ３１２は、前記振幅レベル検出部２７が検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベル情報と１つ前に検出し、メモリ３０に記憶してある変調シンボルを表わしている時点の振幅レベル情報を比較し、図１８の（ａ） に示すように、レベル変化がπ／４シフトＱＰＳＫ用閾値以上の場合にはπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、また、図１８の（ｂ） に示すように、レベル変化がＭＳＫ用閾値以下の場合にはＭＳＫ変調と判定し、この判定した変調方式に合わせてデータを復調し出力する。
【００４８】
また、ノイズや振幅レベル検出部２７における検出タイミングのずれなどにより、図１８の（ｃ） に示すように、レベル変化がπ／４シフトＱＰＳＫ用閾値からＭＳＫ用閾値の間に入っていて変調方式の判定が不能な場合には、振幅レベルでの変調方式の判定を行わず、受信シンボル間の位相偏移量から変調方式を判定する。すなわち、３値−２値変換部（Ｉ）２８からの同相成分（Ｉ）２ビット（ａ１，ａ３）と３値−２値変換部（Ｑ）２９からの直交成分（Ｑ）２ビット（ａ２，ａ４）を合わせた４ビットのデータ（ａ１，ａ２，ａ３，ａ４）から現時点の変調シンボルを表わす信号点を導き、予めメモリ３０に記憶してある１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報と比較演算し、受信シンボル間の位相偏移量を求め、偏移量が±π／２であればＭＳＫ変調と判定し、また、偏移量が±π／４、±３π／４であればπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、この判定した変調方式に合わせてデータを復調し出力する。
【００４９】
この復調装置での一連の処理を流れ図で示せば図１９に示すようになる。すなわち、Ｓ２１にて、振幅レベル検出部２７は、受信アンテナ２１が受信した受信信号の振幅レベルをクロック同期・基準搬送波再生部２６にて同期をとった再生クロックの２倍の間隔で検出する。続いて、Ｓ２２にて、受信バッファ３１２は、検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベルと、１つ前に検出し予めメモリ３０に記憶してある変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルとを比較する。そして、Ｓ２３にて、振幅レベルの変化が、π／４シフトＱＰＳＫ用閾値以上であればＳ２４にてπ／４シフトＱＰＳＫ変調であると判定し、また、ＭＳＫ用閾値以下であればＳ２５にてＭＳＫ変調であると判定し、それ以外であれば判定不能と判断する。
【００５０】
変調方式の判定が行われた場合には、続いて、Ｓ２６にて、受信部２２、各同期検波器２４，２５、各３値−２値変換部２８，２９を介して入力する同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）のデータから受信バッファ３１２は現時点の変調シンボルを表わす信号点を検出する。続いて、Ｓ２７にて、予め、１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点から次に検出される信号点に対応する復調データを求め、メモリ３０に格納してある復調データテーブルをもとにデータを復調する。そして、Ｓ２８にて、現時点の変調シンボルを表わす信号点から次に検出される信号点に対応する復調データを求め、復調データテーブルとしてメモリ３０に格納する。
【００５１】
続いて、Ｓ２９にて、振幅レベル検出部２７は変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルを検出する。そして、Ｓ３０にて、検出した振幅レベルをメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ２１の処理に戻す。
【００５２】
また、振幅レベルによる変調方式の判定が不能であると判断したときには、Ｓ３１にて、受信バッファ３１２は、受信部２２、各同期検波器２４，２５、各３値−２値変換部２８，２９を介して入力する同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）のデータから現時点の変調シンボルを表わす信号点を検出する。続いて、Ｓ３２にて、受信バッファ３１２は、検出した信号点情報と予めメモリ３０に記憶している１つ前の変調シンボルを表わしていた信号点情報とを比較し減算する。
【００５３】
