JPH07107128A - ディジタル変復調方法及びディジタル復調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受信信号に周波数偏移及び周波数変動が存在
しても、周波数同期を必要とせず、周波数偏移に対する
伝送特性の劣化を生じないディジタル変復調方法を提供
すること。 【構成】 直並列変換回路１によってｍビット毎に区切
られた入力データは、周波数偏移量決定回路２にて、該
ｍビットの組合わせ対応した周波数変位量ｄｆに変換さ
れる。周波数変調回路３は、直前のシンボル周期の周波
数に該周波数変位量ｄｆを加えた周波数で変調し、出力
する。復調器側の周波数弁別器４は、受信信号のシンボ
ル周期毎の周波数を判定する。周波数変位量判定回路５
は該周波数判定値をもとに、シンボル周期毎の周波数判
定値の変位量を求める。データ判定回路６は、前記周波
数偏移量決定回路２の動作と逆の動作により、ｍビット
の組合わせを求め、復調データとして出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル変復調方法及
びディジタル復調装置に関し、特にディジタル自動車電
話システム、ディジタル携帯電話システム、ディジタル
コードレス電話システム、ディジタル無線呼び出しシス
テム等のディジタル陸上移動通信システムやディジタル
移動体衛星通信システム、あるいは無線ＬＡＮ等の構内
無線通信システムにおいて用いられるディジタル変復調
方法及びディジタル復調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】受信側における位相同期が不要なディジ
タル変復調方式として、ＦＳＫ変調／非同期検波方式が
ある。図９はこの従来方式の構成例を示すブロック図で
ある。

【０００３】この従来方式によれば、送信側において、
直並列変換回路１は入力されるデータを一定数のビット
毎に区切ってブロック化する。周波数決定回路２０は、
このブロック毎にブロック内のビットの組み合わせに応
じて一対一に変調信号の周波数を対応させる。周波数変
調回路３０は、決定された周波数に従ってＦＳＫ変調を
行う。

【０００４】一方、受信側においては、周波数弁別器４
は受信信号の周波数を判別し、データ判定回路６は、判
別された周波数に対し、一定数のビットの組み合わせか
らなるブロックを一対一に対応させ、ブロック内のビッ
トを復調データとして出力することにより受信信号の復
調を行う。

【０００５】前記の構成を有する従来方式の動作は次の
ようになる。いま、図１０に示されているような入力デ
ータｂ1 、ｂ2 、ｂ3 、…があったとすると、直並列変
換回路１はこの入力データをｍ個ずつのブロックに区切
る。そして、各ブロックは、周波数決定回路２０が有し
ているブロック内のビットと変調周波数の対応表に従っ
て、変調周波数Ｆi 、Ｆi+1 、…に対応付けられる。次
に、周波数変調回路３０は、図１１に示されているよう
に、該変調周波数Ｆi 、Ｆi+1 、…に従って、シンボル
周期ＴのＦＳＫ変調をして出力する。

【０００６】受信側では、図１２に示されているような
ＦＳＫ変調信号を受信し、周波数弁別器４は受信信号の
周波数を判別する。受信信号の周波数が判別されると、
データ判定回路６は、前記図１０のブロック内のビット
と変調周波数の対応表を用いて、逆変換をする。この結
果、受信信号の復調が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来技術
においては、受信信号に周波数偏移あるいは周波数変動
があると、正しい復調を行うことができない。このた
め、受信信号の周波数偏移並びに周波数変動に対して周
波数補償のための回路が必要となり、装置規模が増大す
るという欠点、また周波数の初期捕捉に時間がかかると
いう欠点がある。

【０００８】例えば、伝送路あるいは周波数変換などに
より周波数偏移が生ずる環境では、送信側におけるＡＦ
Ｃ(Automatic Frequency Control) あるいは受信側にお
ける受信周波数同期等が必要となる。

【０００９】ＡＦＣは受信信号の周波数偏移量を何らか
の方法で検出し、受信信号の周波数偏移がなくなるよう
に送信周波数を制御する方式である。ＡＦＣを行う場合
は、受信側において、周波数偏移量を検出する手段と、
検出した偏移量を送信側に伝達するための手段とが必要
となる。また送信側において、受信側より伝達されてく
る周波数偏移量に応じて送信周波数を制御する手段が必
要となり、これらの手段を実現するためには複雑な制御
回路が必要になると考えられる。さらに、周波数偏移量
が変動する場合は、変動速度に応じてＡＦＣの制御パラ
メータを設定する必要があるが、必ずしも常に最適なパ
ラメータに設定できるとは限らず、伝送特性にも悪影響
を与えることになる。

