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JP3583932B2 - Demodulation device and demodulation method - Google Patents

Demodulation device and demodulation method Download PDF

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JP3583932B2
JP3583932B2 JP30542998A JP30542998A JP3583932B2 JP 3583932 B2 JP3583932 B2 JP 3583932B2 JP 30542998 A JP30542998 A JP 30542998A JP 30542998 A JP30542998 A JP 30542998A JP 3583932 B2 JP3583932 B2 JP 3583932B2
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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
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a demodulation apparatus and a demodulation method for determining a modulation scheme from a received signal and demodulating data according to the modulation scheme.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a system for performing data communication by specifying one of a plurality of modulation schemes, for example, those described in JP-A-5-130082 and JP-A-7-122017 are known. .
[0003]
As shown in FIG. 20, the former Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-1300082 uses QPSK, which is a modulation method having high frequency use efficiency, for mobile terminals 2 and 3 close to the base station 1, and uses the base station 1 The mobile terminals 4 and 5 distant from the mobile terminal 4 and 5 use a variable modulation communication system in which communication is performed using 16QAM, which is a modulation system resistant to noise. The signal is received and its quality is checked. Based on the quality, the base station 1 is notified of the desired modulation scheme. The base station 1 checks the quality of the received signal to determine whether communication is possible with the desired modulation scheme. Judgment is made, a modulation method is designated, and communication is started.
[0004]
In the latter Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 7-123017, as shown in FIG. 21, an FM demodulation unit 11, a PM demodulation unit 12, and a BPSK demodulation unit 13 are provided in a receiving device, and a reception wave received by an antenna 14 is received. After the receiving unit 15 performs low noise amplification and frequency conversion to an intermediate frequency signal, the signals are distributed to the demodulation units 11, 12, and 13, and the corresponding modulation signals are input to the demodulation units 11, 12, and 13. And demodulates the signal and outputs a video signal to the signal switch 16 and outputs a demodulation determination signal to the demodulation determination circuit 17. The demodulation determination circuit 17 receives a demodulation determination signal from each demodulation unit, determines which demodulation unit is currently operating, and sends a switching control signal to the signal switch 16. The signal switch 16 receives the video signal from each demodulation unit, selects a video signal based on the demodulation determination signal from the demodulation determination circuit 17, and outputs the video signal to the monitor device 18 and the data processing device 19.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the former publication, the mobile terminal must notify the base station of the desired modulation scheme, and therefore, each time there is a desire to change the modulation scheme, the mobile terminal notifies the base station of the desired modulation scheme. The setting of the modulation scheme between the base station and the mobile terminal is troublesome.
[0006]
Further, in the case of the latter publication, the receiving apparatus must be provided with a plurality of demodulators corresponding to various modulation schemes and a signal switch for selectively outputting a video signal from each of the demodulating sections. However, there was a problem that the configuration was complicated.
[0007]
Therefore, according to the first to third aspects of the present invention, it is possible to determine the modulation method on the receiving side, demodulate data according to the determination, and to simplify the configuration by using one demodulation unit. And a demodulation device capable of performing the above.
Further, the invention according to claim 3 further provides a demodulation device that can more reliably determine the modulation method.
[0008]
According to the invention of claims 4 to 6, it is possible to determine the modulation scheme on the receiving side, demodulate data according to the determination, and to simplify the configuration by using one demodulation unit. To provide a demodulation method capable of
Further, the invention according to claim 6 further provides a demodulation method capable of more reliably determining a modulation scheme.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided an amplitude detecting means for detecting an amplitude of a received signal at an arbitrary timing between modulation symbols of a received modulated signal, and an amplitude detection result of the amplitude detecting means and a time point at which the modulation symbol is represented. The demodulation apparatus includes a determination unit that determines the modulation scheme by comparing the amplitude with the data, and a data demodulation unit that demodulates data according to the modulation scheme determined by the determination unit.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a received modulated signal. The in-phase component and the quadrature component detected in a plurality of stages are converted into bit data, respectively, and the combined data is represented by a continuous numerical value representing each signal point representing a modulation symbol. And performs a comparison operation with the data representing the immediately preceding signal point, based on a demodulation data table indicating the correspondence between the calculation result, the phase shift amount, and the demodulation data. Current signal point and previous signal point A phase shift amount detecting means for detecting a phase shift amount between the phase shift amounts, a determining means for determining a modulation method based on the phase shift amount detected by the phase shift amount detecting means, and a determining means for determining the phase shift amount. In a demodulation device provided with data demodulation means for demodulating in accordance with the modulation method.