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JP2006261826A - Receiving apparatus and method - Google Patents

Receiving apparatus and method Download PDF

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JP2006261826A
JP2006261826A JP2005073711A JP2005073711A JP2006261826A JP 2006261826 A JP2006261826 A JP 2006261826A JP 2005073711 A JP2005073711 A JP 2005073711A JP 2005073711 A JP2005073711 A JP 2005073711A JP 2006261826 A JP2006261826 A JP 2006261826A
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Japan
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received
pulse
appearance rate
data
signal
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Pending
Application number
JP2005073711A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Asano
仁 浅野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a receiving apparatus and a receiving method capable of demodulating received data stably even against amplitude variations of a received signal and a code error due to noise. <P>SOLUTION: An incidence rate calculation section 140 obtains an incidence rate RF of received pulses on the basis of the number of the received pulses RP received by each update time UT and known transmission rate information of an OOK modulation signal, and a threshold value conversion section 150 converts the incidence rate RF into a threshold voltage Vt for the comparison by a comparator 111 of a level comparison section 110 and controls the incidence rate RF of the received pulses so that the incidence rate RF is convergent to a reference value. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無線通信や光通信分野などで用いられるパルス変調方式による変調信号を復調する受信装置及び受信方法に関する。   The present invention relates to a receiving apparatus and a receiving method for demodulating a modulation signal by a pulse modulation method used in the fields of wireless communication and optical communication.

パルス変調方式には、パルスの有無によって情報を伝送するOOK(On Off Keying)変調方式や、パルスの位置によって情報を伝送するPPM(Pulse Position Modulation)変調方式などがあり、これらの変調方式で変調されたパスル変調信号を復調する際には、受信したパルスを一定の閾値電圧と比較し、この閾値電圧より大きければ“1”、小さければ“0”として受信データを復調する方法が知られている。   Pulse modulation methods include the OOK (On Off Keying) modulation method that transmits information depending on the presence or absence of a pulse, and the PPM (Pulse Position Modulation) modulation method that transmits information depending on the position of a pulse. When demodulating the pulse modulated signal, a method is known in which the received pulse is compared with a certain threshold voltage and the received data is demodulated as “1” if it is larger than this threshold voltage and “0” if it is smaller. Yes.

従来、この種の受信装置としては、例えば、特許文献1に記載されているようなものがある。   Conventionally, as this type of receiving apparatus, for example, there is one described in Patent Document 1.

図13は、特許文献1に記載された受信装置の構成を示すブロック図である。図13において、アンテナ11で受信された受信信号は、高周波アンプ12で増幅され、バンドパスフィルタ13へ与えられ必要な信号が取り出される。その後、包絡線検波器14により検波され判別器16で比較される。このとき、判別器16に与えられる比較電圧は、バンドパスフィルタ13の出力を比較電圧発生器15に入力し、比較電圧発生器15で受信信号レベルに逆比例した比較電圧を生成するように構成したものが知られている。   FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of the receiving device described in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 13, the received signal received by the antenna 11 is amplified by the high frequency amplifier 12 and given to the bandpass filter 13 to extract a necessary signal. Thereafter, the signal is detected by the envelope detector 14 and compared by the discriminator 16. At this time, the comparison voltage supplied to the discriminator 16 is configured such that the output of the bandpass filter 13 is input to the comparison voltage generator 15 and the comparison voltage generator 15 generates a comparison voltage inversely proportional to the received signal level. Is known.

この受信装置によれば、判別器16の比較電圧を受信信号レベルが小さいときは大きくし、逆に受信信号レベルが大きいときは小さくするように制御している。すなわち、受信信号レベルに応じて判別器の比較電圧を制御することにより符号誤りが最小となるように受信データを復調している。
特開平7−183922号公報
According to this receiving apparatus, the comparison voltage of the discriminator 16 is controlled to be increased when the received signal level is small, and conversely, it is decreased when the received signal level is large. That is, the received data is demodulated so as to minimize the code error by controlling the comparison voltage of the discriminator according to the received signal level.
JP 7-183922 A

しかしながら、このような従来の受信装置にあっては、単に受信信号レベルを元に反比例した比較電圧を用いているので、受信信号レベルが常に小さい場合は比較電圧が大きいためにパルス信号の上側付近を基準に比較され、正常に受信すべきパルスを取りこぼしたり、受信信号レベルが常に大きい場合は比較電圧が小さいためにパルス信号の下側付近を基準に比較され、ノイズ信号も拾ってしまうという問題がある。   However, in such a conventional receiving apparatus, a comparison voltage that is inversely proportional to the received signal level is used. Therefore, when the received signal level is always small, the comparison voltage is large, so that it is near the upper side of the pulse signal. If the received signal level is always high or the received signal level is always high, the comparison voltage is low, so the comparison is made based on the lower side of the pulse signal and the noise signal is picked up. There is.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、受信信号の振幅変動やノイズによる符号誤りに対しても安定した受信データを復調することができる受信装置及び受信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a receiving apparatus and a receiving method capable of demodulating stable received data even with respect to a code error due to amplitude fluctuation or noise of a received signal. To do.

