特許 7540298 デジタル受信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】デジタル受信装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/227 20060101AFI20240820BHJP

   H04L 7/00 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

H04L27/227 100

H04L7/00 970

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020181888

(22)【出願日】2020-10-29

(65)【公開番号】P2022072447

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】宇野 一貴

【審査官】川口 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２１４９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３０８２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５３５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７３９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７５２６０５６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２７／００ － ２７／３８

Ｈ０４Ｌ ７／００ － ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

受信信号を直交検波してＩ信号及びＱ信号に復調する復調部と、
前記復調部で復調された前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号に対して正規同期に相当する再生キャリア周波数の補正を行ってデータを復号する第１復号部と、
前記復調部で復調された前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号に対して擬似同期に相当する再生キャリア周波数の補正を行ってデータを復号する第２復号部と、
前記第１復号部から入力されるデータと前記第２復号部から入力されるデータとのいずれか一方から同期ワードを表すユニークワードを検出する同期検出部と
を備えることを特徴とするデジタル受信装置。

【請求項2】

前記第１復号部は、
ローカル信号の周波数と前記受信信号のキャリア周波数との周波数誤差を基に周波数補正量を算出する周波数補正量算出部と、
前記周波数補正量算出部から入力される前記周波数補正量に基づいて、前記Ｉ信号に基づくＩデータ及び前記Ｑ信号に基づくＱデータを位相調整するための位相回転量を算出する回転量算出部と
を有すること
を特徴とする請求項１に記載のデジタル受信装置。

【請求項3】

前記第２復号部は、
擬似同期状態におけるキャリア周波数である擬似同期周波数の位相回転量を、前記周波数補正量を基に算出する擬似同期用回転量算出部と、
前記Ｉデータ及び前記Ｑデータを、前記擬似同期用回転量算出部から入力される前記位相回転量だけ位相調整する位相回転部と
を有すること
を特徴とする請求項２に記載のデジタル受信装置。

【請求項4】

前記同期検出部は、前記ユニークワードが含まれる前記受信信号である特定信号が前記復調部で復調されたＩ信号及びＱ信号を基に前記第１復号部で復号された第１データ、及び前記特定信号が前記復調部で復調されたＩ信号及びＱ信号を基に前記第２復号部で復号された第２データのいずれかに含まれる前記ユニークワードを検出して、前記第１復号部又は前記第２復号部のいずれかが同期したことを検出する
請求項３に記載のデジタル受信装置。

【請求項5】

前記同期検出部は、前記第１復号部及び前記第２復号部のうち、同期検出できた方の復号部の同期情報を前記周波数補正量算出部に出力する
請求項４に記載のデジタル受信装置。

【請求項6】

前記周波数補正量算出部は、
前記同期検出部から入力される前記同期情報が前記第１復号部で復号された前記第１データから同期検出した情報の場合には、前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号に基づく前記周波数誤差を前記周波数補正量として算出し、
前記同期検出部から入力される前記同期情報が前記第２復号部で復号された前記第２データから同期検出した情報の場合には、前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号に基づく前記周波数誤差を前記擬似同期周波数で補正して前記周波数補正量を算出する
請求項５に記載のデジタル受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信システムに用いられるデジタル受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信システムにおける受信機には、送信機が送信する送信波の周波数と、受信周波数とのずれ(周波数誤差)を補正する自動周波数制御（Ａｕｔｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＦＣ）機能が搭載されている。デジタル変復調方式の受信機の場合、ＡＦＣをデジタル信号処理で実現可能である。ＡＦＣをデジタル信号処理で実現する方法として、受信した信号から検出したシンボル位置（以下、「受信シンボル位置」という）と本来検出されるべきシンボル位置（以下、「正規シンボル位置」という）に対する受信シンボル位置のずれから周波数誤差を求めて補正する方法が知られている。

【0003】

デジタル変復調方式として４相位相偏移変調方式における正規シンボル点は、４つの象限（正規シンボル点の位相角４５度、１３５度、２２５度、３１５度）のそれぞれに存在する。４相位相偏移変調を用いたＡＦＣでは、正規シンボル位置と受信シンボル位置との位相誤差が４５度より大きい場合には、受信シンボルが本来あるべき象限と異なる象限に存在すると判断されて周波数誤差が補正され、その結果、誤った周波数でロックされる擬似同期状態となる場合がある。特許文献１には、この擬似同期を検出する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－６１１７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の技術では、擬似同期の状態にある場合、復調データが歪むため同期の確立が困難になる問題がある。

【0006】

本発明の目的は、擬似同期の状態でも同期の確立を容易に行うことができるデジタル受信装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の一態様によるデジタル受信装置は、受信信号を直交検波してＩ信号及びＱ信号に復調する復調部と、前記復調部で復調された前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号に対して正規同期に相当する再生キャリア周波数の補正を行ってデータを復号する第１復号部と、前記復調部で復調された前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号に対して擬似同期に相当する再生キャリア周波数の補正を行ってデータを復号する第２復号部と、前記第１復号部から入力されるデータと前記第２復号部から入力されるデータとのいずれか一方から同期ワードを表すユニークワードを検出する同期検出部とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、擬似同期の状態でも同期の確立を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態によるデジタル受信装置を説明する図であって、受信シンボル位置と正規シンボル位置との位相誤差が４５度以下の場合のＱＰＳＫのコンスタレーションを示す図である。

【図2】本発明の一実施形態によるデジタル受信装置を説明する図であって、受信シンボル位置と正規シンボル位置との位相誤差が４５度よりも大きい場合のＱＰＳＫのコンスタレーションを示す図である。

【図3】本発明の一実施形態によるデジタル受信装置の概略構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態によるデジタル受信装置の効果を説明する図であって、復号過程のデータの周波数帯域と、復号部に設けられたローパスフィルタの周波数帯域とを模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