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an amplitude detecting means for detecting an amplitude of a received signal at an arbitrary timing between modulation symbols of a received modulated signal, and an amplitude detection result of the amplitude detecting means and a time point at which the modulation symbol is represented. First determining means for comparing the amplitude to determine the modulation scheme; phase shift detecting means for detecting a phase shift between modulation symbols of the received modulation signal; The demodulation apparatus includes a second determination unit that determines a modulation scheme based on the detected phase shift amount, and a data demodulation unit that demodulates data according to a determination result of each determination unit.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the amplitude of the received signal is detected at an arbitrary timing between the modulation symbols of the received modulation signal, and the detection result is compared with the amplitude at the time when the modulation symbol is represented to determine the modulation scheme. There is a demodulation method for making a decision and demodulating data in accordance with the decided modulation scheme.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a received modulated signal. The in-phase component and the quadrature component detected in a plurality of stages are converted into bit data, respectively, and the combined data is represented by a continuous numerical value representing each signal point representing a modulation symbol. And performs a comparison operation with the data representing the immediately preceding signal point, based on a demodulation data table indicating the correspondence between the calculation result, the phase shift amount, and the demodulation data. Current signal point and previous signal point There is a demodulation method in which a phase shift amount between the two is detected, a modulation scheme is determined based on the detected phase shift amount, and demodulation is performed in accordance with the modulation scheme in which the phase shift amount is determined.
[0014]
The invention according to claim 6 detects the amplitude of the received signal at an arbitrary timing between the modulation symbols of the received modulation signal, compares the detection result with the amplitude at the time when the modulation symbol is represented, and determines the modulation scheme. If the determination is not possible, subsequently, the phase shift amount between the modulation symbols of the received modulation signal is detected, the modulation method is determined based on the detected phase shift amount, and the time when the modulation method is determined is determined. The demodulation method demodulates data according to the determination result.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which two modulation schemes, that is, an MSK modulation scheme and a π / 4 shift QPSK modulation scheme are used as a modulation scheme will be described.
[0016]
First, the signal point arrangement of the MSK modulation method and the π / 4 shift QPSK modulation method will be described.
FIG. 1 shows the reception level of the in-phase component (I) and the reception level of the quadrature component (Q) of the received signal on a quadrature coordinate axis, and four “x” represent signal arrangement points of MSK modulation. Eight “○” represent signal arrangement points of π / 4 shift QPSK modulation. The in-phase component (I) and the quadrature component (Q) are each assigned a level in three stages “+1, 0, −1”, and the three-stage levels are converted into 2-bit data “01, 00, 10”. As a result, the in-phase component (I) becomes 2 bits of “a1, a3” and the quadrature component (Q) becomes 2 bits of “a2, a4”. Finally, as shown in FIG. The signal point represents one modulation symbol with 4 bits “a3, a4”.
[0017]
(First Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the demodulation device. A receiving antenna 21 for receiving a radio wave, a receiving unit 22 for amplifying a received signal received by the antenna 21 and performing frequency conversion as necessary, and a receiving unit 22 , A synchronous detector (I) 24 for detecting an in-phase component (I) using a reference carrier from the received signal branched by the branching unit 23, A synchronous detector (Q) 25 for detecting a quadrature component (Q) using a reference carrier from the received signal that has been branched, and a clock synchronization / reference carrier recovery unit for synchronizing a clock from the received signal and reproducing the reference carrier 26 are provided. The reference carrier from the clock synchronization / reference carrier recovery unit 26 is directly supplied to the synchronous detector (I) 24 and supplied to the synchronous detector (Q) 25 with a phase shift of π / 2.
[0018]
The clock synchronization and reference carrier recovery unit 26 detects the amplitude level at the time when the modulation symbol is represented by the clock synchronized from the received signal, and shifts the clock by an integral multiple or shifts the phase so that the modulation symbol can be interpolated. The amplitude level detecting section 27 as an amplitude detecting means for detecting an amplitude level at an arbitrary timing, and outputs the three-stage level signals "+1, 0, -1" synchronously detected by the synchronous detector (I) 24 to 2 A ternary-to-binary conversion unit (I) 28 that converts the data into bit data “01,00,10”, and a three-level level signal “+ 1,0, −” synchronously detected by the synchronous detector (Q) 25. A ternary / binary conversion unit (Q) 29 for converting “1” into 2-bit data “01, 00, 10” is provided.