本発明の受信装置は、パルス変調されたパルス変調信号の振幅レベルと所定の閾値とを比較して2値の受信データに変換する比較手段と、前記受信データからパルス周期の再生クロックを生成するクロック再生手段と、前記受信データを所定の更新周期毎に受信したパルス数として計測する計測手段と、指定される伝送レート情報と前記更新周期を基に、該更新周期で受信すべきデータ数を求めるデータ数算出手段と、計測された前記受信パルス数と前記受信すべきデータ数を基に、前記更新周期における受信パルスの出現率を求める出現率算出手段と、前記クロック再生手段の出力及び前記受信パルスの出現率を基に、前記比較手段に供給する前記閾値を算出する閾値算出手段とを備える構成を採る。   The receiving apparatus of the present invention compares the amplitude level of a pulse modulated pulse modulated signal with a predetermined threshold value and converts it into binary received data, and generates a reproduction clock having a pulse period from the received data. A clock recovery means, a measuring means for measuring the received data as the number of pulses received every predetermined update period, and the number of data to be received in the update period based on the designated transmission rate information and the update period. Based on the measured number of data calculation means, the measured number of received pulses and the number of data to be received, the appearance rate calculation means for obtaining the appearance rate of received pulses in the update period, the output of the clock recovery means, and the Based on the appearance rate of the received pulse, a configuration including a threshold value calculation means for calculating the threshold value supplied to the comparison means is adopted.

本発明の受信方法は、受信したパルス変調信号から、更新周期毎に受信パルスの出現率を求めるステップと、前記受信パルス出現率から受信信号レベルの閾値を求めるステップと、パルス変調されたパルス変調信号の振幅レベルと前記閾値とを比較して2値の受信データに変換するステップとを有する。   The reception method of the present invention includes a step of obtaining an appearance rate of a reception pulse for each update period from a received pulse modulation signal, a step of obtaining a threshold value of a reception signal level from the reception pulse appearance rate, and pulse modulated pulse modulation Comparing the amplitude level of the signal with the threshold value and converting it to binary received data.

本発明によれば、複雑な回路を用いることなく簡易な構成で安定した受信データを簡単に復調することができる。また、搬送波信号によって変調されたパルス変調信号の復調にも対応することができる。さらに、OOKやPPMなどの複数の変調方式にも対応することができるため、受信装置の回路規模を増大させることなく簡単な方法で複数の変調方式に対応した受信装置を構築することできる。   According to the present invention, stable received data can be easily demodulated with a simple configuration without using a complicated circuit. Further, it is possible to cope with demodulation of a pulse modulation signal modulated by a carrier wave signal. Furthermore, since it is possible to support a plurality of modulation schemes such as OOK and PPM, it is possible to construct a receiving apparatus that supports a plurality of modulation schemes by a simple method without increasing the circuit scale of the receiving apparatus.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の受信装置は、OOK変調方式による変調信号を復調する受信装置に適用した例である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The receiving apparatus of this embodiment is an example applied to a receiving apparatus that demodulates a modulation signal by an OOK modulation method.

図1において、受信装置100は、コンパレータ111及びワンショット回路112からなるレベル比較部110と、クロック再生部120と、カウンタ130と、乗算器141及び除算器142からなる出現率算出部140と、変換テーブル151及びD/A変換器152からなる閾値変換部150とを備えて構成される。   In FIG. 1, the receiving apparatus 100 includes a level comparison unit 110 including a comparator 111 and a one-shot circuit 112, a clock recovery unit 120, a counter 130, an appearance rate calculation unit 140 including a multiplier 141 and a divider 142, A threshold conversion unit 150 including a conversion table 151 and a D / A converter 152 is provided.

レベル比較部110は、パルス変調信号の振幅レベルを比較して2値の受信データBDに変換する。クロック再生部120は、受信データBDからパルス周期の再生クロックCRを生成する。カウンタ130は、再生クロックCRを基準に更新時間UT毎に受信パルス数RPを計測する。出現率算出部140は、カウンタ130で計測された受信パルス数RPと伝送レート情報から更新時間UTの期間で受信すべきデータ数RDから更新時間UTの期間における受信パルスの出現率RFを算出する。閾値変換部150は、出現率RFからレベル比較部110に与える閾値電圧Vtに変換する。   The level comparison unit 110 compares the amplitude levels of the pulse modulation signals and converts them into binary reception data BD. The clock recovery unit 120 generates a recovery clock CR having a pulse period from the received data BD. The counter 130 measures the number of received pulses RP for each update time UT based on the reproduction clock CR. The appearance rate calculation unit 140 calculates the appearance rate RF of the received pulse in the period of the update time UT from the number of data RD to be received in the period of the update time UT from the number of received pulses RP measured by the counter 130 and the transmission rate information. . The threshold conversion unit 150 converts the appearance rate RF into a threshold voltage Vt to be given to the level comparison unit 110.

以下、上述のように構成された受信装置100の動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the receiving apparatus 100 configured as described above will be described.

図2は、受信装置100のレベル比較部110とクロック再生部120における動作を説明するタイミングチャート、図3は、受信装置100のカウンタ130と出現率算出部140及び閾値変換部150の動作を説明するタイミングチャート、図4は、受信装置100の変換テーブル151における変換規則を示すグラフである。   FIG. 2 is a timing chart for explaining operations in the level comparison unit 110 and the clock recovery unit 120 of the receiving device 100, and FIG. 3 explains operations of the counter 130, the appearance rate calculation unit 140, and the threshold value conversion unit 150 of the receiving device 100. FIG. 4 is a graph showing the conversion rules in the conversion table 151 of the receiving apparatus 100.