【００１０】また受信側における周波数同期方式として
は、例えば文献「スペクトログラムを用いた衛星通信用
ＦＳＫ復調法」( 土田，原，森永，電子情報通信学会技
報，RCS92-86，1992 年 11 月）に示される方式があ
る。この方式は、２値ＦＳＫ変調された信号に対し、複
数シンボルにわたる受信信号を高速フーリエ変換 (FFT)
により周波数スペクトルに変換して、２値ＦＳＫ信号の
２種類の周波数に対応する２つのピークを検出すること
により受信信号の中心周波数を求め、受信周波数の補正
に用いるというものである。

【００１１】この方式も、復調を行う手段とは別に受信
周波数を検出する手段が必要となり、回路規模の増大に
つながると共に、周波数の初期捕捉に時間がかかる。ま
たこのような周波数同期方式を多値ＦＳＫ信号に適用す
る場合、変調による周波数の変位とドップラー等による
周波数の偏移の区別がつきにくくなるため、さらに複雑
な処理が必要になり、回路規模がさらに増大し、初期捕
捉時間もさらに長くなると考えられる。

【００１２】このような問題点の他に、多値ＦＳＫを用
いる場合に、多値数が増えるほど伝送速度に比べて大き
な伝送帯域幅が必要となり、周波数利用効率が悪くなる
という問題がある。

【００１３】本発明は、前記した従来技術の問題点を解
決するものであり、受信信号に周波数偏移及び周波数変
動が存在しても、周波数同期及び位相同期を必要とせ
ず、周波数偏移に対する伝送特性の劣化を生じないディ
ジタル変復調方法及びディジタル復調装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】さらに、多値ＦＳＫを用いる場合に、同一
周波数帯域を共用して周波数利用効率を改善させたディ
ジタル変復調方法及びディジタル復調装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
送信側において差動多値ＦＳＫ変調した信号を送信し、
受信側において、周波数弁別器により受信信号のシンボ
ル毎の周波数を求めるか、受信信号をシンボル毎に高速
フーリエ変換（ＦＦＴ）によって周波数スペクトルに変
換し該周波数スペクトルのうち電力が最大となる成分の
周波数を求めるか、あるいは電力が最大となる成分及び
隣接する成分をもとに高速フーリエ変換による観測周波
数を補間して受信信号の周波数を求め、該周波数につい
て１シンボル前のシンボルについて求めた周波数からの
変位量を算出し、該周波数変位量に対し、一定数のビッ
トの組み合わせからなるブロックを一意に対応させ、該
ブロック内のビットを復調データとして出力することに
より受信信号の復調を行うようにしたことにある。

【００１６】本発明の第２の特徴は、送信側において差
動多値ＦＳＫ変調信号に対して固定パターンを周期的に
繰り返す符号信号を乗ずることにより直接拡散による二
次変調を行い、受信側において、固定パターンを周期的
に繰り返す信号を受信信号に乗ずることにより受信信号
の逆拡散を行うようにしたことにある。

【００１７】

【作用】受信信号が大きく周波数偏移していても、本発
明によって送信側で差動多値ＦＳＫ変調した信号の連続
するシンボルの周波数偏移量はほぼ同等と考えられ、従
って連続するシンボル間の周波数差は周波数偏移量に影
響されない。一方受信側では、周波数弁別器あるいはＦ
ＦＴによりシンボル毎の周波数を検出し、連続するシン
ボル間の周波数差からデータを復調しているので、周波
数偏移に対して周波数同期あるいは位相同期を行う必要
がなく、しかも前述のように検出される周波数差は周波
数偏移の影響を受けないので、周波数偏移によって復調
特性が劣化することがない。