【0011】

本実施形態によるデジタル受信装置１の概略構成を説明する前に、デジタル受信装置１が実行する周波数誤差の補正について、４相位相偏移変調（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ－Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＱＰＳＫ）を例にとって、図１及び図２を用いて説明する。図１は、受信シンボル位置と正規シンボル位置との位相誤差が４５度以下の場合のＱＰＳＫのコンスタレーションを示す図である。ここで、コンスタレーションとは、各シンボルについて同相成分Ｉ（Ｉｎ－ｐｈａｓｅ）を横軸、直交成分Ｑ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）を縦軸として、シンボルデータを２次元の複素平面上にプロットして表現したものである。図２は、受信シンボル位置と正規シンボル位置との位相誤差が４５度よりも大きい場合のＱＰＳＫのコンスタレーションを示す図である。

【0012】

図１に示すように、受信シンボル位置Ｂと正規シンボル位置Ａとの位相誤差が、１シンボル目ではΔθであり（図１（ａ）参照）、２シンボル目では２×Δθであり（図１（ｂ）参照）、３シンボル目では３×Δθであるとする（図１（ｃ）参照）。この場合、１シンボル時間ごとに位相誤差がΔθだけ増加したことになる。このため、１シンボル時間をＴｓとすると、周波数誤差Δｆは、以下の式（１）で求められる。
Δｆ＝Δθ／（２π×Ｔｓ） ・・・（１）

【0013】

本実施形態によるデジタル受信装置１は、式（１）によって求められる周波数誤差Δｆに基づいてローカル信号（詳細は後述）の基となる基準発振器（不図示）の発振周波数を制御することにより、デジタル送信装置（不図示）から送信される信号のキャリア信号の周波数とローカル信号の周波数との周波数誤差を補正することができる。以下、キャリア信号の周波数を「キャリア周波数」と称する場合がある。

【0014】

しかしながら、この方法の場合に例えば、図２に示すように、位相誤差Δθが４５度を超えるときに、受信シンボル位置Ｂが本来の正しい正規シンボル位置Ａとは異なる象限に存在していると誤って判定される。図２（ａ）に示すように、位相誤差Δθが４５度を超えているために、受信シンボル位置Ｂが正規シンボル位置Ｃの象限に存在する場合、受信シンボル位置Ｂの正規シンボル位置は、本来は正規シンボル位置Ａであるにもかかわらず、正規シンボル位置Ｃであると誤って判定される。その結果、図２（ａ）に示すように、正規シンボル位置に対する受信シンボル位置Ｂの位相誤差は、ΔθではなくΔφと判定される。また、図２（ｂ）に示すように、本来の正規シンボル位置Ａに対する受信シンボル位置Ｂの位相誤差が２×Δθ（＞４５度）の場合、受信シンボル位置Ｂの位相誤差は、２×Δφ（≦４５度）と判定される。さらに、図２（ｃ）に示すように、本来の正規シンボル位置Ａに対する受信シンボル位置Ｂの位相誤差が３×Δθ（＞４５度）の場合、受信シンボル位置Ｂの位相誤差は、３×Δφ（≦４５度）と判定される。

【0015】

デジタル受信装置が、図２（ａ）から図２（ｃ）に例示されているような実際の位相誤差とは異なる誤った位相誤差に基づく誤った周波数補正が行なわれると、その後は１シンボル時間ごとに９０度又は－９０度ずつずれた誤った位置でシンボルが検出される。デジタル受信装置に設けられた復号部は、この誤った位置で検出されたシンボルに基づいて基準発振器の発振周波数が補正された状態（以下、「擬似同期状態」と称する場合がある）を維持することになる。擬似同期状態における再生キャリア周波数（ローカル信号の周波数）を「擬似同期周波数」と呼ぶ。「擬似同期周波数」に対して、正規シンボル位置に基づいて基準発振器の発振周波数を補正して生成した再生キャリアの周波数を「正規周波数」と呼ぶ。

【0016】

擬似同期状態では、正規シンボル位置に対して、１シンボル時間ごとに受信シンボル位置が９０度又は－９０度ずつずれた位置で検出される。このため、デジタル受信装置に設けられた復号部は、キャリア周波数に対してシンボル周波数の１／４だけ周波数がずれた擬似同期周波数にロックすることになる。擬似同期周波数は、例えばシンボル周波数が４．８ｋＨｚの場合、キャリア周波数に対して±１．２ｋＨｚ（＝±４．８ｋＨｚ／４）ずれた周波数となる。また、受信シンボル位置は、本来検出されるべきシンボル位置から９０度おき（０度、９０度、１８０度、２７０度（－９０度））にずれることになる。このため、デジタル受信装置に設けられた復号部は、送信側のデジタル送信装置から送信される信号を擬似同期状態では正しく復号できない。なお、本実施形態における復号処理は、復調したシンボルのＱＰＳＫのコンスタレーション上のマッピング位置から「０」及び「１」のビット系列への変換処理である。

【0017】

このように、本実施形態によるデジタル受信装置１は、送信側から送信されて受信した受信信号を復調して復号する際に、擬似同期状態となり得る。そこで、デジタル受信装置１は、第１復号部１２及び第２復号部１３（図３参照、詳細は後述する）を備えている。第１復号部１２及び第２復号部１３は、同一の受信信号に対して、一方が正規の位相誤差に基づく受信シンボル位置を検出する状態（以下、「正規同期状態」と称する場合がある）にあると、他方が擬似同期状態となるように、互いに異なる状態となるように設定されている。また、第１復号部１２は、デジタル受信装置１に接続された後続の装置に出力するデータを復号するように設定されている。デジタル受信装置１は、第１復号部１２及び第２復号部１３のうちのいずれが正規同期状態であるのかを検出し、第１復号部１２が正規同期状態である場合には、そのまま第１復号部１２からの復号されたデータを後続の装置に出力し、また、第２復号部１３が正規同期状態である場合には、第１復号部１２が正規同期状態となるように調整する。これにより、デジタル受信装置１は、正規同期状態で復号されたデータを後続の装置に出力できる。