図2に示すように、OOK変調信号は、送信データが“0”ならば“0”、“1”ならば“1”という規則により送信側で変調されているものとし、また、送信データは擬似ランダム特性を有した符号によりスクランブルされているものとする。   As shown in FIG. 2, the OOK modulation signal is modulated on the transmission side according to the rule of “0” if the transmission data is “0” and “1” if the transmission data is “1”. Assume that it is scrambled by a code having pseudo-random characteristics.

受信装置100のレベル比較部110では、OOK変調信号を入力してパルスの振幅レベルと閾値電圧Vtを比較しパルスが存在するか否かをコンパレータ111により検出してパルス検出PDを出力する。ワンショット回路112は、入力信号の立ち上がりを検出して一定幅のパルスを出力する回路であり、コンパレータ111で検出されたパルス検出PDにより、パルスが存在する場合はパルス周期Tpの幅にわたり“H”として、パルスが存在しない場合は“L”として2値の受信データBDに変換する。   The level comparison unit 110 of the receiving apparatus 100 inputs an OOK modulation signal, compares the pulse amplitude level with the threshold voltage Vt, detects whether a pulse exists, and outputs a pulse detection PD. The one-shot circuit 112 is a circuit that detects a rising edge of an input signal and outputs a pulse having a constant width. When a pulse is detected by the pulse detection PD detected by the comparator 111, the one-shot circuit 112 is “H” over the width of the pulse period Tp. "If there is no pulse, it is converted to binary received data BD as" L ".

クロック再生部120は、受信データBDが入力されるとパルス周期Tpの再生クロックCRを生成するものであり、一般的に、位相比較器、ループフィルタ、VCO(voltage controlled oscillator)などによって構成されるPLL(phase locked loop)回路等により実現することができる。   The clock recovery unit 120 generates a recovery clock CR having a pulse period Tp when received data BD is input, and is generally configured by a phase comparator, a loop filter, a VCO (voltage controlled oscillator), and the like. It can be realized by a PLL (phase locked loop) circuit or the like.

カウンタ130では、指定された更新時間UTの期間毎に受信データBDの“1”の状態のデータのみを計測し受信パルス数RPとして出力する。   The counter 130 measures only the data “1” in the received data BD for each designated update time UT and outputs it as the received pulse number RP.

出現率算出部140の乗算器141では、指定される伝送レート情報と更新時間UTから更新時間UTの期間で受信すべきデータ数RDを求める。ここでいう受信すべきデータ数RDとは“0”と“1”両方のデータの数である。すなわち、伝送レート情報と更新時間UTを乗算することにより求めることができる。図3の例では、伝送レートを1Mbps、更新時間UTを1msと仮定しているので、データ数RDは“1000”となる。除算器142は、更新時間UTの期間で実際に受信した“1”の状態だけのデータを計測した受信パルス数RPをデータ数RDで除算することにより、更新時間UTの期間における受信パルスの出現率RFを求める。この出現率RFは、更新時間UTの期間で受信すべき“0”と“1”のデータ数に対し、“1”だけの受信パルス数がどれだけの比率で受信したかを表すものである。本実施の形態では、送信側で送るべき送信データは擬似ランダム特性を有した符号によりスクランブルされてOOK変調されているので、符号誤りがなく正しく受信した場合の出現率は、送信データの擬似ランダム特性により“0.5”となるが、符号誤り等が発生すれば0〜1.0の範囲で変化する。例えば、伝送レート1Mbps、更新時間UTを1msとした場合、更新時間UTの期間で受信される“1”のデータ数は“500”個、受信すべき“0”と“1”のデータ数RDは“1000”個となるので、出現率は“0.5”となる。このときの出現率“0.5”は符号誤りがなく正しく受信した場合の基準値となる。   The multiplier 141 of the appearance rate calculation unit 140 obtains the number of data RD to be received in the period of the update time UT from the designated transmission rate information and the update time UT. The number of data RD to be received here is the number of both “0” and “1” data. That is, it can be obtained by multiplying the transmission rate information and the update time UT. In the example of FIG. 3, since it is assumed that the transmission rate is 1 Mbps and the update time UT is 1 ms, the number of data RD is “1000”. The divider 142 divides the number of received pulses RP, which is measured only in the “1” state actually received in the period of the update time UT, by the number of data RD, so that the appearance of the received pulse in the period of the update time UT. Determine the rate RF. This appearance rate RF indicates how much the number of received pulses of “1” is received with respect to the number of data of “0” and “1” to be received in the period of the update time UT. . In this embodiment, the transmission data to be sent on the transmission side is scrambled by a code having pseudo-random characteristics and OOK-modulated. Therefore, the appearance rate when correctly received without a code error is the pseudo-randomness of the transmission data. Although it is “0.5” due to the characteristics, if a code error or the like occurs, it changes in the range of 0 to 1.0. For example, when the transmission rate is 1 Mbps and the update time UT is 1 ms, the number of “1” data received during the update time UT is “500”, and the number of data “0” and “1” to be received RD Since there are “1000”, the appearance rate is “0.5”. The appearance rate “0.5” at this time is a reference value when there is no code error and the data is correctly received.