[0019]
Further, the 2-bit data from each of the ternary-to-binary conversion units 28 and 29 are combined into 4 bits, and the amplitude level at an arbitrary timing between the modulation symbols of the reception signal detected by the amplitude level detection unit 27 is obtained. The information and amplitude level information at the time of representing the modulation symbol stored in the memory 30 are compared to determine the modulation method, and the data is demodulated according to the determined modulation method from the combined 4-bit data. A receiving buffer 31 having both a judging means for outputting and a data demodulating means, and a control section 32 for controlling the clock synchronization / reference carrier recovery section 26, amplitude level detecting section 27, memory 30, and receiving buffer 31 are provided.
[0020]
As shown in FIG. 4, the amplitude level detecting section 27 extracts the envelope from the received signal output from the branching section 23, and detects the level of the envelope from the signal passing through the band filter 271. The envelope detector 272 fetches a synchronization clock output from the clock synchronization / reference carrier recovery unit 26 according to a control signal from the control unit 32, and represents an amplitude level and a modulation symbol at an arbitrary timing between modulation symbols. A sample clock generator 273 for generating a sample clock for detecting an amplitude level at a certain point in time, and an amplitude level is sampled at the timing of the sample clock from the sample clock generator 273, and an amplitude level signal is supplied to the reception buffer 31. It is constituted by a level determiner 274 that performs the operation.
[0021]
Next, the operation of the demodulation device will be described.
The envelope characteristic of the received signal from the receiving antenna 21 differs depending on whether it is MSK modulation or π / 4 shift QPSK modulation. FIG. 5 shows the characteristics of the envelope of MSK modulation, and FIG. 6 shows the characteristics of the envelope of π / 4 shift QPSK modulation.
[0022]
In the case of the MSK modulation, even if the signal point representing the modulation symbol is phase-shifted from point A to point B to point C as shown in FIG. 5A, the envelope level remains as shown in FIG. As shown in FIG. On the other hand, in the case of π / 4 shift QPSK modulation, when the signal point representing the modulation symbol is phase-shifted from point X to point Y to point Z as shown in FIG. 6A, the envelope level becomes As shown in FIG. 6B, during the shift from the point X to the point Y and from the point Y to the point Z, the envelope level once decreases and returns to the original level.
[0023]
Therefore, for example, the amplitude level detection unit 27 represents a modulation symbol at the double interval of the clock synchronized by the clock synchronization / reference carrier recovery unit 26 (points A, B, C or X, The amplitude levels at the Y and Z points) and the amplitude levels at the intermediate points (AB and BC points or XY and YZ points) between the modulation symbols are alternately detected, the two detection results are compared, and the detected level changes. If not, MSK modulation can be determined, and if there is a change in level, it can be determined to be π / 4 shift QPSK modulation.
[0024]
Therefore, the reception buffer 31 indicates the amplitude level information at the intermediate point between the modulation symbols detected by the amplitude level detection unit 27 and the modulation symbol detected immediately before and stored in the memory 30. The amplitude level information at the time is compared, and if there is a change larger than a certain threshold, it is determined to be π / 4 shift QPSK modulation, and if there is no change larger than the threshold, it is determined to be MSK modulation, and demodulation is performed in accordance with the modulation method. And output demodulated data.
[0025]
FIG. 7 is a flowchart showing a series of processes in the demodulator. That is, in S1, the amplitude level detecting section 27 detects the amplitude level of the received signal received by the receiving antenna 21 at twice the interval of the reproduced clock synchronized by the clock synchronization / reference carrier reproducing section 26. Subsequently, in S2, the reception buffer 31 sets the amplitude level at the intermediate point between the detected modulation symbols and the amplitude level at the time when the immediately preceding detected modulation symbol represents the modulation symbol stored in the memory 30 in advance. Compare with Then, in S3, it is checked whether or not there is a change in the amplitude level equal to or greater than a certain threshold. If there is a change in excess of the threshold, it is determined in S4 that π / 4 shift QPSK modulation is performed. If there is no change, it is determined in S5 that the modulation is the MSK modulation.
[0026]
Subsequently, in S6, reception is performed from the data of the in-phase component (I) and the quadrature component (Q) input via the receiving unit 22, the respective synchronous detectors 24 and 25, and the respective ternary / binary converting units 28 and 29. The buffer 31 detects a signal point representing the current modulation symbol. Subsequently, in S7, demodulated data corresponding to the signal point detected next from the signal point representing the previous modulation symbol is obtained in advance, and based on the demodulated data table stored in the memory 30, Demodulate the data.