【0018】

＜デジタル受信装置の構成＞
本実施形態によるデジタル受信装置の概略構成について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態によるデジタル受信装置１の概略構成を説明するためのブロック図である。

【0019】

図３に示すように、デジタル受信装置１は、受信信号を直交検波してＩ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに復調する復調部１１を備えている。受信信号は、例えば９０度の位相差をもつローカル信号で直交検波される。また、デジタル受信装置１は、復調部１１で復調されたＩ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑを基にデータを復号する第１復号部１２を備えている。また、デジタル受信装置１は、復調部１１で復調されたＩ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに対して擬似同期に相当する再生キャリア周波数の補正を行ってデータを復号する第２復号部１３を備えている。また、デジタル受信装置１は、第１復号部１２から入力されるデータと第２復号部１３から入力されるデータとのいずれか一方から同期ワードを表すユニークワードを検出する同期検出部１４を備えている。さらに、デジタル受信装置１は、第１復号部１２から入力されるデータに誤りを検出しない場合には当該データを復号信号として後段に出力し、第１復号部１２から入力されるデータに誤りを検出した場合に当該データを無効データとして破棄する誤り訂正復号処理部１５を備えている。

【0020】

デジタル受信装置１は、復調部１１から出力されてＩ信号Ｓｉに基づくＩデータＤｉ及びＱ信号Ｓｑに基づくＱデータＤｑを第１復号部１２及び第２復号部１３の２系統のパスに分けて復号する構成を有している。すなわち、デジタル受信装置１は、第１復号部１２である第１受信パスＰ１と、第２復号部１３である第２受信パスＰ２を有している。デジタル受信装置１では、第１受信パスＰ１が主要なパス（メインパス）となる。第１受信パスＰ１の復号データが後段の誤り訂正復号処理部１５に出力される。

【0021】

（復調部の構成）
図３に示すように、復調部１１は、送信側（例えば不図示のデジタル送信装置）から送信された無線信号を受信するアンテナ１１１を有している。また、復調部１１は、無線信号のキャリア信号の周波数（キャリア周波数）と同じ周波数のローカル信号を発振するローカル発振器１１２を有している。ローカル発振器１１２は、ローカル信号を生成するための基準信号を発生する基準発振器（不図示）を含んでいる。この基準発振器の発振周波数を制御することでローカル信号の周波数を可変できる。また、復調部１１は、ローカル発振器１１２が発振するローカル信号の位相を９０度（π／２）ずらす９０度移相器１１３を有している。

【0022】

復調部１１は、アンテナ１１１が受信した無線信号である受信信号と、ローカル発振器１１２が発振するローカル信号とが入力されるミキサ１１４を有している。ミキサ１１４は、アンテナ１１１で受信された受信信号にローカル信号を乗算し、Ｉ信号Ｓｉを取り出す。また、復調部１１は、アンテナ１１１が受信した無線信号である受信信号と、９０度移相器１１３で基のローカル信号に対して位相が９０度シフトされたローカル信号とが入力されるミキサ１１５を有している。ミキサ１１５は、アンテナ１１１で受信された受信信号にローカル信号に対して９０度位相がシフトされた信号を乗算し、Ｑ信号Ｓｑを取り出す構成要素である。

【0023】

受信信号は、ミキサ１１４，１１５によってベースバンドのＩ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに変換される。ローカル発振器１１２は、送信側から送信される無線信号のキャリア信号と同じ周波数のローカル信号を発振するように構成されている。しかしながら、キャリア信号の周波数とローカル信号の周波数とを一致させることは、極めて困難であって通常、異なってしまう。このため、Ｉ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑはそれぞれ、キャリア信号の周波数とローカル信号の周波数の差分（誤差）だけ周波数がずれる。

【0024】

復調部１１は、ミキサ１１４から出力されるＩ信号Ｓｉをアナログ－デジタル（以下、「Ａ／Ｄ」と略記する）変換してＩデータＤｉを生成するＡ／Ｄ変換器１１６を有している。また、復調部１１は、ミキサ１１５から出力されるＱ信号ＳｑをＡ／Ｄ変換してＱデータＤｑを生成するＡ／Ｄ変換器１１７を有している。Ａ／Ｄ変換器１１６は、デジタルのＩデータＤｉを第１復号部１２及び第２復号部１３に出力するようになっている。Ａ／Ｄ変換器１１７は、デジタルのＱデータＤｑを第１復号部１２及び第２復号部１３に出力するようになっている。

【0025】

（第１復号部の構成）
図３に示すように、第１復号部１２は、復調部１１からＩデータＤｉ及びＱデータＤｑが入力される位相回転部１２１を有している。位相回転部１２１は、回転量算出部１２９（詳細は後述）から入力される位相回転量だけＩデータＤｉ及びＱデータＤｑの位相を回転する。

【0026】

第１復号部１２は、位相回転部１２１で位相が回転されて出力されるＩデータＤｉが入力されるローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２２を有している。第１復号部１２は、位相回転部１２１で位相が回転されて出力されるＱデータＤｑが入力されるローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２３を有している。ローパスフィルタ１２２，１２３は、送信側でデジタル変調信号を送信周波数帯にアップコンバートする前に挿入される帯域制限フィルタと合わせてシステム全体でナイキスト特性が得られるように設計される。このため、ローパスフィルタ１２２，１２３は、例えばルートナイキストフィルタで構成される。

【0027】

第１復号部１２は、ローパスフィルタ１２２が出力するＩデータＤｉと、ローパスフィルタ１２３が出力するＱデータＤｑとが入力されるシンボルクロック再生部１２４を有している。シンボルクロック再生部１２４は、ベースバンド信号であるＩデータＤｉ及びＱデータＤｑの符号の切り替わりタイミング（すなわち、ゼロクロスポイントのタイミング）を示すシンボルクロック信号を再生する。

