JPH09162940A - ダイレクトシーケンススペクトル拡散受信器用の信号品質評価方法 - Google Patents

ダイレクトシーケンススペクトル拡散受信器用の信号品質評価方法

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JPH09162940A
JPH09162940A JP8199466A JP19946696A JPH09162940A JP H09162940 A JPH09162940 A JP H09162940A JP 8199466 A JP8199466 A JP 8199466A JP 19946696 A JP19946696 A JP 19946696A JP H09162940 A JPH09162940 A JP H09162940A
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JP8199466A
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Carl F Andren
エフ アンドレン カール
Perry W Frogge
ダブリュ フロッグ ペリー
Leonard V Lucas
ヴイ ルーカス レナード
James Snell
スネル ジェームズ
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Harris Corp
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Quality & Reliability (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、位相の関係を示す信号品質を評価
する方法の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明のシンボルの入力ストリームを受
信する無線復調器において信号品質を評価する方法は、
入力ストリーム内の各シンボルの位相部分だけをサンプ
リングする段階と、位相部分だけの各サンプルの位相誤
差を判定する段階と、複数のサンプルの位相誤差から信
号品質の評価を計算する段階とを含む。信号品質の評価
は所定の数のサンプルの位相誤差の平均大きさでも構わ
ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線受信器の復調
器に係り、特に、信号品質の評価には位相だけの処理し
か含まれないダイレクトシーケンススペクトル拡散無線
受信器用の差分位相変調方式（ＤＰＳＫ）復調器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】差分バイナリー相偏移変調方式（ＤＢＰ
ＳＫ）及び差分直交位相シフト変調方式（ＤＱＰＳＫ）
データの差分復調器の設計には、典型的に、回路の複雑
さと性能の間のトレードオフが含まれる。より詳細に言
うと、信号品質の評価は、復調器の性能レベルを設定す
るため復調器において使用され；信号品質の評価がより
正確になるのに従って、復調器の性能がより良好にな
る。その上、信号品質は、捕捉判定処理に使用される。
信号品質の評価がより正確になるのに従って、誤警報率
に対する（正しい）捕捉率の比を最適化するため判定点
をより精密に設定することが可能になる。しかし、信号
品質の評価を与えるための復調器内の回路は、信号品質
の評価の正確さが改良されるのに従って、複雑さと寸法
が増大する。かくして、復調器の性能が改良されるのに
従って、復調器の寸法及び複雑さが増大する点で望まし
くない。
【０００３】ＤＰＳＫ受信器で受信された典型的なデー
タ伝送には、プリアンブルが前置されたデータ信号が含
まれる。受信器は、後に続くデータ信号を復調しようと
する前にプリアンブルを得ることが期待される。信号品
質の評価は、種々の復調器の特徴を設定するため使用さ
れ、最初にプリアンブルの間に決定され、データ信号の
間に更新される。従来技術の場合、信号品質の評価は、
典型的に、シンボルの入力ストリームのＩ（同相）及び
Ｑ（直角位相）成分を受信する相関器から得られたビッ
ト同期振幅である。以下、シンボルという用語は、プリ
アンブルフォーマット、例えば、スペクトル拡散ＢＰＳ
Ｋ（バイナリー相偏移変調方式）、或いは、データ信号