【００１８】また、送信側において多値ＦＳＫ信号に対
して固定パターンを周期的に繰り返す信号を乗じてスペ
クトル拡散を行うことにより、同一の周波数帯域を複数
の信号が共用することができ、多値ＦＳＫ信号をスペク
トル拡散せずに用いる場合に比べて大幅に周波数利用効
率を改善できる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明を、図面を参照して詳細に説
明する。図１は本発明によるディジタル変復調方法及び
ディジタル復調装置の一実施例を示すブロック図であ
る。図において、１は直並列変換回路、２は周波数変位
量決定回路、３は周波数変調回路、４は周波数弁別器、
５は周波数変位量判定回路、６はデータ判定回路であ
る。

【００２０】まず変調器において、入力される２値デー
タは、直並列変換回路１によってｍビット毎に区切ら
れ、ｍビットまとめて周波数変位量決定回路２に入力さ
れる。

【００２１】周波数変位量決定回路２は、Ｍ（＝２ｍ）
通りのｍビットの組み合わせに対して周波数変位量を一
対一に対応させる。これを実現するためには、例えば、
あらかじめｍビットの組み合わせと周波数変位量の対応
表を用意し、入力毎に表を参照して対応する周波数変位
量を求めればよい。得られた周波数変位量は周波数変調
回路３に入力される。

【００２２】すなわち、図２に示されているように、直
並列変換回路１は入力データをｍビット毎に区切る。区
切られたｍビットのデータからなるブロックは、例えば
図示されている対応表に従って、周波数変位量決定回路
２にて周波数変位量ｄＦi に変換され、周波数変調回路
３に送られる。

【００２３】なお、該周波数変位量決定回路２に、ｍビ
ットの入力ｂ1 ，ｂ2 ，……，ｂmに対し周波数変位量
を計算する関数ｆ（ｂ1,ｂ2,……, ｂm ）をあらかじめ
用意しておき、ｍビットの入力データ毎に前記関数の計
算をして、周波数変位量ｄＦi を算出してもよい。

【００２４】周波数変調回路３は、入力される周波数変
位量に応じて変調周波数をシンボル周期毎に変位させ
て、ＦＳＫ変調信号を出力する。ここで、直前のシンボ
ルの変調周波数をｆ0 、入力される周波数変位量をｄ
ｆ、新たなシンボルの周波数をｆとすると、該周波数ｆ
は次の式(1) で表すことができる。 ｆ＝ｆ0 ＋ｄｆ …(1) このとき、変調周波数がある一定の周波数帯域外に出な
いように、次の式(2)〜(4) の条件を加えてもよい。 ｆmin ＜ｆ0 ＋ｄｆ＜ｆmax のとき、ｆ＝ｆ0 ＋ｄｆ …(2) ｆ0 ＋ｄｆ＞ｆmax のとき、ｆ＝ｆmin ＋ｆ0 ＋ｄｆ−ｆmax …(3) ｆ0 ＋ｄｆ＜ｆmin のとき、ｆ＝ｆmax ＋ｆ0 ＋ｄｆ−ｆmin …(4) ここで、ｆmin 、ｆmax はそれぞれ変調周波数帯域の下
限周波数及び上限周波数である。なお、ｆが一対一に対
応するためには、周波数変位量の上限及び下限ｄｆmin
、ｄｆmax に対して、次の式(5) の条件が満足されな
ければならない。

【００２５】 ｆmax −ｆmin ≧ｄｆmax −ｄｆmin …(5) このようにして決定した周波数ｆに対し、次式で表され
る変調信号を１シンボル周期の間出力する。 Ｘ(t) ＝ＣＯＳ(2πft＋θ) (nT ≦t ＜(n+1)T, T:
シンボル周期) ここで、変調信号の位相θは任意の値でよい。

【００２６】このようにして、ＦＳＫ変調された信号を
適宜周波数変換等を行った後送信する。なお図１及び以
降で述べる構成例においては、変調器及び復調器とも、
周波数変換、増幅等のための回路は省略している。

【００２７】次に、変調器から送信された信号を伝送路
を経て受信した信号に対して、復調する動作について説
明する。復調器においては、まず周波数弁別器４によっ
て、受信信号のシンボル周期毎の周波数を判定する。周
波数判定値は周波数変位量判定回路５に入力される。