【0028】

第１復号部１２は、ローパスフィルタ１２２から入力されるＩデータＤｉと、シンボルクロック再生部１２４から入力されるシンボルクロック信号とに基づいて受信シンボル点Ｘｋ１を取り出すシンボル点取出部１２５を有している。また、第１復号部１２は、ローパスフィルタ１２３から入力されるＱデータＤｑと、シンボルクロック再生部１２４から入力されるシンボルクロック信号とに基づいて受信シンボル点Ｙｋ１を取り出すシンボル点取出部１２６を有している。これにより、第１復号部１２は、例えば図１に示す受信シンボル位置Ｂを取得することができる。この例では、受信シンボル位置Ｂの受信シンボル点は、「Ｘｋ１，Ｙｋ１」と表すことができる。

【0029】

第１復号部１２、シンボル点取出部１２５から入力される受信シンボル点Ｘｋ１と、シンボル点取出部１２６から入力される受信シンボル点Ｙｋ１とに基づいて受信シンボルを復号判定する復号判定部１２７を有している。復号判定部１２７は、受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）が存在する象限に設定された正規シンボル位置からビット系列を復号する。第１復号部１２は、復号判定部１２７において復号されたビット系列を第１データＤ１として同期検出部１４及び誤り訂正復号処理部１５に出力する。

【0030】

第１復号部１２は、ローカル信号の周波数と受信信号のキャリア周波数との周波数誤差を基に周波数補正量を算出する周波数補正量算出部１２８を有している。周波数補正量算出部１２８では、検出されたシンボル点の象限から本来検出されるべき位相を求め、求められた位相に対して受信シンボル点に対応する位相のずれの変化量から周波数誤差が求められる。

【0031】

本実施形態では、周波数補正量算出部１２８は、シンボル点取出部１２５，１２６において取り出された受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）から得られる受信シンボル位置と、正規シンボル位置とに基づいて、ローカル信号の周波数と受信信号のキャリア周波数との周波数誤差を検出する。当該周波数誤差は、受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）が存在する象限に設定された正規シンボル位置に対応する位相と、受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）から得られる受信シンボル位置に対応する位相との差（位相のずれ）の単位時間当りの変化量に基づいて検出される。

【0032】

詳細は後述するが、周波数補正量算出部１２８は、同期検出部１４から入力された同期情報Ｉｍが第１復号部１２で同期検出した情報の場合には、検出した周波数誤差を周波数補正量として回転量算出部１２９及び擬似同期用回転量算出部１３９に出力する。一方、周波数補正量算出部１２８は、同期検出部１４から入力された同期情報Ｉｍが第２復号部１３で同期検出した情報の場合には、擬似同期周波数の位相回転量（本実施形態では９０度の回転量）を、検出した周波数誤差に加算又は減算した値を周波数補正量として回転量算出部１２９及び擬似同期用回転量算出部１３９に出力する。同期検出部１４から出力される同期情報Ｉｍは、同期検出部１４で第１復号部１２及び第２復号部１３のうち、同期検出した方の復号部の情報である。したがって、周波数補正量算出部１２８は、検出した周波数誤差に同期検出部１４での検出結果を加味して周波数補正量を算出する。なお、同期検出部１４は、同期検出するまで同期情報Ｉｍを出力しない。また、周波数補正量算出部１２８は、同期検出部１４からの同期情報Ｉｍが入力されない場合、第１復号部１２で同期検出したことを想定して周波数補正量を算出する。このように本実施形態では、周波数補正量算出部１２８で周波数補正量を算出して、その補正量を用いて回転量算出部１２９及び擬似同期用回転量算出部１３９で位相回転させる。これは前述の基準発振器の周波数を制御するのと同等のベースバンドでの処理であり、このようなベースバンドの処理をデジタル受信装置１のどの部分で行うかは本実施形態に限定されない。また、ローカル発振器の発振周波数を制御する処理と等価な処理であれば、本発明に含まれる。

【0033】

ここで、ｉ回目（ｉは２以上の自然数）のデータ復号の際に周波数補正量算出部１２８で算出される周波数誤差をΔｆ_ｉとし、擬似同期周波数の位相回転量をαとすると、ｉ回目のデータ復号の際に周波数補正量算出部１２８で算出される周波数補正量ｆＣ_ｉは、以下の式（２）で表すことができる。
ｆＣ_ｉ＝Δｆ_ｉ＋α ・・・（２）

【0034】

周波数補正量算出部１２８は、第１復号部１２で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍが同期検出部１４から入力された場合には、αをゼロとして周波数補正量ｆｃ_ｉを算出する。また、周波数補正量算出部１２８は、第２復号部１３で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍが同期検出部１４から入力され、かつ、算出した周波数誤差Δｆ_ｉが正の値の場合には、αを負の値として周波数誤差Δｆ_ｉに加算（すなわち、周波数誤差Δｆ_ｉからαを減算）する。また、周波数補正量算出部１２８は、第２復号部１３で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍが同期検出部１４から入力され、かつ、算出した周波数誤差Δｆ_ｉが負の値の場合には、αを正の値として周波数誤差Δｆ_ｉに加算する。なお、１回目のデータ復号の際は、周波数補正量ｆＣ_ｉは、ゼロに設定される。

【0035】

第１復号部１２は、周波数補正量算出部１２８から入力される周波数補正量及び経過時間に基づいて、次の受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）の取り出しのために用いられる位相回転量を算出する回転量算出部１２９を有している。回転量算出部１２９は、算出した位相回転量を位相回転部１２１に出力する。

【0036】

位相回転部１２１は、復調部１１に設けられたＡ／Ｄ変換器１１６，１１７から入力されるＩデータＤｉ及びＱデータＤｑを、回転量算出部１２９から入力される位相回転量だけ位相調整する。また、第１復号部１２は、回転量算出部１２９で算出される位相回転量をＩデータＤｉ及びＱデータＤｑに累積しながら、復調部１１から送信されるＩデータＤｉ及びＱデータＤｑの復号を繰り返し、周波数誤差を調整する。１回目のデータ復号の際に位相回転部１２１に設定される位相回転量をｂ１_１とし、１シンボル時間（すなわち受信シンボル点の取り出し時間間隔）をＴｓとすると、ｉ回目（すなわち２回目以降）のデータ復号の際に算出される位相回転量ｂ１_ｉは、以下の式（３）で表すことができる。なお、１シンボル時間Ｔｓの逆数が送信側から送信される信号（すなわち受信信号）をサンプリングするサンプリング周波数となる。
ｂ１_ｉ＝ｂ１_１＋２π×ΣｆＣ_ｉ－１×Ｔｓ ・・・（３）