閾値変換部150の変換テーブル151は、出現率RFの値をコンパレータ111で比較するための閾値電圧Vtの範囲になるように値を変換するテーブルメモリである。図4は、コンパレータ111の閾値電圧Vtの制御範囲を−1〜+1と仮定した場合に、入力する出現率RF(0〜1.0)を閾値データTD(−1〜+1)に変換して出力する状態を表したグラフであり、変換規則は“閾値データTD=2×(出現率RF)−1”である。すなわち、出現率RFが大きい場合は“1”のパルスを受信している比率が高いので閾値電圧Vtを上げる方向に、出現率RFが小さい場合は“1”のパルスを受信している比率が低いので閾値電圧Vtを下げる方向になるように閾値データTDに変換する。変換された閾値データTDは、ディジタル-アナログ変換器であるD/A変換器152によってアナログ信号に変換され、閾値電圧Vtとしてコンパレータ111に与えられ制御される。   The conversion table 151 of the threshold conversion unit 150 is a table memory that converts a value so that the value of the appearance rate RF is within the range of the threshold voltage Vt for comparison by the comparator 111. FIG. 4 shows that the input appearance rate RF (0 to 1.0) is converted into threshold data TD (−1 to +1) when the control range of the threshold voltage Vt of the comparator 111 is assumed to be −1 to +1. It is a graph showing the state to output, and the conversion rule is “threshold data TD = 2 × (appearance rate RF) −1”. That is, when the appearance rate RF is large, the ratio of receiving “1” pulses is high, so the threshold voltage Vt is increased. When the appearance rate RF is small, the ratio of receiving “1” pulses is increased. Since it is low, it is converted into threshold data TD so that the threshold voltage Vt is lowered. The converted threshold data TD is converted into an analog signal by a D / A converter 152 which is a digital-analog converter, and is given to the comparator 111 as a threshold voltage Vt and controlled.

以上のような動作を更新時間UT毎に行って、出現率RFを基準値“0.5”に収束するように制御する。   The operation as described above is performed every update time UT, and the appearance rate RF is controlled to converge to the reference value “0.5”.

このように、実施の形態1によれば、更新時間UT毎に受信した受信パルス数RPと、既知であるOOK変調信号の伝送レート情報から受信パルスの出現率RFを求め、この出現率RFからコンパレータ111で比較するための閾値電圧Vtに変換して、受信パルスの出現率RFが基準値“0.5”に収束するように制御することにより簡易な構成で安定した受信データを簡単に復調することができる。   As described above, according to the first embodiment, the appearance rate RF of the received pulse is obtained from the number RP of received pulses received every update time UT and the transmission rate information of the known OOK modulation signal, and the appearance rate RF is calculated from the appearance rate RF. By converting to the threshold voltage Vt for comparison by the comparator 111 and controlling the appearance rate RF of the received pulse to converge to the reference value “0.5”, stable received data can be easily demodulated with a simple configuration. can do.

ここで、実施の形態1では、レベル比較部110のコンパレータ111において、入力されるパルスの振幅レベルが閾値電圧Vtを基準にパルスの有無判定を行うようにしているが、シュミット・トリガなどヒステリシス特性を有するコンパレータを用いても良く、このようにすれば、伝送すべき規定のパルス幅よりも短いノイズなどの信号を除去することができる。また、更新時間UTは一定周期の時間として示したが、パルス変調信号が伝達される伝送路の伝搬特性に応じて、短くしたり長くしたりするように時間を規定してもよい。   Here, in the first embodiment, the comparator 111 of the level comparison unit 110 is configured to determine the presence / absence of a pulse based on the threshold voltage Vt of the amplitude level of the input pulse. However, hysteresis characteristics such as a Schmitt trigger are used. In this way, a signal such as noise shorter than a prescribed pulse width to be transmitted can be removed. Further, although the update time UT is shown as a time of a fixed period, the time may be defined so as to be shortened or lengthened according to the propagation characteristics of the transmission path through which the pulse modulation signal is transmitted.

(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2に係る受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり、図1と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the description of the present embodiment, the same components as those in FIG.

実施の形態1との相違点は、本実施の形態の受信装置200は、送信すべきパルス信号が搬送波信号によってパルス変調されたOOK変調信号入力し、その変調信号の包絡線を検出する検波器210を備えるところにある。   The difference from the first embodiment is that a receiving apparatus 200 according to the present embodiment receives an OOK modulation signal in which a pulse signal to be transmitted is pulse-modulated by a carrier wave signal, and detects an envelope of the modulation signal. 210 is provided.

以下、上述のように構成された受信装置200の動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the receiving apparatus 200 configured as described above will be described.

図6は、上記検波器210における包絡線検波の動作を示すタイミングチャートである。   FIG. 6 is a timing chart showing the operation of envelope detection in the detector 210.