【００２８】周波数変位量判定回路５は、入力される周
波数判定値をもとに、シンボル周期毎の周波数判定値の
変位量を求める。ここで、直前のシンボルの周波数判定
値をｆd0、新たなシンボルの周波数判定値をｆd 、周波
数変位量判定値をｄｆd とすると、該周波数変位量判定
値をｄｆd は、式(6) で表すことができる。 ｄｆd ＝ｆd −ｆd0 …(6) このとき、周波数変位量判定値ｄｆd が変調器で設定さ
れる周波数変位量の範囲外に出ないように、式(7) 〜
(9) の条件を加えてもよい。 ｄｆmin ＜ｆd −ｆd0＜ｄｆmax のとき、ｄｆd ＝ｆd −ｆd0 …(7) ｆd −ｆd0＞ｄｆmax のとき、ｄｆd ＝ｆmin ＋ｆd −ｆd0−ｆmax …(8) ｆd −ｆd0＜ｄｆmin のとき、ｄｆd ＝ｆmax ＋ｆd −ｆd0−ｆmin …(9) ここで、ｄｆmin 、ｄｆmax はそれぞれ周波数変位量の
下限及び上限である。

【００２９】変調器から送信された変調信号の送信周波
数を正しく判定できる場合、下記の式(10)が成立するこ
とから、変調器により与えられた周波数変位量を正しく
判定することができる。 ｆd −ｆd0＝ｆ−ｆ0 …(10) 例えば、変調器において式(1) に従って変調周波数が決
定されている場合は、復調器においては式(6) によって
周波数変位量を判定すればよいので、 ｄｆd ＝ｆd −ｆd0＝ｆ−ｆ0 ＝ｄｆ となり、変調器で設定された周波数変位量ｄｆが正しく
判定される。

【００３０】また、変調器において式(2) 〜(4) に従っ
て周波数変位量が決定されている場合は、復調器におい
ては式(7) 〜(9) によって周波数変位量を判定すればよ
い。

【００３１】ｆmin ＜ｆ0 ＋ｄｆ＜ｆmax のときは、式
(2) に従って変調周波数が決定されるので、 ｆ＝ｆ0 ＋ｄｆ となり、これに対して復調器では、 ｆd −ｆd0＝ｆ−ｆ0 ＝ｄｆ となり、ｄｆmin ＜ｄｆ＜ｄｆmax であるから、式(7)
により、 ｄｆd ＝ｆd −ｆd0＝ｄｆ となり、変調器により与えられた周波数変位量を正しく
判定することができる。

【００３２】ｆ0 ＋ｄｆ＞ｆmax のときは、式(3) に従
って変調周波数が決定されるので、 ｆ＝ｆmin ＋ｆ0 ＋ｄｆ−ｆmax となり、これに対して復調器では、式(5) の関係から、 ｆd −ｆd0＝ｆ−ｆ0 ＝ｄｆ＋ｆmin −ｆmax ≦ｄｆ−
（ｄｆmax −ｄｆmin））＝ｄｆmin ＋（ｄｆ−ｄｆmax
）＜ｄｆmin となるから、式(9) により、 ｄｆd ＝ｆmax ＋ｆd −ｆd0−ｆmin ＝ｆmax ＋（ｄｆ＋ｆmin −ｆmax ）− ｆmin ＝ｄｆ となり、やはり変調器により与えられた周波数変位量を
正しく判定することができる。

【００３３】次に、ｆ0 ＋ｄｆ＜ｆmin のときは、式
(4) に従って変調周波数が決定されるので、 ｆ＝ｆmax ＋ｆ0 ＋ｄｆ−ｆmin となり、これに対して復調器では、式(5) の関係から、 ｆd −ｆd0＝ｆ−ｆ0 ＝ｄｆ＋ｆmax −ｆmin ≧ｄｆ＋
（ｄｆmax −ｄｆmin）＝ｄｆmax ＋（ｄｆ−ｄｆmin
）＞ｄｆmax となるから、式(8) により、 ｄｆd ＝ｆmin ＋ｆd −ｆd0−ｆmax ＝ｆmin ＋（ｄｆ＋ｆmax −ｆmin ）− ｆmax ＝ｄｆ となり、やはり変調器により与えられた周波数変位量を
正しく判定することができる。

【００３４】なお、変調器及び復調器において、変調後
及び復調前の信号に対する周波数変換を行う場合でも、
周波数差は一定に保たれるので、同様にして周波数変位
量を正しく判定することができる。