[0027]
Then, in S8, demodulated data corresponding to the signal point detected next from the signal point representing the current modulation symbol is obtained and stored in the memory 30 as a demodulated data table. For example, as shown in FIG. 8A, when the signal point representing the modulation symbol at the current time is “2”, if the next signal point is “0”, the demodulated data is “1”. If the next signal point is “1”, the demodulated data corresponds to “10”, and if the next signal point is “3”, the demodulated data corresponds to the next detected signal point, such as “00”. The demodulated data to be obtained can be obtained, and a demodulated data table as shown in FIG. 8B can be created.
[0028]
Subsequently, in S9, the amplitude level detector 27 detects the amplitude level at the time when the modulation symbol is represented. Then, in S10, the detected amplitude level is stored in the memory 30, and the routine returns to S1.
[0029]
In this way, the demodulation device on the receiving side compares the amplitude level at the time when the modulation symbol is represented from the received signal with the amplitude level at the intermediate point between the detected modulation symbols, and looks at the level change to determine the modulation method. Judgment and data demodulation can be performed according to the judgment. Moreover, one of the two modulation schemes, MSK modulation and π / 4 shift QPSK modulation, is determined, and control for demodulating data based on the determination can be performed by one demodulator, thereby simplifying the configuration. be able to.
[0030]
In this embodiment, the determination means for determining the modulation method is provided in the reception buffer. However, the present invention is not limited to this. The determination means may be provided in the amplitude level detection unit. In this case, a memory for storing the amplitude level information at the time when the modulation symbol is represented is provided in the amplitude level detection unit, or the amplitude level information at the time when the amplitude level detection unit represents the modulation symbol is stored in the memory 30 whenever necessary. May be read.
[0031]
(Second embodiment)
As shown in FIG. 9, this embodiment has basically the same configuration as that of the first embodiment except that the amplitude level detector is omitted, the function of the reception buffer, and the data stored in the memory. It is. The reception buffer 311 determines a modulation method based on a difference in the amount of phase shift between received symbols of MSK modulation and π / 4 shift QPSK modulation.
[0032]
That is, the amount of phase shift of the received signal from the receiving antenna 21 differs depending on whether it is MSK modulation or π / 4 shift QPSK modulation. FIG. 10 shows the phase shift amount of the MSK modulation, and FIG. 11 shows the phase shift amount of the π / 4 shift QPSK modulation. In the MSK modulation, if the phase shift amount is π / 2, the data indicates “0”, and if the phase shift amount is −π / 2, the data indicates “1”. In the π / 4 shift QPSK modulation, if the phase shift amount is π / 4, the data represents “00”. If the phase shift amount is 3π / 4, the data represents “01”. It represents data of “10”, and if −3π / 4, it represents data of “11”.
[0033]
For example, as shown in FIG. 10, when the signal point representing the modulation symbol of the MSK modulation shifts from point A → point B → point C → point B, the amount of phase shift corresponding thereto is π / 2 → π. / 2 → −π / 2, and the demodulated data becomes “001”. Further, as shown in FIG. 11, when a signal point representing a modulation symbol of π / 4 shift QPSK modulation shifts from X point → Y point → Z point → W point, the amount of phase shift corresponding thereto is 3π. / 4 → π / 4 → −3π / 4, and the demodulated data is “010011”.
[0034]
Therefore, in the reception buffer 311, the 2-bit data of the in-phase component (I) from the ternary / binary conversion unit (I) 28 and the quadrature component (Q) from the ternary / binary conversion unit (Q) 29 Are converted into 4 bits by summing up the signal points representing the current modulation symbol from the 4-bit data. The signal point information representing the previous modulation symbol stored in the memory 30 in advance and A comparison operation is performed to determine the amount of phase shift between received symbols. If the amount of shift is ± π / 2, it is determined to be MSK modulation, and if the amount of shift is ± π / 4, ± ππ shift QPSK modulation. Then, the received data is demodulated and output in accordance with the determined modulation scheme.
[0035]
Next, the operation of the demodulation device will be described.
The reception signal from the reception antenna 21 is amplified and frequency-converted by the reception unit 22, branched into two by the branch unit 23, and supplied to the synchronous detector (I) 24 and the synchronous detector (Q) 25, respectively. Then, the in-phase component (I) is synchronously detected by the synchronous detector (I) 24, and the quadrature component (Q) is synchronously detected by the synchronous detector (Q) 25.
[0036]
The synchronous detector (I) 24 divides the received signal into three levels of “+1, 0, −1” and supplies it to a ternary / binary converter (I) 28. Further, the synchronous detector (Q) 25 divides the received signal into three levels of “+1, 0, −1” and supplies it to a ternary / binary converter (Q) 29.