図6に示すように、OOK変調信号は送信側で伝送すべきパルスに単一の正弦波信号である搬送波信号が重畳されている変調信号である。検波器210は、この変調信号の包絡線(変調信号の極大点を滑らかにつないだ線)を検波するものであり、まず、OOK変調信号をダイオードにより整流して負の部分を切り取り、その後抵抗とコンデンサで構成されたローパスフィルタで波形を滑らかにつないで検波信号DSを得る。なお、この検波信号DS以降の信号の処理や動作については、実施の形態1と同じであるため説明は省略する。   As shown in FIG. 6, the OOK modulation signal is a modulation signal in which a carrier signal, which is a single sine wave signal, is superimposed on a pulse to be transmitted on the transmission side. The detector 210 detects an envelope of the modulation signal (a line in which the maximum points of the modulation signal are smoothly connected). First, the OOK modulation signal is rectified by a diode to cut off the negative portion, and then the resistance is reduced. A detection signal DS is obtained by smoothly connecting waveforms with a low-pass filter composed of a capacitor. Note that the processing and operation of signals after the detection signal DS are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

このように、実施の形態2によれば、検波器210を備えることにより、複雑な回路を用いることなく簡易な構成だけで搬送波信号によってパルス変調されたOOK変調信号の復調にも対応することができる。   As described above, according to the second embodiment, by providing the detector 210, it is possible to cope with demodulation of an OOK modulation signal pulse-modulated by a carrier wave signal with a simple configuration without using a complicated circuit. it can.

なお、図6はOOK変調方式の場合を示したが、PPM変調方式においても基本動作は同じである。   Although FIG. 6 shows the case of the OOK modulation method, the basic operation is the same in the PPM modulation method.

(実施の形態3)
図7は、本発明の実施の形態3に係る受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の受信装置は、2値PPM変調方式に適用した場合の例である。図1と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The receiving apparatus of this embodiment is an example when applied to a binary PPM modulation system. The same components as those in FIG.

実施の形態1との相違点は、本実施の形態の受信装置300は、指定される変調方式情報に応じて、変換テーブル151の変換規則内容を更新(書き換え)する制御部310を備えるところにある。   The difference from Embodiment 1 is that receiving apparatus 300 of this embodiment includes control section 310 that updates (rewrites) the conversion rule contents of conversion table 151 in accordance with the specified modulation scheme information. is there.

以下、上述のように構成された受信装置300の動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the receiving apparatus 300 configured as described above will be described.

図8は、2値PPM変調信号を示すタイミングチャート、図9は、変換テーブル151の変換規則を示すグラフである。   FIG. 8 is a timing chart showing a binary PPM modulation signal, and FIG. 9 is a graph showing a conversion rule of the conversion table 151.

図8に示すように、2値PPM変調方式は、2個のパルススロットのいずれかの1つの位置に1ビットの情報(0又は1)に応じた1つのパルスを割り当てて伝送する方式であり、2個のパルススロットで構成された1ビットの情報を示す単位をシンボルと呼び、そのデータレートをシンボルレートという。   As shown in FIG. 8, the binary PPM modulation method is a method in which one pulse according to 1-bit information (0 or 1) is allocated and transmitted at one position in any of two pulse slots. A unit indicating 1-bit information composed of two pulse slots is called a symbol, and its data rate is called a symbol rate.

この2値PPM変調方式の特徴から、更新時間UTの期間で受信すべき“0”と“1”のデータ数RDとカウンタ130で計測する“1”だけの受信パルス数RPの数は同じ値となる。よって、符号誤りがなく正しく受信した場合の出現率RFの基準値は“1.0”となり、符号誤り等が発生した場合は0〜2.0の範囲で変化する。   Due to the characteristics of this binary PPM modulation method, the number of data “RD” of “0” and “1” to be received in the period of the update time UT and the number of received pulses RP of only “1” measured by the counter 130 are the same value. It becomes. Therefore, the reference value of the appearance rate RF when there is no code error and is correctly received is “1.0”, and when a code error or the like occurs, it changes in the range of 0 to 2.0.

また、出現率算出部140の乗算器141に入力される伝送レート情報においては、OOK変調方式とは異なり、m(mは任意の自然数)値PPM変調方式に応じてシンボルレートをm倍した値が伝送レート情報として指定される。本実施の形態の受信装置300は、2値PPM変調方式の場合によるものなので、伝送レート情報はシンボルレートを2倍した値として指定される。   Further, in the transmission rate information input to the multiplier 141 of the appearance rate calculation unit 140, unlike the OOK modulation method, a value obtained by multiplying the symbol rate by m according to the m (m is an arbitrary natural number) value PPM modulation method. Is specified as transmission rate information. Since receiving apparatus 300 according to the present embodiment is based on the binary PPM modulation scheme, transmission rate information is designated as a value obtained by doubling the symbol rate.

制御部310は、変調方式情報に基づいて図9に示す内容になるように変換テーブル151を書き換える。すなわち、変換規則“閾値データTD=(出現率RF)−1”により、入力される出現率RF(0〜2.0)は、閾値データTD(−1〜+1)として変換される。なお、これ以降の信号の処理や動作については、実施の形態1と同じであるため説明は省略する。   The control unit 310 rewrites the conversion table 151 based on the modulation scheme information so as to have the contents shown in FIG. That is, according to the conversion rule “threshold data TD = (appearance rate RF) −1”, the input appearance rate RF (0 to 2.0) is converted as threshold data TD (−1 to +1). Since subsequent signal processing and operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このように、実施の形態3によれば、変調方式情報に基づいて変換テーブル151の変換規則内容を書き換える制御部310を備えることにより、OOK変調方式に加え2値PPM変調方式にも対応することができるので、受信装置の回路規模を増大させることなく簡単な方法で複数の変調方式に対応した受信装置を構築することできる。   As described above, according to the third embodiment, by providing the control unit 310 that rewrites the conversion rule contents of the conversion table 151 based on the modulation method information, the binary PPM modulation method can be supported in addition to the OOK modulation method. Therefore, it is possible to construct a receiving apparatus corresponding to a plurality of modulation schemes by a simple method without increasing the circuit scale of the receiving apparatus.