【００３５】このようにして得られた周波数変位量判定
値は、データ判定回路６に入力される。データ判定回路
６は、周波数変位量判定値に対して、Ｍ（＝２^ｍ）通り
のｍビットの組み合わせを対応させる。これを実現する
ためには、例えば、あらかじめ変調器において用いるも
のと同じｍビットの組み合わせと周波数変位量の対応表
（図２参照）を用意し、変調器とは逆に、周波数変位量
判定値の入力毎に表を参照して対応するｍビットの組み
合わせを求めればよい。このとき、入力される周波数変
位量判定値が対応表に示される周波数変位量のいずれと
も一致しない場合は、対応表に示される周波数変位量の
うち判定値に最も近い周波数変位量に対応するｍビット
の組み合わせを求めてもよい。

【００３６】また、変調器においてｍビットの入力ｂ1,
ｂ2,……, ｂm に対し周波数変位量を計算する関数ｆ
（ｂ1,ｂ2,……, ｂm ）を用いて周波数変位量を算出し
ている場合は、関数ｆの逆関数ｆ^−１を用いて、入力さ
れる周波数変位量判定値に対してｍビットの組み合わせ
を算出してもよい。得られたｍビットの組み合わせは復
調データとして出力される。

【００３７】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。この実施例は、図３に示すように、図１の周波数弁
別器４の代わりに高速フーリエ変換回路４０と周波数判
定回路４１を用いて、受信信号の周波数をシンボル毎に
判定するようにしたものである。

【００３８】図３において、変調器の動作は図１におけ
る変調器の動作と同等であるので、説明を省略する。復
調器においては、高速フーリエ変換回路４０により、受
信信号の電力スペクトルをシンボル毎に得る。なお、観
測すべき周波数帯域は、変調周波数帯域に対して、伝送
路において生ずると想定される周波数偏移の分だけ広く
とればよい。すなわち、ｆmin 〜ｆmax の変調周波数帯
域に対して最大周波数偏移量ｄＦが想定される場合は、
ｆmin −ｄＦ〜ｆmax ＋ｄＦの帯域を観測すればよい。

【００３９】周波数判定回路４１は、得られた電力スペ
クトルを入力として、受信信号の周波数を判定する。周
波数判定値を得るには以下のようにすればよい。

【００４０】例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によ
る観測周波数をｉ・ｆstep（ｆmin−ｄＦ＜ｉ・ｆstep
＜ｆmax ＋ｄＦ）とすると、図４（ａ）に示すように変
調周波数ｆが観測周波数のひとつに一致する場合、すな
わち、ｆ＝ｋ・ｆstepの場合は、雑音等の影響を除け
ば、観測周波数ｋ・ｆstepのスペクトル成分がピーク値
をとり、単に電力が最大となるスペクトル成分の周波数
を周波数判定値とすることにより変調周波数を正確に判
定することができる。

【００４１】しかしながら、一般には変調周波数ｆは必
ずしも観測周波数のひとつに一致せず、同図（ｂ）に示
されているように、ｋ・ｆstep＜ｆ＜（ｋ＋１）・ｆst
epとなる。このときは、電力が最大となるスペクトル成
分の周波数を周波数判定値とすると、周波数判定値はｋ
・ｆstepまたは（ｋ＋１）・ｆstepとなり、変調周波数
ｆに対して誤差を生ずる。観測周波数の刻み幅ｆstepが
十分小さければこの誤差は問題にならない。刻み幅ｆst
epを小さくできない場合は、周波数判定の精度を上げる
ために、電力が最大となるスペクトル成分及びその隣接
スペクトル成分の電力から、補間により受信信号の周波
数を算出し、周波数判定値としてもよい。すなわち観測
周波数ｋ・ｆstepにおける電力スペクトル成分｜A(k)｜
² ，観測周波数（ｋ＋１）・ｆstepにおける電力スペク
トル成分｜A(k+1)｜² に対し、次式により周波数判定値
ｆd を求めてもよい。 ｆd ＝（ｋ＋｜A(k+1)｜／（｜A(k)｜＋｜A(k+1)｜））
・ｆstep このようにして得られた周波数判定値を周波数変位量判
定回路５に入力する。

【００４２】周波数変位量判定回路５とデータ判定回路
６の動作は、図１におけるそれらの動作と同等である。

【００４３】本実施例のように、高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）を利用して周波数判定を行う場合、受信信号の信
号対雑音電力比（Ｓ／Ｎ）が低い状態において、周波数
弁別器よりも周波数判定精度を高くすることができると
いう利点がある。