[0037]
Then, as shown in FIG. 12, the ternary-to-binary converter (I) 28 converts the three levels inputted from the synchronous detector (I) 24 into 2-bit data “I” of the in-phase component (I). a1, a3 ". That is, if the level of the three stages is +1, it is converted to 2-bit data "01", if it is 0, it is converted to 2-bit data "00", and if it is -1, it is 2-bit data "10". And supplies it to the reception buffer 311. Further, the ternary-to-binary conversion unit (Q) 29 converts the three-stage levels input from the synchronous detector (Q) 25 into 2-bit data “a2, a4” of the quadrature component (Q). . That is, if the level of the three stages is +1, it is converted to 2-bit data "01", if it is 0, it is converted to 2-bit data "00", and if it is -1, it is 2-bit data "10". And supplies it to the reception buffer 311.
[0038]
As shown in FIG. 13, the reception buffer 311 includes a 2-bit in-phase component (I) “a1, a3” from each of the ternary-binary conversion units 28 and 29 and a 2-bit quadrature component (Q) “ a2, a4 "are combined into 4-bit data" a1, a2, a3, a4 ", which is further converted into 3-bit data representing eight signal points. That is, if the 4-bit data is "0010", it is converted to "000 (decimal; 0)"; if it is "0011", it is converted to "001 (decimal; 1)"; It is converted to "010 (decimal; 2)". If it is "1001", it is converted to "011 (decimal; 3)". If it is "1000", it is converted to "100 (decimal; 4)". , “1100” is converted to “101 (decimal; 5)”, “0100” is converted to “110 (decimal; 6)”, and “0110” is converted to “111 (decimal)”. ; 7) ".
[0039]
Then, the reception buffer 311 calculates the phase shift amount between the modulation symbols from the signal point information indicating the current modulation symbol and the signal point information indicating the immediately preceding modulation symbol stored in the memory 30 in advance. Subtraction is performed to obtain the value. As shown in FIG. 14, if the operation result is a decimal number +2 or -6, the phase shift amount is π / 2, and if the operation result is −2 or +6, the phase shift amount is −π. / 2, which is determined to be MSK modulation, and outputs “0” when the phase shift amount is π / 2 as demodulated data, and outputs “1” when the phase shift amount is −π / 2. .
[0040]
Further, as shown in FIG. 15, if the calculation result is a decimal number +1 or -7, the phase shift amount is π / 4, and if the calculation result is +3 or -5, the phase shift amount is 3π / 4, -1 or If it is +7, the phase shift amount is -π / 4, and if it is -3 or +5, the phase shift amount is -3π / 4, and it is determined that the phase shift amount is π / 4 shift QPSK modulation. Is output when the phase shift amount is π / 4, “01” is output when the phase shift amount is 3π / 4, and “10” is output when the phase shift amount is −π / 4. When the amount of phase shift is -3π / 4, “11” is output.
[0041]
FIG. 16 is a flowchart showing a series of processes in the demodulation device. That is, in S11, the reception buffer 311 converts the in-phase component (I) and the quadrature component (Q) input via the receiving unit 22, each of the synchronous detectors 24 and 25, and each of the ternary-to-binary converting units 28 and 29. , A signal point representing the current modulation symbol is detected. Subsequently, in S12, reception buffer 311 compares and subtracts the detected signal point information with the signal point information representing the previous modulation symbol stored in memory 30 in advance.
[0042]
If the subtraction result is ± 2, ± 6, that is, if the phase shift amount is ± π / 2, the MSK modulation is determined in S13, and the demodulation data table storing the relationship shown in FIG. Demodulates the data based on That is, if the subtraction result is +2 or -6 and the phase shift amount is π / 2, the data is demodulated as “0”, and the subtraction result is -2 or +6 and the phase shift amount is −π / 2. If so, the data is demodulated as "1". Then, in S15, the detected current signal point information is stored in the memory 30, and the routine returns to the processing of S11 again.
[0043]
If the subtraction result is ± 1, ± 3, ± 5, ± 7, that is, if the phase shift amount is ± π / 4, ± 3π / 4, it is determined that the π / 4 shift QPSK modulation is performed in S16, At S17, the data is demodulated based on the demodulation data table storing the relationship shown in FIG. That is, if the subtraction result is +1 or -7 and the phase shift amount is π / 4, the data is demodulated as “00”, and if the subtraction result is +3 or -5 and the phase shift amount is 3π / 4. If the subtraction result is -1 or +7 and the phase shift amount is -π / 4, the data is demodulated as "10" and the subtraction result is -3 or +5. If the shift amount is −3π / 4, the data is demodulated as “11”. Then, in S15, the detected current signal point information is stored in the memory 30, and the routine returns to the processing of S11 again.