なお、図8及び図9は、2値PPM変調方式の場合の動作例を示したが4値や8値などの複数のm値PPM変調方式においても基本動作は同じである。この場合、m値PPM変調方式に対応した変換規則に従って変換テーブル151を書き換えるだけで対処できる。   8 and 9 show an operation example in the case of the binary PPM modulation method, the basic operation is the same in a plurality of m-value PPM modulation methods such as 4-value and 8-value. In this case, it can be dealt with only by rewriting the conversion table 151 in accordance with the conversion rule corresponding to the m-value PPM modulation method.

(実施の形態4)
図10は、本発明の実施の形態4に係る受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の受信装置は、OOK変調方式に適用した場合の例である。図7と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. The receiving apparatus of this embodiment is an example when applied to the OOK modulation method. The same components as those in FIG.

実施の形態3との相違点は、本実施の形態の受信装置400は、受信したパルス変調信号の受信品質状態を測定する品質測定部410を備えている。   The difference from Embodiment 3 is that reception apparatus 400 of this embodiment includes quality measurement section 410 that measures the reception quality state of the received pulse modulation signal.

以下、上述のように構成された受信装置400の動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the receiving apparatus 400 configured as described above will be described.

図11は、OOK変調方式における搬送波電力対雑音電力比CNR対する最適な識別レベルの関係を示すグラフ、図12は、変換テーブル151の変換規則を示すグラフである。   FIG. 11 is a graph showing the relationship of the optimum discrimination level with respect to the carrier power / noise power ratio CNR in the OOK modulation method, and FIG. 12 is a graph showing the conversion rules of the conversion table 151.

一般に、伝送されてきたパルスを識別する際、伝送路で混入された雑音により誤って識別されることがあり、これを符号誤りという。符号誤りを支配する要因はとしては、搬送波電力対雑音電力比CNRやタイミングジッタなどがあるが、特にOOK変調方式の場合は振幅による変調を行う方式のため搬送波電力対雑音電力比CNRが重要なパラメータとなる。符合誤り率は、伝送路雑音が重畳された受信パルスの振幅確率密度分布関数とパルスの“1”及び“0”の生起確率などから求めることができる。また、OOK変調方式の場合、確率密度分布関数から最適な識別レベルを求めるができ、さらに搬送波電力対雑音電力比CNRと最適な識別レベルとの関係が定義されており、図11に示すグラフの特性になることが知られている。すなわち、受信したパルス変調信号の搬送波電力対雑音電力比CNRに応じて最適な閾値で復調することにより、受信信号の振幅変動やノイズによる符号誤りに対しても安定した受信データを復調することができる。   In general, when a transmitted pulse is identified, it may be erroneously identified by noise mixed in the transmission path, which is called a code error. Factors that dominate the code error include carrier power to noise power ratio CNR and timing jitter. In particular, in the case of the OOK modulation system, the carrier power to noise power ratio CNR is important because of modulation by amplitude. It becomes a parameter. The code error rate can be obtained from the amplitude probability density distribution function of the received pulse on which transmission line noise is superimposed, the occurrence probability of “1” and “0” of the pulse, and the like. In the case of the OOK modulation method, the optimum discrimination level can be obtained from the probability density distribution function, and the relationship between the carrier power to noise power ratio CNR and the optimum discrimination level is defined, and the graph shown in FIG. It is known to become a characteristic. That is, by demodulating with the optimum threshold according to the carrier power-to-noise power ratio CNR of the received pulse modulation signal, it is possible to demodulate the received data stably against the code error due to the amplitude fluctuation of the received signal and noise. it can.

品質測定部410は、受信したパルス変調信号の搬送波電力対雑音電力比CNRを測定するブロックであり、アナログ−ディジタル変換を行うA/D変換器411と演算部412から構成されている。演算部412では、更新時間UT毎に測定した搬送波電力対雑音電力比CNRをもとに、変換規則のオフセット値を求め制御部310へオフセットOSとして出力する。   The quality measurement unit 410 is a block that measures the carrier power to noise power ratio CNR of the received pulse modulation signal, and includes an A / D converter 411 that performs analog-digital conversion and a calculation unit 412. Based on the carrier power-to-noise power ratio CNR measured at each update time UT, the calculation unit 412 calculates the offset value of the conversion rule and outputs it to the control unit 310 as an offset OS.