【0037】

このように、第１復号部１２は、ｉ回目の受信シンボル点の取り出しの際（すなわちデータ復号の際）に、１回目のデータ復号の際に設定される位相回転量及び２回目からｉ－１回目までのデータ復号の際に回転量算出部１２９で算出された位相回転量を反映させることができる。これにより、デジタル受信装置１は、送信側から送信されたデータの復号の精度を向上させることができる。

【0038】

（第２復号部の構成）
図３に示すように、第２復号部１３は、第１復号部１２に設けられた位相回転部１２１から復号判定部１２７までの構成とほぼ同様の構成を有している。すなわち、第２復号部１３に設けられた位相回転部１３１は、位相回転量ではなく擬似同期用回転量（詳細は後述）を用いてＩデータＤｉ及びＱデータＤｑの位相を調整する点を除いて、第１復号部１２に設けられた位相回転部１２１と同様の構成を有し、同様の機能を発揮する。

【0039】

第２復号部１３に設けられたローパスフィルタ１３２は、第１復号部１２に設けられたローパスフィルタ１２２と同様の構成を有し、同様の機能を発揮する。第２復号部１３に設けられたローパスフィルタ１３３は、第１復号部１２に設けられたローパスフィルタ１２３と同様の構成を有し、同様の機能を発揮する。第２復号部１３に設けられたシンボルクロック再生部１３４は、第１復号部１２に設けられたシンボルクロック再生部１２４と同様の構成を有し、同様の機能を発揮する。

【0040】

第２復号部１３に設けられたシンボル点取出部１３５は、周波数補正量算出部１２８に受信シンボル点を出力しない点を除いて、第１復号部１２に設けられたシンボル点取出部１２５と同様の構成を有し、同様の機能を発揮する。第２復号部１３に設けられたシンボル点取出部１３６は、周波数補正量算出部１２８に受信シンボル点Ｙｋ２を出力しない点を除いて、第１復号部１２に設けられたシンボル点取出部１２６と同様の構成を有し、同様の機能を発揮する。第２復号部１３に設けられた復号判定部１３７は、復号したビット系列を第２データＤ２として誤り訂正復号処理部１５に出力しない点を除いて、第１復号部１２に設けられた復号判定部１２７と同様の構成を有し、同様の機能を発揮する。

【0041】

図３に示すように、第２復号部１３は、擬似同期状態におけるキャリア周波数である擬似同期周波数の位相回転量を、周波数補正量を基に算出する擬似同期用回転量算出部１３９を有している。ここで、以下、「擬似同期状態におけるキャリア周波数である擬似同期周波数の位相回転量」を「擬似同期位相回転量」と称する場合がある。擬似同期用回転量算出部１３９には、第１復号部１２に設けられた周波数補正量算出部１２８で算出された周波数補正量が入力されるようになっている。擬似同期用回転量算出部１３９は、周波数補正量算出部１２８から入力される周波数補正量の正負に応じて異なる擬似同期位相回転量を算出する。擬似同期用回転量算出部１３９は、周波数補正量算出部１２８から入力される周波数補正量が例えば正の値の場合には、「－１／（４×Ｔｓ）Ｈｚ」に相当する値を当該周波数補正量に加算して擬似同期位相回転量を算出する。また、擬似同期用回転量算出部１３９は、周波数補正量算出部１２８から入力される周波数補正量が例えば負の値の場合には、「＋１／（４×Ｔｓ）Ｈｚ」に相当する値を当該周波数補正量に加算して擬似同期位相回転量を算出する。

【0042】

位相回転部１３１は、復調部１１に設けられたＡ／Ｄ変換器１１６，１１７から入力されるＩデータＤｉ及びＱデータＤｑを、擬似同期用回転量算出部１３９から入力される位相回転量だけ位相調整する。また、第２復号部１３は、擬似同期用回転量算出部１３９で算出される擬似同期位相回転量をＩデータＤｉ及びＱデータＤｑに累積しながら、復調部１１から入力されるＩデータＤｉ及びＱデータＤｑの復号を繰り返し、擬似同期用に周波数誤差を調整する。１回目のデータ復号の際に位相回転部１３１に設定される擬似同期位相回転量をｂ２_１とし、「１／（４×Ｔｓ）Ｈｚ」に相当する値をβとすると、ｉ回目（すなわち２回目以降）のデータ復号の際に算出される擬似同期位相回転量ｂ２_ｉは、以下の式（４）及び式（５）で表すことができる。
ｂ２_ｉ＝ｂ２_１＋（２π×ΣｆＣ_ｉ－１×Ｔｓ）－β ・・・（４）
ｂ２_ｉ＝ｂ２_１＋（２π×ΣｆＣ_ｉ－１×Ｔｓ）＋β ・・・（５）

【0043】

式（４）は、周波数補正量が例えば正の値の場合の擬似同期位相回転量ｂ２_ｉを算出するための式である。式（５）は、周波数補正量が例えば負の値の場合の擬似同期位相回転量ｂ２_ｉを算出するための式である。

【0044】

したがって、擬似同期用回転量算出部１３９が算出する擬似同期位相回転量ｂ２_ｉは、回転量算出部１２９が算出する位相回転量ｂ１_ｉに対して位相が９０度または－９０度となる。このため、位相回転部１３１において位相調整されて出力されるＩデータＤｉは、位相回転部１２１において位相調整されて出力されるＩデータＤｉに対して位相が９０度シフトしたデータとなる。同様に、位相回転部１３１において位相調整されて出力されるＱデータＤｑは、位相回転部１２１において位相調整されて出力されるＱデータＤｑに対して位相が９０度シフトしたデータとなる。