[0044]
In this way, the demodulation device on the receiving side determines the modulation scheme by determining the amount of phase shift between received symbols of the received signal, and can demodulate data according to the determination. Moreover, one of the two modulation schemes, MSK modulation and π / 4 shift QPSK modulation, is determined, and control for demodulating data based on the determination can be performed by one demodulator, thereby simplifying the configuration. be able to.
[0045]
(Third embodiment)
As shown in FIG. 17, this embodiment has basically the same configuration as the above-described first embodiment except for the function of a reception buffer and data stored in a memory. The reception buffer 312 determines whether the amplitude level is the MSK modulation or the π / 4 shift QPSK modulation. When the determination is impossible, the reception buffer 312 determines whether the MSK modulation or the π / 4 shift QPSK is performed based on a difference in the phase shift amount between the received symbols. This is to determine whether modulation is performed.
[0046]
That is, if the received signal from the receiving antenna 21 is MSK modulation, the envelope will always remain constant, and if π / 4 shift QPSK modulation, the envelope will once decrease during the phase shift, and Return to level. If the received signal is MSK modulation, the phase shift amount is π / 2 or -π / 2, and if the received signal is π / 4 shift QPSK modulation, the phase shift amount is π / 4, 3π / 4, -π. / 4 or -3π / 4.
[0047]
Therefore, first, the amplitude level detecting section 27 alternately detects the amplitude level at the time of representing the modulation symbol and the amplitude level at the intermediate point of the modulation symbol. Then, the reception buffer 312 detects the amplitude level information at the intermediate point between the modulation symbols detected by the amplitude level detection unit 27 and the immediately preceding amplitude level information, and displays the modulation symbol stored in the memory 30 at the point in time. The amplitude level information is compared, and as shown in FIG. 18A, when the level change is equal to or more than the π / 4 shift QPSK threshold, it is determined that the π / 4 shift QPSK modulation is performed. As shown in (2), when the level change is equal to or less than the threshold for MSK, it is determined that the modulation is the MSK modulation, and the data is demodulated and output in accordance with the determined modulation scheme.
[0048]
Also, as shown in FIG. 18 (c), the level change falls between the π / 4 shift QPSK threshold value and the MSK threshold value due to noise and deviation of the detection timing in the amplitude level detection unit 27, and so on. If the determination cannot be made, the modulation method is not determined at the amplitude level, but the modulation method is determined from the phase shift amount between the received symbols. That is, two bits (a1, a3) of the in-phase component (I) from the ternary-binary conversion unit (I) 28 and two bits (a2) of the quadrature component (Q) from the ternary-binary conversion unit (Q) 29 , A4), a signal point representing the current modulation symbol is derived from the 4-bit data (a1, a2, a3, a4), and a signal representing the previous modulation symbol stored in the memory 30 in advance. A comparison operation with the point information is performed to determine the amount of phase shift between received symbols. If the amount of shift is ± π / 2, it is determined that MSK modulation is performed, and the amount of shift is ± π / 4, ± 3π / 4. If so, it is determined that the modulation is π / 4 shift QPSK modulation, and the data is demodulated and output in accordance with the determined modulation scheme.
[0049]
FIG. 19 is a flowchart showing a series of processes in this demodulation device. That is, in S21, the amplitude level detecting unit 27 detects the amplitude level of the received signal received by the receiving antenna 21 at twice the interval of the reproduced clock synchronized by the clock synchronization / reference carrier reproducing unit 26. Subsequently, in S22, the reception buffer 312 stores the amplitude level at the intermediate point between the detected modulation symbols and the amplitude level at the time when the immediately preceding detected modulation symbol represents the modulation symbol stored in the memory 30 in advance. Compare with Then, in S23, if the change in the amplitude level is equal to or more than the π / 4 shift QPSK threshold, it is determined in S24 that the modulation is π / 4 shift QPSK modulation. It is determined that the modulation is the MSK modulation, and otherwise, it is determined that the determination is impossible.
[0050]
When the modulation method is determined, subsequently, in S26, the in-phase component (the in-phase component input through the receiving unit 22, the synchronous detectors 24 and 25, and the ternary / binary converting units 28 and 29) is input. The reception buffer 312 detects a signal point representing the current modulation symbol from the data of I) and the quadrature component (Q). Subsequently, in S27, demodulated data corresponding to the next detected signal point is determined in advance from the signal point representing the previous modulation symbol, and based on the demodulated data table stored in the memory 30, Demodulate the data. Then, in S28, demodulated data corresponding to the signal point detected next from the signal point representing the current modulation symbol is obtained, and stored in the memory 30 as a demodulated data table.