いま、任意の更新時間UTの期間で測定した搬送波電力対雑音電力比CNRが12dBと仮定する。12dB時の最適識別レベルは図11から0.55である。また、図11の最適識別レベルは絶対振幅が“1”の場合で示してある。閾値変換部150の閾値範囲は−1〜+1なので絶対振幅は“2”であるから、演算部412では絶対振幅“2”にマッチングするように補正をかける。すなわち、搬送波電力対雑音電力比CNRが12dBの時の最適な閾値は2×0.55=1.1となり、この“1.1”は閾値範囲が0〜2の範囲の場合なので実際の閾値範囲−1〜+1に補正をかける。すなわち、−1だけ補正をかければよいので、1.1−1=0.1が実際の最適な閾値となる。これは、出現率RFが基準値0.5の時の閾値を“0”から“0.1”に変更することを意味し、図12に示すように、変換規則を“0.1”だけ上側にオフセットをかけるように変更する。実際、演算部412ではもともと“−1”であったオフセットOSに“0.1”を加算した“−0.9”をオフセットOSとして制御部310に変更指示を与える。制御部310では、変更された変換規則“閾値データTD=2×(出現率RF)−0.9”(図12の実線で示したグラフ)により変換テーブル151を更新する。   Now, it is assumed that the carrier power to noise power ratio CNR measured during an arbitrary update time UT is 12 dB. The optimum discrimination level at 12 dB is 0.55 from FIG. Further, the optimum discrimination level in FIG. 11 is shown when the absolute amplitude is “1”. Since the threshold range of the threshold converter 150 is −1 to +1 and the absolute amplitude is “2”, the arithmetic unit 412 performs correction so as to match the absolute amplitude “2”. That is, the optimum threshold value when the carrier power to noise power ratio CNR is 12 dB is 2 × 0.55 = 1.1, and since “1.1” is the case where the threshold value range is 0 to 2, the actual threshold value is obtained. Apply correction to the range -1 to +1. That is, since it is only necessary to correct by -1, 1.1-1 = 0.1 is an actual optimum threshold value. This means that the threshold when the appearance rate RF is the reference value 0.5 is changed from “0” to “0.1”, and as shown in FIG. 12, the conversion rule is only “0.1”. Change to apply an offset to the upper side. Actually, the calculation unit 412 gives a change instruction to the control unit 310 using “−0.9” obtained by adding “0.1” to the offset OS that was originally “−1” as the offset OS. The control unit 310 updates the conversion table 151 with the changed conversion rule “threshold data TD = 2 × (appearance rate RF) −0.9” (graph shown by a solid line in FIG. 12).

このように、実施の形態4によれば、受信したパルス変調信号の受信品質状態を測定する品質測定部410を備えることにより、受信したパルス変調信号の受信品質状態に応じて最適な閾値でもって復調することができるので、受信信号の振幅変動やノイズによる符号誤りに対しても安定した受信データを復調することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, by including the quality measuring unit 410 that measures the reception quality state of the received pulse modulation signal, the optimum threshold is set according to the reception quality state of the received pulse modulation signal. Since it can be demodulated, it is possible to demodulate the received data stably against the code error due to the amplitude fluctuation of the received signal and noise.

なお、図11は搬送波電力対雑音電力比CNRの場合を例に示したが、信号対雑音電力比SNR等の品質情報を用いても良く、このようにすれば、適用する変調方式や伝搬路の特性に応じた最適な復調を行うことができる受信装置を構築することができる。   Although FIG. 11 shows an example of the carrier power to noise power ratio CNR, quality information such as the signal to noise power ratio SNR may be used. In this way, the modulation scheme and propagation path to be applied can be used. Thus, it is possible to construct a receiving apparatus that can perform optimal demodulation according to the characteristics.

また、実施の形態4では、品質測定部410によるオフセットOSを制御部310に入力し、制御部310が変換規則のオフセット値を変更する態様を示したが、受信パルスの出現率を求めこの出現率から閾値電圧に変換するものであれば、受信品質測定結果をどのように使用してもよい。   In the fourth embodiment, the offset OS by the quality measuring unit 410 is input to the control unit 310, and the control unit 310 changes the offset value of the conversion rule. The reception quality measurement result may be used in any way as long as the rate is converted into the threshold voltage.

以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。   The above description is an illustration of a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this.

さらに、本発明は例えば無線端末として組み込むことが可能であり、本受信装置及び受信方法を具備した移動体通信システムとして実現することも可能である。   Further, the present invention can be incorporated as a wireless terminal, for example, and can also be realized as a mobile communication system including the receiving apparatus and the receiving method.

また、上記実施の形態では、受信装置及び受信方法という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、送受信装置、送受信方法等でもよいことは勿論である。   In the above embodiment, the names of the receiving device and the receiving method are used. However, this is for convenience of explanation, and it is needless to say that the transmitting / receiving device, the transmitting / receiving method, and the like may be used.

また、上記受信装置を構成する各回路部の種類、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。   Further, the type, number, connection method, and the like of each circuit unit constituting the receiving apparatus are not limited to the above-described embodiments.

本発明に係る受信装置及び受信方法は、簡易な構成で安定した受信データを簡単に復調することができるといった効果を有し、無線通信や光通信分野などで用いられるパルス変調方式の受信装置として有用である。   The receiving device and the receiving method according to the present invention have an effect that it is possible to easily demodulate stable received data with a simple configuration, and as a pulse modulation type receiving device used in the field of wireless communication or optical communication. Useful.