フォーマット、例えば、ＤＢＰＳＫ又はＤＱＰＳＫで使
用される単位を示すため使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ビット同期振
幅は、信号品質の不完全な像しか提供しない。例えば、
ビット同期振幅は、直接的に位相関係を示すことがな
い。本発明の目的は、位相だけを処理する利点が得られ
る無線受信器における信号品質の評価方法、及び、位相
誤差（フェーズエラー）が各シンボルに対し判定される
よう入力信号の位相部分だけがサンプリングされるＤＰ
ＳＫ復調器において信号品質を評価する方法を提供する
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、シンボルの入
力ストリームを受信するＤＰＳＫ復調器において信号品
質を評価する方法であって、上記入力ストリーム内の各
シンボルの位相部分だけをサンプリングする段階と、上
記各サンプルに対し位相誤差を判定する段階と、複数の
サンプルの位相誤差から信号品質の評価を計算する段階
とからなり、サンプリングの前に上記シンボルを大きさ
と位相の形式に変換する段階を有する方法を含む。
【０００６】更に、本発明は、信号品質の評価が復調捕
捉性能のレベルを確定するため使用されるＤＰＳＫ復調
器において信号品質を評価する方法であって、 （ａ） ＤＰＳＫ復調器に入力されたシンボルのストリ
ーム内の各シンボルをサンプリングする段階と； （ｂ） 上記サンプルを極座標形式に変換する段階と； （ｃ） 上記極座標形式の位相部分だけを用いて上記各
サンプルに対し位相誤差を判定する段階と； （ｄ） 複数の上記サンプルの位相誤差から信号品質の
評価を計算する段階とからなり、 （ｅ） 上記シンボルのストリームは復調されるべきデ
ータのストリームである方法を含む。
【０００７】上記信号品質の評価は、好ましくは、第１
のアンテナから受信されたシンボルのブロック内の所定
の数の上記サンプルの位相誤差の平均大きさである。本
発明の他の目的は、ＤＰＳＫ復調器において信号品質を
評価する方法であって、入力シンボルの位相部分だけの
複数のサンプルから得られた位相誤差が信号品質の評価
としてサンプリングされ、シンボルのストリームの各シ
ンボルが１回サンプリングされ、極座標形式に変換さ
れ、各サンプルに対する位相誤差が極座標形式の位相部
分だけを使用して判定され、信号品質の評価は、所定の
数のサンプルの位相誤差の平均大きさである方法により
達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、その例に限定されることな
く、添付図面を参照して本発明の説明を行なう。図１は
復調器の実施例のブロック図である。シンボルの入力ス
トリームを受信する無線復調器において信号品質を評価
する本発明の一実施例は、上記入力ストリーム内の各シ
ンボルの位相部分だけをサンプリングする段階と、上記
位相部分だけの各サンプルに対し位相誤差を判定する段
階と、複数のサンプルの位相誤差から信号品質の評価を
計算する段階とを有する。入力ストリームは、プリアン
ブル内のシンボル、又は、その後に続くデータ信号内の
シンボルの何れでもよい。
【０００９】好ましい一実施例において、シンボルの入
力ストリームは、Ｉ及びＱ成分で供給され、各シンボル
に対し上記Ｉ及びＱ成分が合成される。上記各シンボル
に対し合成されたＩ及びＱ成分は、１シンボル当たり１
サンプルのレートでサンプリングされ、サンプルは極座
標形式のように大きさと位相を分離する形式に変換され
る。極座標形式の位相部分だけが、各サンプルに対し位
相誤差を判定する位相ロックドループに供給される。従
って、信号品質の評価は、複数の上記サンプルの位相誤
差の平均大きさを計算することにより与えられる。
【００１０】信号が未だ捕捉されている間（プリアンブ
ルが未だ受信されている間）に、平均大きさは、アンテ
ナから受信されたプリアンブルのシンボルのブロック内
のサンプルの位相誤差を含んでいる。少なくとも２台の
アンテナが存在する場合、信号品質の評価は、プリアン
ブルからの引き続くブロックを使用することにより各ア
ンテナに対し得られる。信号が捕捉され、データが復調
された後に、信号品質の評価は、所定の数のサンプルの
位相誤差の平均大きさ、例えば、１２８個のデータシン
ボルからの位相誤差の平均大きさである。
【００１１】位相誤差が信号振幅に依存していないた