【００４４】次に、図５を参照して、本発明の第３実施
例について説明する。この実施例は、図３における変調
器に直接拡散回路を付加し、復調器に逆拡散回路を付加
して、スペクトル拡散を行うようにしたものである。

【００４５】変調器においては、直並列変換回路１、周
波数変位量決定回路２及び周波数変調回路３の動作は図
２におけるそれらの動作と同等である。直接拡散回路７
は、周波数変調回路３から入力されるＦＳＫ変調信号に
対して、あらかじめ設定された固定パターンを一定周期
で繰り返す信号を乗じ、得られた信号を出力する。固定
パターンとしては、その周波数帯域幅がＦＳＫ変調信号
の帯域幅と同程度あるいはそれ以上のものとなるパター
ンを選ぶ。このことにより、変調信号のスペクトルは拡
散され、複数の信号間で互いに相関の低い異なるパター
ンとなる。以上の方法により、同一の帯域を複数の信号
で共用することが可能となる。

【００４６】復調器においては、逆拡散回路８におい
て、変調器の直接拡散回路７で用いたのと同じ固定パタ
ーンを一定周期で受信信号に乗ずることにより逆拡散を
行う。このとき、乗ずるべき固定パターンの位相は、復
調すべき信号の拡散に用いられている固定パターンの位
相と同期させる。

【００４７】例えば、図６に示すように、周波数変調回
路３から出力されるＦＳＫ変調信号（信号Ａ）のシンボ
ル毎の周波数スペクトルは変調周波数のみの成分を持つ
線スペクトルであり、これに対し広がりのある周波数ス
ペクトルを持つ拡散符号（信号Ｂ）を乗ずることにより
拡散した信号（信号Ｃ）のスペクトルもやはり同等の広
がりを持つ信号となる。逆拡散回路８において、信号Ｃ
に対して、拡散符号（信号Ｂ）と全く同じ逆拡散符号
（信号Ｄ）を乗ずることにより、逆拡散された信号（信
号Ｅ）が得られる。このようにして得られる信号Ｅは信
号Ａと同等になり、シンボル毎の周波数スペクトルも線
スペクトルとなるので、周波数判定をすることにより復
調を行うことができる。

【００４８】一方、図６と異なるＦＳＫ変調信号（信号
Ａ´）を異なる拡散符号（信号Ｂ´）で拡散した信号
を、図６と同じ逆拡散符号（信号Ｄ）により逆拡散する
と、図７に示すように、逆拡散された信号（信号Ｅ´）
の周波数スペクトルは線スペクトルとならず広がりを持
つスペクトルとなる。すなわち、拡散符号と異なる符号
により逆拡散しても復調できないことになる。

【００４９】２つの拡散信号ＣとＣ´が同時に伝送され
る場合に、拡散信号Ｃに対応する逆拡散符号Ｄ（＝Ｂ）
によって逆拡散すると、図８に示すように、得られる信
号（信号Ｅ''）は復調すべき信号Ｅと干渉となる信号Ｅ
´を合成したものとなる。したがって、そのシンボル毎
の周波数スペクトルは信号Ｅに対応する線スペクトルと
信号Ｅ´に対応する広がりのあるスペクトルを合成した
ものとなり、復調すべき信号Ｅの線スペクトルを容易に
判別することができる。すなわち、同一の帯域を共用す
る複数の変調信号が存在しても、復調すべき信号のみを
取り出して復調することが可能となる。

【００５０】なお、図６、図７、図８においては便宜的
に拡散符号の周期をシンボル周期と等しくしているが、
本発明の実施にあたっては、必ずしも拡散符号の周期を
シンボル周期と等しくする必要はない。

【００５１】以上のようにして逆拡散された信号は、高
速フーリエ変換回路４０，周波数判定回路４１，周波数
変位量判定回路５及びデータ判定回路６で復調される
が、これらの回路は図３におけるそれらの動作と同等の
動作をする。