本発明の実施の形態1に係る受信装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on Embodiment 1 of this invention. 上記実施の形態1に係る受信装置のレベル比較部とクロック再生部における動作を説明するタイミングチャートTiming chart for explaining operations in the level comparison unit and the clock recovery unit of the receiving apparatus according to the first embodiment. 上記実施の形態1に係る受信装置のカウンタと出現率算出部及び閾値変換部の動作を説明するタイミングチャートTiming chart for explaining operations of the counter, the appearance rate calculation unit, and the threshold conversion unit of the receiving apparatus according to Embodiment 1 above 上記実施の形態1に係る受信装置の変換テーブルにおける変換規則を示すグラフThe graph which shows the conversion rule in the conversion table of the receiver which concerns on the said Embodiment 1. 本発明の実施の形態2に係る受信装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on Embodiment 2 of this invention. 上記実施の形態2に係る受信装置の検波器における包絡線検波の動作を説明するタイミングチャートTiming chart for explaining the operation of envelope detection in the detector of the receiving apparatus according to the second embodiment 本発明の実施の形態3に係る受信装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on Embodiment 3 of this invention. 2値PPM変調信号の動作を説明するタイミングチャートTiming chart explaining operation of binary PPM modulated signal 上記実施の形態3に係る受信装置の変換テーブルにおける変換規則を示すグラフThe graph which shows the conversion rule in the conversion table of the receiver which concerns on the said Embodiment 3. 本発明の実施の形態4に係る受信装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on Embodiment 4 of this invention. OOK変調方式における搬送波電力対雑音電力比に対する最適な識別レベルの関係を示すグラフThe graph which shows the relationship of the optimal discrimination | determination level with respect to carrier power to noise power ratio in an OOK modulation system 上記実施の形態4に係る受信装置の変換テーブルにおける変換規則を示すグラフThe graph which shows the conversion rule in the conversion table of the receiver which concerns on the said Embodiment 4. 従来の受信装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional receiving apparatus

符号の説明Explanation of symbols

100,200,300,400 受信装置
110 レベル比較部
111 コンパレータ
112 ワンショット回路
120 クロック再生部
130 カウンタ
140 出現率算出部
141 乗算器
142 除算器
150 閾値変換部
151 変換テーブル
152 D/A変換器
210 検波器
310 制御部
410 品質測定部
411 A/D変換器
412 演算部
100, 200, 300, 400 Receiver 110 Level comparison unit 111 Comparator 112 One-shot circuit 120 Clock recovery unit 130 Counter 140 Appearance rate calculation unit 141 Multiplier 142 Divider 150 Threshold conversion unit 151 Conversion table 152 D / A converter 210 Detector 310 Control unit 410 Quality measurement unit 411 A / D converter 412 Calculation unit

Claims (6)

パルス変調されたパルス変調信号の振幅レベルと所定の閾値とを比較して2値の受信データに変換する比較手段と、
前記受信データからパルス周期の再生クロックを生成するクロック再生手段と、
前記受信データを所定の更新周期毎に受信したパルス数として計測する計測手段と、
指定される伝送レート情報と前記更新周期を基に、該更新周期で受信すべきデータ数を求めるデータ数算出手段と、
計測された前記受信パルス数と前記受信すべきデータ数を基に、前記更新周期における受信パルスの出現率を求める出現率算出手段と、
前記クロック再生手段の出力及び前記受信パルスの出現率を基に、前記比較手段に供給する前記閾値を算出する閾値算出手段と
を備えることを特徴とする受信装置。
A comparison means for comparing the amplitude level of the pulse-modulated pulse-modulated signal with a predetermined threshold value and converting it to binary received data;
A clock recovery means for generating a recovery clock of a pulse period from the received data;
Measuring means for measuring the received data as the number of pulses received every predetermined update period;
Based on the designated transmission rate information and the update period, a data number calculating means for obtaining the number of data to be received in the update period;
Based on the measured number of received pulses and the number of data to be received, an appearance rate calculating means for obtaining an appearance rate of received pulses in the update period;
And a threshold value calculating means for calculating the threshold value supplied to the comparing means based on the output of the clock recovery means and the appearance rate of the received pulse.
前記閾値算出手段は、前記受信パルスの出現率が所定の基準値に収束するように閾値を算出することを特徴とする請求項1記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 1, wherein the threshold value calculating unit calculates the threshold value so that the appearance rate of the received pulse converges to a predetermined reference value. 搬送波信号によってパルス変調されたパルス変調信号を入力して、該変調信号の包絡線を検出する検波手段を備えることを特徴とする請求項1記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 1, further comprising: a detection unit that inputs a pulse modulation signal pulse-modulated by a carrier wave signal and detects an envelope of the modulation signal. パルス変調信号の変調方式に応じて、前記閾値算出手段が前記受信パルスの出現率から前記閾値に変換する変換規則を更新する制御手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の受信装置。   4. The control unit according to claim 1, further comprising a control unit configured to update a conversion rule for converting the appearance rate of the received pulse into the threshold value according to a modulation method of the pulse modulation signal. A receiving device according to claim 1. 受信したパルス変調信号の受信品質状態を測定する品質測定手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 1, further comprising a quality measuring unit that measures a reception quality state of the received pulse modulation signal. 受信したパルス変調信号から、更新周期毎に受信パルスの出現率を求めるステップと、
前記受信パルス出現率から受信信号レベルの閾値を求めるステップと、
パルス変調されたパルス変調信号の振幅レベルと前記閾値とを比較して2値の受信データに変換するステップと
を有することを特徴とする受信方法。
From the received pulse modulation signal, obtaining the appearance rate of the received pulse for each update period;
Obtaining a threshold of a received signal level from the received pulse appearance rate;
A step of comparing the amplitude level of the pulse-modulated pulse-modulated signal with the threshold value and converting it into binary received data.
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