そして、減算結果が±２，±６のとき、つまり位相偏移量が±π／２であればＳ３３にてＭＳＫ変調と判定し、Ｓ３４にて、復調データテーブルをもとにデータを復調する。すなわち、減算結果が＋２又は−６で、位相偏移量がπ／２であれば「０」とデータを復調し、減算結果が−２又は＋６で、位相偏移量が−π／２であれば「１」とデータを復調する。そして、Ｓ３５にて、検出した現時点の信号点情報をメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ２１の処理に戻す。
【００５４】
また、減算結果が±１，±３，±５，±７のとき、つまり位相偏移量が±π／４、±３π／４であればＳ３６にてπ／４シフトＱＰＳＫ変調と判定し、Ｓ３７にて、復調データテーブルをもとにデータを復調する。すなわち、減算結果が＋１又は−７で、位相偏移量がπ／４であれば「００」とデータを復調し、減算結果が＋３又は−５で、位相偏移量が３π／４であれば「０１」とデータを復調し、減算結果が−１又は＋７で、位相偏移量が−π／４であれば「１０」とデータを復調し、減算結果が−３又は＋５で、位相偏移量が−３π／４であれば「１１」とデータを復調する。そして、Ｓ３５にて、検出した現時点の信号点情報をメモリ３０に格納し、ルーチンを再びＳ２１の処理に戻す。
【００５５】
このように、受信側の復調装置において受信信号から変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルと検出した変調シンボル間の中間点での振幅レベルとを比較してレベル変化を見ることにより変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができる。また、レベル変化による変調方式の判定が不能なときには、受信信号の受信シンボル間の位相偏移量を求めることで変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができる。従って、変調方式の判定がより確実にできる。
【００５６】
しかも、ＭＳＫ変調及びπ／４シフトＱＰＳＫ変調の２つの変調方式から１つを判定し、その判定に基づいてデータを復調する制御を１つの復調装置で行うことができ、構成の簡単化を図ることができる。
【００５７】
なお、前述した各実施の形態においては、ＭＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の２つの変調方式から１つを判定して復調する場合について述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、例えば、ＣＰＦＳＫ変調とＱＰＳＫ変調のように包絡線の特性が異なる別の２つの変調方式やＢＰＳＫ変調とπ／４シフトＱＰＳＫ変調、あるいはＣＰＦＳＫ変調とＭＳＫ変調、あるいはＧＭＳＫ変調とπ／４シフトＱＰＳＫ変調とＢＰＳＫ変調などのように位相偏移量が異なっている２つあるいは３つ以上の変調方式から１つを判定して復調する場合であってもよい。
【００５８】
また、前述した第１、第３の実施の形態においては、振幅レベル検出部がクロック同期・基準搬送波再生部にて同期をとった再生クロックの２倍の間隔で変調シンボルを表わしている時点の振幅レベルと変調シンボル間の中間点での振幅レベルを検出するようにしたが、受信信号の変調シンボル間の任意のタイミングで振幅レベルが検出できれば必ずしもこれに限定するものではない。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１乃至３記載の発明によれば、受信側で変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができ、しかも、使用する復調部を１個にして構成の簡単化を図ることができる復調装置を提供できる。
また、請求項３記載の発明によれば、さらに、変調方式をより確実に判定できる復調装置を提供できる。
【００６０】
また、請求項４乃至６記載の発明によれば、受信側で変調方式を判定し、その判定に応じてデータの復調ができ、しかも、使用する復調部を１個にして構成の簡単化を図ることができる復調方法を提供できる。
また、請求項６記載の発明によれば、さらに、変調方式をより確実に判定できる復調方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の信号点配置について説明するための図。
【図２】変調シンボルを表わす信号点を示すデータ構成を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図４】同実施の形態における振幅レベル検出部の構成を示すブロック図。
【図５】同実施の形態におけるＭＳＫ変調の包絡線の特性を説明するための図。
【図６】同実施の形態におけるπ／４シフトＱＰＳＫ変調の包絡線の特性を説明するための図。
【図７】同実施の形態における復調装置の一連の処理を示す流れ図。
【図８】同実施の形態における復調データテーブルの作成を説明するための図。