[0051]
Subsequently, in S29, the amplitude level detecting section 27 detects the amplitude level at the time when the modulation symbol is represented. Then, in S30, the detected amplitude level is stored in the memory 30, and the routine returns to the process of S21 again.
[0052]
If it is determined that the modulation method cannot be determined based on the amplitude level, in S31, the reception buffer 312 controls the receiving unit 22, the synchronous detectors 24 and 25, and the ternary-binary converting units 28 and 29. A signal point representing the current modulation symbol is detected from the data of the in-phase component (I) and the quadrature component (Q) input via the. Subsequently, in S32, reception buffer 312 compares the detected signal point information with the signal point information previously stored in memory 30 and representing the previous modulation symbol, and subtracts it.
[0053]
If the subtraction result is ± 2, ± 6, that is, if the phase shift amount is ± π / 2, it is determined that the MSK modulation is performed in S33, and the data is demodulated based on the demodulation data table in S34. . That is, if the subtraction result is +2 or -6 and the phase shift amount is π / 2, the data is demodulated as “0”, and the subtraction result is -2 or +6 and the phase shift amount is −π / 2. If so, the data is demodulated as "1". Then, in S35, the detected current signal point information is stored in the memory 30, and the routine returns to the processing of S21 again.
[0054]
If the subtraction result is ± 1, ± 3, ± 5, ± 7, that is, if the phase shift amount is ± π / 4, ± 3π / 4, it is determined in step S36 that π / 4 shift QPSK modulation is performed. At S37, the data is demodulated based on the demodulated data table. That is, if the subtraction result is +1 or -7 and the phase shift amount is π / 4, the data is demodulated as “00”, and if the subtraction result is +3 or -5 and the phase shift amount is 3π / 4. If the subtraction result is -1 or +7 and the phase shift amount is -π / 4, the data is demodulated as "10" and the subtraction result is -3 or +5. If the shift amount is −3π / 4, the data is demodulated as “11”. Then, in S35, the detected current signal point information is stored in the memory 30, and the routine returns to the processing of S21 again.
[0055]
In this way, the demodulation device on the receiving side compares the amplitude level at the time when the modulation symbol is represented from the received signal with the amplitude level at the intermediate point between the detected modulation symbols, and looks at the level change to determine the modulation method. Judgment and data demodulation can be performed according to the judgment. When it is not possible to determine the modulation method based on the level change, the modulation method is determined by calculating the amount of phase shift between received symbols of the received signal, and data can be demodulated according to the determination. Therefore, the modulation method can be determined more reliably.
[0056]
Moreover, one of the two modulation schemes, MSK modulation and π / 4 shift QPSK modulation, is determined, and control for demodulating data based on the determination can be performed by one demodulator, thereby simplifying the configuration. be able to.
[0057]
In each of the above-described embodiments, a case has been described in which one of two modulation schemes of the MSK modulation scheme and the π / 4 shift QPSK modulation scheme is determined and demodulated, but the present invention is not necessarily limited to this. For example, another two modulation schemes having different envelope characteristics such as CPFSK modulation and QPSK modulation, BPSK modulation and π / 4 shift QPSK modulation, CPFSK modulation and MSK modulation, or GMSK modulation and π / 4 shift QPSK modulation In this case, one of two or three or more modulation schemes having different phase shift amounts such as BPSK modulation and the like may be determined and demodulated.
[0058]
Further, in the first and third embodiments described above, the point in time when the amplitude level detection unit represents the modulation symbol at twice the interval of the reproduced clock synchronized by the clock synchronization / reference carrier recovery unit. Although the amplitude level at the intermediate point between the amplitude level and the modulation symbol is detected, the invention is not necessarily limited to this as long as the amplitude level can be detected at an arbitrary timing between the modulation symbols of the received signal.
[0059]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the present invention, it is possible to determine the modulation method on the receiving side, demodulate data according to the determination, and to simplify the configuration by using one demodulation unit. And a demodulation device capable of performing the above.
Further, according to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a demodulation device that can more reliably determine the modulation method.
[0060]
Further, according to the inventions described in claims 4 to 6, the modulation method can be determined on the receiving side, and the data can be demodulated according to the determination. Further, the configuration can be simplified by using one demodulation unit. A demodulation method that can be achieved can be provided.
Further, according to the invention of claim 6, it is possible to provide a demodulation method that can more reliably determine the modulation method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining signal point constellations of an MSK modulation method and a π / 4 shift QPSK modulation method.