【0045】

また同様に、シンボルクロック再生部１３４において再生されるシンボルクロック信号は、シンボルクロック再生部１２４において再生されるシンボルクロック信号に対して位相が９０度ずれた信号となる。

【0046】

また同様に、シンボル点取出部１３５において取り出される受信シンボル点Ｘｋ２は、シンボル点取出部１２５において取り出される受信シンボル点Ｘｋ１に対して位相が９０度ずれた値となる。同様に、シンボル点取出部１３６において取り出される受信シンボル点Ｙｋ２は、シンボル点取出部１２６において取り出される受信シンボル点Ｙｋ１に対して位相が９０度ずれた値となる。したがって、図１及び図２に示すＱＰＳＫのコンスタレーションにおいて、受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）に基づく受信シンボル位置と、受信シンボル点（Ｘｋ２，Ｙｋ２）に基づく受信シンボル位置とは、π／２（９０度）の位相差を持つ。

【0047】

復号判定部１３７は、受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）が存在する象限に設定された正規シンボル位置からビット系列を復号する。復号判定部１３７は、復号したビット系列を第２データＤ２として同期検出部１４に出力する。上述のとおり、受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）は、受信シンボル点（Ｘｋ２，Ｙｋ２）に対して位相が９０度ずれている。このため、復号判定部１３７から出力される第２データＤ２は、復号判定部１２７から出力される第１データＤ１に対して位相が９０度シフトしたデータとなる。

【0048】

また、擬似同期位相回転量ｂ２_１は、位相回転量ｂ１_１に対して位相が９０度シフトした値に設定される。このため、デジタル受信装置１は、第１復号部１２である第１受信パスＰ１及び第２復号部１３である第２受信パスＰ２において、位相が互いに９０度ずれたデータを用いて１回目のデータ復号を実行することができる。

【0049】

（同期検出部の構成）
デジタル受信装置１は、送信側から送信される信号に含まれるユニークワードを用いて、ローカル発振器１１２が発振するローカル信号の周波数と受信信号のキャリア周波数との周波数誤差を調整するようになっている。また、デジタル受信装置１は、連続して複数回送信されるユニークワードを用いて当該周波数誤差を調整する。

【0050】

同期検出部１４は、ユニークワードが含まれる受信信号である特定信号が復調部１１で復調されたＩ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑを基に第１復号部１２で復号された第１データＤ１、及び当該特定信号が復調部１１で復調されたＩ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑを基に第２復号部１３で復号された第２データのいずれかに含まれるユニークワードを検出して、第１復号部１２または第２復号部１３のいずれかが同期したことを検出するように構成されている。

【0051】

デジタル受信装置１を含むデジタル送受信システムでは、デジタル受信装置１は、送信側から送信されるユニークワードと同一のユニークワードを同期検出部１４に記憶している。このため、同期検出部１４は、第１復号部１２及び第２復号部１３で復号されたそれぞれの復号データと、記憶しているユニークワードとを比較してユニークワードとの相関即ち、一致度によって同期したことを検出することができる。ユニークワードは、例えば所定の文字列を複数ビットで表した構成を有している。

【0052】

同期検出部１４は、第１復号部１２で復号された第１データＤ１を表すビット系列と、記憶しているユニークワードを表すビット系列とを比較し、その一致度で同期検出の有無を判定する。また、同期検出部１４は、第２復号部１３で復号された第２データＤ２を表すビット系列と、記憶しているユニークワードを表すビット系列との一致度で同期検出をしたか否かを判定する。同期検出の有無の判定は、例えば、２０ビットのユニークワードならば、そのうち１６ビット(８割)以上が一致していれば同期検出したと判定し、それ未満の場合は同期検出していないと判定する。

【0053】

同期検出部１４は、第１復号部１２及び第２復号部１３のうち、同期検出できた方の復号部の同期情報Ｉｍを周波数補正量算出部１２８に出力する。周波数補正量算出部１２８は、同期検出部１４から入力される同期情報Ｉｍが第１復号部１２で復号された第１データＤ１から同期検出した情報の場合には、Ｉ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに基づく周波数誤差を周波数補正量として算出する。一方、周波数補正量算出部１２８は、同期検出部から１４入力される同期情報Ｉｍが第２復号部１３で復号された第２データＤ２から同期検出した情報の場合には、Ｉ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに基づく周波数誤差を擬似同期周波数の位相回転量で補正して周波数補正量を算出する。受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）は、Ｉ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに所定の処理を施して得られる。つまり、受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）は、Ｉ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに基づく信号である。このため、周波数補正量算出部１２８が受信シンボル点（Ｘｋ１，Ｙｋ１）を用いて算出する周波数誤差が、Ｉ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに基づく周波数誤差を表す。

【0054】

第１復号部１２及び第２復号部１３で復号された第１データＤ１及び第２データＤ２のうち、第１データＤ１の方がユニークワードとの一致度が高い場合、デジタル受信装置１は、正規同期状態にあり、擬似同期状態ではない。このため、同期検出部１４から第１復号部１２で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍが周波数補正量算出部１２８に出力されると、その後に同期検出部１４から第２復号部１３で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍが周波数補正量算出部１２８に出力されるまで、第１受信パスＰ１は、正規周波数でロックした状態となる。

【0055】

一方、第１復号部１２及び第２復号部１３で復号された第１データＤ１及び第２データＤ２のうち、第２データＤ２の方がユニークワードとの一致度が高い場合、デジタル受信装置１は、擬似同期状態にある。このため、同期検出部１４から第２復号部１３で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍが周波数補正量算出部１２８に出力されると、その後に同期検出部１４から第１復号部１２で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍが周波数補正量算出部１２８に出力されるまで、第１受信パスＰ１は、擬似同期周波数でロックした状態となる。