【００５２】

【発明の効果】変調信号が、伝送路においてドップラー
シフト等の影響により周波数偏移及び周波数変動を受け
た場合、周波数の偏移量は連続するシンボル間ではほぼ
等しいと見なせる。このとき、想定される最大周波数偏
移量ｄＦに対し、復調回路においてｆmin −ｄＦ〜ｆma
x ＋ｄＦの帯域を観測して周波数を判定すれば、周波数
偏移量をｆoffset として、連続する２シンボルの送信
周波数ｆ0 、ｆに対し、周波数判定値ｆd0、ｆd は ｆd0＝ｆ0 ＋ｆoffset ｆd ＝ｆ＋ｆoffset となり、依然として式(10) が成り立つ。

【００５３】したがって、本発明によれば、復調器にお
いて、変調器により与えられた周波数変位量を正しく判
定することができる。すなわち、いかなる大きさの周波
数偏移／変動が伝送路において生じても、周波数偏移／
変動に追従するための回路を付加することなく、また周
波数の初期捕捉を行うことなく、データを正しく復調す
ることができる。

【００５４】また、スペクトル拡散を行う場合は、同一
の周波数帯域を用いる複数の変調信号を発生させる複数
の変調器においては、あらかじめ相互に相関の低い固定
パターンを用いて直接拡散を行うこととする。これに対
して復調器においては、復調すべき信号の拡散に用いら
れている固定パターンによって逆拡散を行うので、他の
パターンによって拡散された信号は逆拡散後も特定の周
波数成分を持たず、復調すべき信号のみが逆拡散後に変
調周波数成分を持つことになる。

【００５５】したがって、本発明によれば、同一の帯域
を共用する複数の変調信号が存在しても、復調すべき信
号のみを取り出して復調することが可能となる。すなわ
ち、周波数帯域の共用により、多値ＦＳＫ信号ををスペ
クトル拡散せずに用いた場合に比べてスペクトル利用効
率を大幅に高めることができる。

【００５６】さらに、以上のことから、本発明は、伝送
路上で大きな周波数偏移／変動が生じ、かつ高いスペク
トル利用効率が望まれる陸上移動体通信及び移動体衛星
通信における変復調方法及び装置に適し、それらの通信
の高品質化及び高信頼化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例のディジタル変復調方法に
使用されるディジタル変復調装置の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２】 入力データと周波数変位量の対応を示す説明
図である。