め、入力信号が弱い場合でさえ、位相誤差の使用によっ
てロバストな信号品質の評価が得られる。更に、位相だ
けに変換することにより、残りの復調機能に利点が得ら
れる。例えば、サンプルは、複素数ではなく実数である
ので、搬送波の位相の回転は、複雑な乗算ではなく単純
な加算によって補償することができる。ＤＢＰＳＫ／Ｄ
ＱＰＳＫを取り除くための判定構造は、加算が含まれ、
比較器又は複雑な論理は必要ではない。
【００１２】他の実施例において、所定の数のシンボル
の平均位相は、シンボルの位相部分だけから判定され
る。平均位相は、周波数オフセットを除去するため位相
ロックドループに供給される。更に別の実施例におい
て、シンボルの極座標形式の大きさ部分だけの平均（ビ
ット同期振幅と呼ばれる）が別の信号品質の評価として
与えられる。
【００１３】受信された信号内のシンボルは、処理のた
め復調器１０に供給される。Ｉ及びＱ成分は、シンボル
拡散シーケンスを取り除くため、アナログ／ディジタル
変換器１２及び１４を介して、相関器１６及び１８に供
給される。相関器１６及び１８からの出力は、変換器２
０において、合成され、デカルト座標から極座標形式に
変換される。変換器２０からのストリームはシンボルレ
ートに間引きされ、位相は、復調器２２におけるＰＳＫ
復調の前に周波数オフセットが補償される。復調器２２
からの位相誤差は、位相ロックドループ２７において位
相固定を行なうため、進み／遅れフィルタ２６を介して
数値制御発振器２４に供給される。
【００１４】周波数オフセットは、信号捕捉中に測定さ
れ、復調の際に使用するためプロセッサ２８に格納され
る。周波数オフセットは、シンボルとシンボルの間の位
相の回転を平均化することにより評価され、次いで、位
相固定を加速するため初期条件として位相ロックドルー
プ２７に供給され、これにより、従来技術において使用
される典型的な位相ロックドループよりも時間が節約さ
れる。シンボルに対する位相誤差の平均大きさは、計算
ブロック３０において判定され、信号品質の評価として
得られる。変換器２０からの出力の大きさは、積分用の
積分器３２に供給される。これにより、相関器の前に、
ドップラーシフト、或いは、発振器のオフセットを補正
する従来技術における必要性（及びハードウェア）が除
去されることが認められるであろう。積分された出力
は、シンボルタイミングとビット同期振幅の判定用のタ
イマ３４に供給される。ビット同期振幅は、極座標にお
けるシンボルの平均大きさであり、信号品質の評価とし
て供給される信号振幅の測定量である。
【００１５】データ復調中に、位相ロックドループは、
平均位相を減算することにより、周波数オフセットを追
跡、除去する。復調器は、捕捉中の差分復調から、デー
タ復調中に差分検波が後に続くコヒーレント復調に切り
替わる。この切替えによって、ビット誤りレートの性能
が改良される。シンボルの入力ストリームを受信する無
線復調器において信号品質を評価する方法は、入力スト
リーム内の各シンボルの位相部分だけをサンプリングす
る段階と、位相部分だけの各サンプルの位相誤差を判定
する段階と、複数のサンプルの位相誤差から信号品質の
評価を計算する段階とを含む。信号品質の評価は、所定
の数のサンプルの位相誤差の平均大きさでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】復調器の実施例のブロック図である。
【符号の説明】
１０ 復調器 １２，１４ アナログ／ディジタル変換器 １６，１８ 相関器 ２０ 変換器 ２２ ＰＳＫ復調器 ２４ 数値制御発振器 ２６ 進み／遅れフィルタ ２７ 位相ロックドループ ２８ プロセッサ ３０ 計算ブロック ３２ 積分器 ３４ タイマ
フロントページの続き (72)発明者 ペリー ダブリュ フロッグ アメリカ合衆国，フロリダ 32905，パー ムベイ，ウルム・ロード・エヌダブリュ 571 (72)発明者 レナード ヴイ ルーカス アメリカ合衆国，フロリダ 32905，パー ムベイ，ガンパウダー・ドライヴ・エヌイ ー 2165 (72)発明者 ジェームズ スネル アメリカ合衆国，フロリダ 32905，パー ムベイ，レモン・ストリート・エヌイー 2695

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シンボルの入力ストリームを受信するＤ
    ＰＳＫ（差分位相変調方式）復調器において信号品質を