【0056】

このように、デジタル受信装置１は、第１受信パスＰ１が正規周波数でロックしている場合には、擬似同期周波数の位相回転量で補正されていない周波数誤差に基づく位相回転量を用いてＩデータＤｉ及びＱデータＤｑの位相を回転した後にデータを復号する。一方、デジタル受信装置１は、第１受信パスＰ１が擬似同期周波数でロックしている場合には、周波数誤差を擬似同期周波数の位相回転量で補正した位相回転量を用いてＩデータＤｉ及びＱデータＤｑの位相を回転した後にデータを復号する。このため、デジタル受信装置１は、前回（例えばｉ－１回目）のデータ復号において第１受信パスＰ１がロックしている周波数が正規周波数及び擬似同期周波数のいずれであっても、次回（例えばｉ回目）のデータ復号では第１受信パスＰ１を正規周波数にロックすることができる。

【0057】

デジタル受信装置１では、前回（例えばｉ－１回目）のデータ復号において第１受信パスＰ１が擬似同期周波数でロックしている場合に、次回（例えばｉ回目）のデータ復号では第１受信パスＰ１を正規周波数でロックすることができる。しかしながら、デジタル受信装置１には、何らかの不具合によって、次回（例えばｉ回目）のデータ復号において第１受信パスＰ１が正規周波数でロックしない場合も生じ得る。この場合、同期検出部１４は、第１受信パスＰ１が正規同期周波数でロックした状態（すなわち第１復号部１２が正規同期状態）となるまで、ユニークワードを検出（同期検出）を実行するたびに同期情報Ｉｍを周波数補正量算出部１２８に出力するように構成されている。これにより、デジタル受信装置１は、第１復号部１２を擬似同期状態から正規同期状態に最終的に移行できる。

【0058】

デジタル受信装置１における同期検出が完了するまでは、第１復号部１２から出力される第１データＤ１には誤りが含まれる可能性がある。しかしながら、デジタル受信装置１は、第１復号部１２の後段の設けられた誤り訂正復号処理部１５によって第１データＤ１に誤りが検出された場合には、当該第１データＤ１を無効データとして破棄することができる。このため、デジタル受信装置１は、同期検出が完了していない状態において、誤りを含む第１データＤ１が後段に設けられた所定装置（不図示）に出力されることを防止できる。

【0059】

＜デジタル受信装置の動作＞
次に、本実施形態によるデジタル受信装置の動作例について図３を再び用いて説明する。以下、ローカル信号及びキャリア信号の同期検出を例にとってデジタル受信装置１の動作例を説明する。

【0060】

例えば、ユニークワードを含む受信信号のｉ－１回目のデータ復号において、第１受信パスＰ１が正規周波数でロックしたとする。この場合、同期検出部１４は、復号判定部１２７から入力される第１データＤ１の方が復号判定部１３７から入力される第２データＤ２よりもユニークワードとの一致度が高いことで同期検出する。このため、同期検出部１４は、第１復号部１２で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍを周波数補正量算出部１２８に出力する。

【0061】

周波数補正量算出部１２８は、シンボル点取出部１２５から入力される受信シンボル点Ｘｋ１及びシンボル点取出部１２６から入力される受信シンボル点Ｙｋ１から得られる受信シンボル位置と、正規シンボル位置とに基づいて、ローカル信号の周波数と受信信号のキャリア周波数との周波数誤差Δｆ_ｉ－１を検出する。周波数補正量算出部１２８は、上述の式（２）に基づいて周波数補正量ｆＣ_ｉ－１を算出する。周波数補正量算出部１２８は、第１復号部１２で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍを受信しており、式（２）中の擬似同期周波数の位相回転量αはゼロとなるので、検出した当該周波数誤差Δｆ_ｉ－１を周波数補正量ｆＣ_ｉ－１として回転量算出部１２９及び擬似同期用回転量算出部１３９に出力する。

【0062】

回転量算出部１２９は、上述の式（３）に基づいて、位相回転量ｂ１_ｉ－１を算出して位相回転部１２１に出力する。位相回転部１２１は、回転量算出部１２９から入力される位相回転量ｂ１_ｉ－１を基に、復調部１１から入力されるＩデータＤｉ及びＱデータＤｑのそれぞれの位相を調整する。第１復号部１２は、位相回転部１２１で位相調整されたＩデータＤｉ及びＱデータＤｑを用いて、ｉ回目のデータ復号を実行する。

【0063】

一方、擬似同期用回転量算出部１３９は、上述の式（４）及び式（５）に基づいて、擬似同期位相回転量ｂ２_ｉ－１を算出して位相回転部１３１に出力する。位相回転部１３１は、擬似同期用回転量算出部１３９から入力される擬似同期位相回転量ｂ２_ｉ－１を基に、復調部１１から入力されるＩデータＤｉ及びＱデータＤｑのそれぞれの位相を調整する。第２復号部１３は、位相回転部１３１で位相調整されたＩデータＤｉ及びＱデータＤｑを用いて、ｉ回目のデータ復号を実行する。

【0064】

ｉ回目のデータ復号において、第１データＤ１の方が第２データＤ２よりもユニークワードとの一致度が高いことで同期検出部１４が同期検出したとする。この場合、デジタル受信装置１は、ｉ－１回目のデータ復号処理と同様に動作する。ｉ回目のデータ復号の際に、第１受信パスＰ１は、正規周波数でロックしている状態であるため、周波数補正量算出部１２８において周波数誤差Δｆ_ｉに擬似同期周波数の位相回転量αの補正が行われない。このため、ｉ＋１回目のデータ復号の際も、第１受信パスＰ１は正規周波数でロックした状態であり、第１復号部１２は正規同期状態となる。

【0065】

一方、ｉ回目のデータ復号において、第２データＤ２の方が第１データＤ１よりもユニークワードとの一致度が高いことで同期検出部１４が同期検出したとする。この場合、同期検出部１４は、第２復号部１３で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍを周波数補正量算出部１２８に出力する。