【図３】 本発明の第２実施例のディジタル変復調方法
に使用されるディジタル変復調装置の構成例を示すブロ
ック図である。

【図４】 ＦＦＴによる周波数判定方法の説明図であ
る。

【図５】 本発明の第３実施例のディジタル変復調方法
に使用されるディジタル変復調装置の構成例を示すブロ
ック図である。

【図６】 図５の直接拡散回路、逆拡散回路の動作を示
す波形図である。

【図７】 拡散符号と異なる符号により逆拡散しても復
調できないことを示す波形図である。

【図８】 ２つの拡散信号の合成信号から１つの信号を
復調する動作を示す波形図である。

【図９】 従来のディジタル変復調装置の構成例を示す
ブロック図である。

【図１０】 従来の入力データと変調周波数の対応を示
す説明図である。

【図１１】 ＦＳＫ変調の一例を示す波形図である。

【図１２】 従来の周波数弁別器の動作を示す波形図で
ある。

【符号の説明】

１…直並列変換器、２…周波数変位量決定回路、３…周
波数変調回路、４…周波数弁別器、５…周波数変位量判
定回路、６…データ判定回路、７…直接拡散回路、８…
逆拡散回路、２０…周波数決定回路、３０…周波数変調
回路、４０…高速フーリエ変換回路、４１…周波数判定
回路。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側において、入力されるデータを一
   定数のビット毎に区切ってブロック化し、ブロック毎に
   ブロック内のビットの組み合わせに対して一対一に周波
   数変位量を対応させ、該周波数変位量に応じて変調信号
   の周波数をシンボル毎に変位させることにより多値周波
   数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調を行い、 受信側において、周波数弁別器によってシンボル毎に受
   信信号の周波数を求め、該周波数について１シンボル前
   のシンボルについて求めた周波数からの変位量を算出
   し、該周波数変位量に対し、一定数のビットの組み合わ
   せからなるブロックを一意に対応させ、該ブロック内の
   ビットを復調データとして出力することにより受信信号
   の復調を行うようにしたことを特徴とするディジタル変
   復調方法。
2. 【請求項２】 送信側において、入力されるデータを一
   定数のビット毎に区切ってブロック化し、ブロック毎に
   ブロック内のビットの組み合わせに対して一対一に周波
   数変位量を対応させ、該周波数変位量に応じて変調信号
   の周波数をシンボル毎に変位させることにより多値周波
   数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調を行い、 受信側において、受信信号をシンボル毎に高速フーリエ
   変換によって周波数スペクトルに変換し、該周波数スペ
   クトルのうち電力が最大となる成分の周波数を求め、該
   周波数について１シンボル前のシンボルについて求めた
   周波数からの変位量を算出し、該周波数変位量に対し、
   一定数のビットの組み合わせからなるブロックを一意に
   対応させ、該ブロック内のビットを復調データとして出
   力することにより受信信号の復調を行うようにしたこと
   を特徴とするディジタル変復調方法。
3. 【請求項３】 送信側において、入力されるデータを一
   定数のビット毎に区切ってブロック化し、ブロック毎に
   ブロック内のビットの組み合わせに対して一対一に周波
   数変位量を対応させ、該周波数変位量に応じて変調信号
   の周波数をシンボル毎に変位させることにより多値周波
   数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調を行い、 受信側において、受信信号をシンボル毎に高速フーリエ
   変換によって周波数スペクトルに変換し、該周波数スペ
   クトルのうち電力が最大となる成分及び隣接する成分を
   もとに高速フーリエ変換による観測周波数を補間して受
   信信号の周波数を判定し、該周波数について１シンボル
   前のシンボルについて求めた周波数からの変位量を算出
   し、該周波数変位量に対し、一定数のビットの組み合わ
   せからなるブロックを一意に対応させ、該ブロック内の
   ビットを復調データとして出力することにより受信信号
   の復調を行うようにしたことを特徴とするディジタル変
   復調方法。
4. 【請求項４】 送信側において、ＦＳＫ変調信号に対し
   て固定パターンを周期的に繰り返す符号信号を乗ずるこ
   とによりスペクトル拡散変調を行い、 受信側において、送信側と同じ固定パターンを周期的に
   繰り返す信号を受信信号に乗ずることにより受信信号の
   逆拡散を行うようにしたことを特徴とする請求項１〜３
   のいずれかに記載のディジタル変復調方法。
5. 【請求項５】 受信信号の周波数をシンボル毎に判別す
   る手段と、 該周波数について１シンボル前のシンボルについて求め
   た周波数からの変位量を算出する手段と、 該周波数変位量に対し、一定数のビットの組み合わせか
   らなるブロックを一意に対応させる手段と、 該ブロック内のビットを復調データとして出力する手段
   とを具備したことを特徴とするディジタル復調装置。
6. 【請求項６】 受信信号をシンボル毎に高速フーリエ変
   換によって周波数スペクトルに変換する手段と、 該周波数スペクトルのうち電力が最大となる成分の周波
   数を求める手段と、 該手段によって求められた前記受信信号の周波数をシン
   ボル毎に判別する手段と、 該周波数について１シンボル前のシンボルについて求め
   た周波数からの変位量を算出する手段と、 該周波数変位量に対し、一定数のビットの組み合わせか
   らなるブロックを一意に対応させる手段と、 該ブロック内のビットを復調データとして出力する手段
   とを具備したことを特徴とするディジタル復調装置。
7. 【請求項７】 受信信号をシンボル毎に高速フーリエ変
   換によって周波数スペクトルに変換する手段と、 該周波数スペクトルのうち電力が最大となる成分及び隣
   接する成分をもとに高速フーリエ変換による観測周波数
   を補間して受信信号の周波数を判定する手段と、 該手
   段によって求められた前記受信信号の周波数をシンボル
   毎に判別する手段と、 該周波数について１シンボル前のシンボルについて求め
   た周波数からの変位量を算出する手段と、 該周波数変位量に対し、一定数のビットの組み合わせか
   らなるブロックを一意に対応させる手段と、 該ブロック内のビットを復調データとして出力する手段
   とを具備したことを特徴とするディジタル復調装置。
8. 【請求項８】 受信信号の周波数をシンボル毎に判別す
   る手段の前段に、固定パターンを周期的に繰り返す信号
   を受信信号に乗ずることにより受信信号の逆拡散を行う
   手段を具備したことを特徴とする請求項５〜７のいずれ
   かに記載のディジタル復調装置。