    評価する方法であって、 上記入力ストリーム内の各シンボルの位相部分だけをサ
    ンプリングする段階と、 上記各サンプルに対し位相誤差を判定する段階と、 複数のサンプルの位相誤差から信号品質の評価を計算す
    る段階とからなり、 サンプリングの前に上記シンボルを大きさと位相の形式
    に変換する段階を有する方法。
  2. 【請求項２】 上記位相誤差を判定する段階は、上記位
    相部分だけを、上記各サンプルに対し上記位相誤差を判
    定する位相ロックドループに供給する段階を有する請求
    項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記シンボルの上記位相部分だけから所
    定の数の上記シンボルの平均位相を判定し、上記平均位
    相を上記位相ロックドループに供給する段階を有する請
    求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記信号品質の評価は、所定の数の上記
    サンプル位相誤差の平均大きさである請求項１乃至３の
    うちいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 信号品質の評価が復調捕捉性能のレベル
    を確定するため使用されるＤＰＳＫ（差分位相変調方
    式）復調器において信号品質を評価する方法であって、 （ａ） ＤＰＳＫ復調器に入力されたシンボルのストリ
    ーム内の各シンボルをサンプリングする段階と； （ｂ） 上記サンプルを極座標形式に変換する段階と； （ｃ） 上記極座標形式の位相部分だけを用いて上記各
    サンプルに対し位相誤差を判定する段階と； （ｄ） 複数の上記サンプルの位相誤差から信号品質の
    評価を計算する段階とからなり、 （ｅ） 上記シンボルのストリームは復調されるべきデ
    ータのストリームである方法。
  6. 【請求項６】 上記信号品質の評価は、好ましくは、第
    １のアンテナから受信されたシンボルのブロック内の所
    定の数の上記サンプルの位相誤差の平均大きさである請
    求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 各シンボルは１回サンプリングされる請
    求項５又は６記載の方法。
  8. 【請求項８】 データ無線復調器において信号品質を評
    価する方法であって、 （ａ） データシンボルのストリームのＩ（同相）及び
    Ｑ（直角位相）成分をデータ無線変調器に供給する段階
    と； （ｂ） 上記各シンボルに対し、上記Ｉ及びＱ成分を合
    成する段階と； （ｃ） １シンボル当たり１サンプルのレートで、上記
    各シンボルに対し上記合成されたＩ及びＱ成分をサンプ
    リングする段階と； （ｄ） 上記サンプルを極座標形式に変換する段階と； （ｅ） 上記極座標形式の位相部分だけを、上記各サン
    プルに対し位相誤差を判定する位相ロックドループに供
    給する段階と； （ｆ） 複数の上記サンプルの位相誤差の平均大きさを
    計算する段階と； （ｇ） 信号品質の評価として、上記平均大きさを上記
    復調器の入力に供給する段階と； （ｈ） 上記シンボルの位相部分だけから所定の数の上
    記シンボルの平均位相を判定し、上記平均位相を上記位
    相ロックドループに供給する段階とからなる方法。
  9. 【請求項９】 更なる信号品質の評価として、上記シン
    ボルの大きさ部分の平均だけを上記復調器の入力に供給
    する段階を有する請求項８記載の方法。
JP8199466A 1995-07-31 1996-07-29 ダイレクトシーケンススペクトル拡散受信器用の信号品質評価方法 Pending JPH09162940A (ja)

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US08/509,586 US5732105A (en) 1995-07-31 1995-07-31 Method of estimating signal quality in a DPSK demodulator
US509586 1995-07-31

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