FIG. 2 is a diagram showing a data structure indicating a signal point representing a modulation symbol.
FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an amplitude level detection unit according to the embodiment;
FIG. 5 is a diagram for explaining characteristics of an envelope of MSK modulation in the embodiment.
FIG. 6 is a view for explaining characteristics of an envelope of π / 4 shift QPSK modulation in the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a series of processes of the demodulation device in the embodiment.
FIG. 8 is a view for explaining creation of a demodulation data table in the embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a phase shift amount of MSK modulation in the embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining a phase shift amount of π / 4 shift QPSK modulation in the embodiment.
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the ternary-binary conversion unit according to the embodiment;
FIG. 13 is an exemplary view for explaining data conversion of a reception buffer according to the embodiment;
FIG. 14 is an exemplary view for explaining demodulation processing in MSK modulation of the reception buffer in the embodiment.
FIG. 15 is a diagram for explaining demodulation processing in π / 4 shift QPSK modulation of the reception buffer according to the embodiment.
FIG. 16 is a flowchart showing a series of processes of the demodulation device in the embodiment.
FIG. 17 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a view for explaining determination of a modulation method based on level detection of an envelope of a received signal in the embodiment.
FIG. 19 is a flowchart showing a series of processes of the demodulation device in the embodiment.
FIG. 20 is a diagram showing a conventional data communication system.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a conventional receiving apparatus.
[Explanation of symbols]
24, 25… Synchronous detector
26: Clock synchronization / reference carrier recovery unit
27 ... amplitude level detector
28, 29 ... ternary-two-value conversion unit
31 ... Reception buffer

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。Amplitude detection means for detecting the amplitude of the received signal at an arbitrary timing between the modulation symbols of the received modulation signal; and comparing the amplitude detection result of the amplitude detection means with the amplitude at the time when the modulation symbol is represented. And a data demodulating means for demodulating data in accordance with the modulation scheme determined by the determining means. 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。The data obtained by converting the in-phase component and the quadrature component detected in a plurality of stages from the received modulated signal into bit data, respectively, and combining the two, among the data represented by continuous numerical values at each signal point representing a modulation symbol, A demodulation data table which converts the data to the corresponding data indicating the current signal point, performs a comparison operation with the data representing the immediately preceding signal point, and indicates the correspondence between the calculation result, the phase shift amount, and the demodulated data. A phase shift amount detecting means for detecting a phase shift amount between the current signal point and the immediately preceding signal point, and a modulation method based on the phase shift amount detected by the phase shift amount detecting means. A demodulation apparatus comprising: a judging means for judging; and a data demodulating means for demodulating the phase shift amount in accordance with the modulation method judged by the judging means. 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。Amplitude detection means for detecting the amplitude of the received signal at an arbitrary timing between the modulation symbols of the received modulation signal; and comparing the amplitude detection result of the amplitude detection means with the amplitude at the time when the modulation symbol is represented. First determining means for determining the phase shift amount, phase shift amount detecting means for detecting a phase shift amount between modulation symbols of a received modulation signal, and modulation based on the phase shift amount detected by the phase shift amount detecting means. A demodulator comprising: a second judging means for judging a system; and a data demodulating means for demodulating data according to the judgment result of each judging means. 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。The amplitude of the received signal is detected at an arbitrary timing between the modulation symbols of the received modulation signal, and the modulation result is determined by comparing the detection result with the amplitude at the time when the modulation symbol is represented. A demodulation method characterized in that data is demodulated in accordance with (1). 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。The data obtained by converting the in-phase component and the quadrature component detected in a plurality of stages from the received modulated signal into bit data, respectively, and combining the two, among the data represented by continuous numerical values at each signal point representing a modulation symbol, A demodulation data table which converts the data to the corresponding data indicating the current signal point, performs a comparison operation with the data representing the immediately preceding signal point, and indicates the correspondence between the calculation result, the phase shift amount, and the demodulated data. Based on this, the amount of phase shift between the current signal point and the immediately preceding signal point is detected, the modulation scheme is determined based on the detected phase shift, and the modulation scheme is determined based on the determined phase shift. A demodulation method characterized by performing demodulation together. 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。The amplitude of the received signal is detected at an arbitrary timing between the modulation symbols of the received modulation signal, the detection result is compared with the amplitude at the time when the modulation symbol is represented, and the modulation method is determined. Then, the phase shift between the modulation symbols of the received modulation signal is detected, the modulation scheme is determined based on the detected phase shift, and when the modulation scheme is determined, the data is determined according to the determination result. A demodulation method characterized by demodulating a signal.
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