【図９】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】同実施の形態におけるＭＳＫ変調の位相偏移量を説明するための図。
【図１１】同実施の形態におけるπ／４シフトＱＰＳＫ変調の位相偏移量を説明するための図。
【図１２】同実施の形態における３値−２値変換部の作用を説明するための図。
【図１３】同実施の形態における受信バッファのデータ変換を説明するための図。
【図１４】同実施の形態における受信バッファのＭＳＫ変調のときの復調処理を説明するための図。
【図１５】同実施の形態における受信バッファのπ／４シフトＱＰＳＫ変調のときの復調処理を説明するための図。
【図１６】同実施の形態における復調装置の一連の処理を示す流れ図。
【図１７】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図１８】同実施の形態における受信信号の包絡線のレベル検出による変調方式の判定を説明するための図。
【図１９】同実施の形態における復調装置の一連の処理を示す流れ図。
【図２０】従来のデータ通信システムを示す図。
【図２１】従来の受信装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
２４，２５…同期検波器
２６…クロック同期・基準搬送波再生部
２７…振幅レベル検出部
２８，２９…３値−２値変換部
３１…受信バッファ
Claims (6)
- 受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出する振幅検出手段と、この振幅検出手段の振幅検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定する判定手段と、この判定手段が判定した変調方式に合わせてデータを復調するデータ復調手段を備えたことを特徴とする復調装置。
- 受信した変調信号から複数の段階に検波された同相成分及び直交成分をそれぞれビットデータに変換して両者を合わせたデータを、変調シンボルを表わす各信号点を連続した数値で表わしたデータのうち、現在の信号点を示す該当するデータに変換すると共に１つ前の信号点を表わしていたデータと比較演算を行い、この演算結果と位相偏移量と復調データの対応関係を示した復調データテーブルを基に、現時点の信号点と１つ前の信号点間の位相偏移量を検出する位相偏移量検出手段と、この位相偏移量検出手段が検出した位相偏移量により変調方式を判定する判定手段と、前記位相偏移量を前記判定手段が判定した変調方式に合わせて復調するデータ復調手段を備えたことを特徴とする復調装置。
- 受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出する振幅検出手段と、この振幅検出手段の振幅検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定する第１の判定手段と、受信した変調信号の変調シンボル間の位相偏移量を検出する位相偏移量検出手段と、この位相偏移量検出手段が検出した位相偏移量により変調方式を判定する第２の判定手段と、前記各判定手段の判定結果に応じてデータを復調するデータ復調手段を備えたことを特徴とする復調装置。
- 受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出し、この検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定し、この判定した変調方式に合わせてデータを復調することを特徴とする復調方法。
- 受信した変調信号から複数の段階に検波された同相成分及び直交成分をそれぞれビットデータに変換して両者を合わせたデータを、変調シンボルを表わす各信号点を連続した数値で表わしたデータのうち、現在の信号点を示す該当するデータに変換すると共に１つ前の信号点を表わしていたデータと比較演算を行い、この演算結果と位相偏移量と復調データの対応関係を示した復調データテーブルを基に、現時点の信号点と１つ前の信号点間の位相偏移量を検出し、この検出した位相偏移量により変調方式を判定し、前記位相偏移量を判定した変調方式に合わせて復調することを特徴とする復調方法。
- 受信した変調信号の変調シンボル間の任意のタイミングで受信信号の振幅を検出し、この検出結果と変調シンボルを表わしている時点の振幅とを比較して変調方式を判定し、判定不能な場合には、続いて、受信した変調信号の変調シンボル間の位相偏移量を検出し、この検出した位相偏移量により変調方式を判定し、変調方式を判定した時点でその判定結果に応じてデータを復調することを特徴とする復調方法。
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