【0066】

周波数補正量算出部１２８は、シンボル点取出部１２５から入力される受信シンボル点Ｘｋ１及びシンボル点取出部１２６から入力される受信シンボル点Ｙｋ１から得られる受信シンボル位置と、正規シンボル位置とに基づいて、ローカル信号の周波数と受信信号のキャリア周波数との周波数誤差Δｆ_ｉを検出する。周波数補正量算出部１２８は、上述の式（２）に基づいて周波数補正量ｆＣ_ｉを算出する。周波数補正量算出部１２８は、第２復号部１３で同期検出したことを示す同期情報Ｉｍを受信しており、式（２）中のαは９０度の位相に対応する擬似同期周波数の位相回転量αとなる。このため、周波数補正量算出部１２８は、検出した当該周波数誤差Δｆ_ｉに位相回転量αを加算又は減算して算出した周波数補正量ｆＣ_ｉを回転量算出部１２９及び擬似同期用回転量算出部１３９に出力する。

【0067】

回転量算出部１２９は、上述の式（３）に基づいて、位相回転量ｂ１_ｉを算出して位相回転部１２１に出力する。位相回転部１２１は、回転量算出部１２９から入力される位相回転量ｂ１_ｉを基に、復調部１１から入力されるＩデータＤｉ及びＱデータＤｑのそれぞれの位相を調整する。第１復号部１２は、位相回転部１２１で位相調整されたＩデータＤｉ及びＱデータＤｑを用いて、ｉ＋１回目のデータ復号を実行する。ｉ回目のデータ復号の際に、第１受信パスＰ１は、擬似同期周波数にロックしている状態であるが、周波数補正量算出部１２８において周波数誤差Δｆ_ｉに擬似同期周波数の位相回転量αの補正が行われている。このため、ｉ＋１回目のデータ復号の際には、第１復号部１２正規周波数にロックした状態であり、第１復号部１２は正規同期状態となる。

【0068】

一方、擬似同期用回転量算出部１３９は、上述の式（４）及び式（５）に基づいて、擬似同期位相回転量ｂ２_ｉを算出して位相回転部１３１に出力する。位相回転部１３１は、擬似同期用回転量算出部１３９から入力される擬似同期位相回転量ｂ２_ｉを基に、復調部１１から入力されるＩデータＤｉ及びＱデータＤｑのそれぞれの位相を調整する。第２復号部１３は、位相回転部１３１で位相調整されたＩデータＤｉ及びＱデータＤｑを用いて、ｉ＋１回目のデータ復号を実行する。

【0069】

このように、デジタル受信装置１は、ｉ－１回目のデータ復号における第１復号部１２（すなわち第１受信パスＰ１）が正規周波数及び擬似同期周波数のいずれにロックしていたとしても、第１復号部１２（すなわち第１受信パスＰ１）を正規周波数にロックした状態でｉ回目のデータ復号を実行することができる。

【0070】

＜デジタル受信装置の効果＞
次に、本実施形態によるデジタル受信装置の効果について、図３を参照しつつ図４を用いて説明する。図４は、デジタル受信装置において復号過程のデータ（位相回転部１２１，１３１から出力されたデータに相当する）の周波数帯域ＦＢａと、復号部（第１復号部１２及び第２復号部１３に相当する）に設けられたローパスフィルタ（ローパスフィルタ１２２、１２３，１３２，１３３に相当する）の周波数帯域ＦＢｂとを模式的に示す図である。図４（ａ）は、データの周波数帯域ＦＢａと、ローパスフィルタの周波数帯域ＦＢｂとが重なっている状態を模式的に示す図である。図４（ｂ）は、データの周波数帯域ＦＢａがローパスフィルタの周波数帯域ＦＢｂに対して正側にΔｆだけずれた状態を模式的に示す図である。図４（ｃ）は、データの周波数帯域ＦＢａがローパスフィルタの周波数帯域ＦＢｂに対して負側にΔｆだけずれた状態を模式的に示す図である。

【0071】

本実施形態によるデジタル受信装置１の効果を説明する前に、従来技術の問題点について詳細に説明する。
特許文献１に記載されたデジタル受信装置（以下、「従来のデジタル受信装置」と称すｒ）は、復号部が正規周波数にロックしている場合は、復号判定部で復号したデータと正規ユニークワードとの相関を取って通常の同期検出を行うことが可能である。一方、従来のデジタル受信装置は、復号部が擬似同期周波数でロックしている場合、復号データと正規ユニークワードとの相関は取れないが、正規ユニークワードが擬似同期状態で変形された擬似同期変形ユニークワードと復号データとの相関が検出される。このため、従来のデジタル受信装置は、周波数誤差を±１／（４Ｔｓ）Ｈｚだけ補正することによって正しい周波数補正値へ変換し、復号部を正規周波数にロックさせることが可能となる。

【0072】

従来のデジタル受信装置は、周波数誤差を補正した後にローパスフィルタを通過する構成となっている。本実施形態におけるローパスフィルタ１２２，１２３，１３２，１３３と同様に、このローパスフィルタは、システム全体でナイキスト特性を得るために、例えばルートナイキストフィルタで構成される。さらに、このローパスフィルタは、周波数帯域外のチャネルや雑音の除去も合わせて達成するために一般に、復号されるデータの信号帯域とほぼ同じ帯域幅で急峻なフィルタ特性になるように設計されている。そのため、デジタル受信装置では、このローパスフィルタの前段で精度よく周波数誤差を補正しておく必要がある。

【0073】

周波数補正後の信号に依然として周波数誤差Δｆが含まれる場合、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、信号の周波数帯域は、周波数軸上を周波数誤差Δｆだけシフトした状態となる。これにより、信号の周波数帯域の中心周波数とローパスフィルタの周波数帯域の中心周波数とが一致しなくなる。信号の周波数帯域のうちのローパスフィルタの周波数帯域に重なっていない帯域の信号成分は、ローパスフィルタで遮断されてしまう。その結果、ローパスフィルタを通過した後の信号は歪んでしまう。

【0074】

図４（ａ）に示すように、従来のデジタル受信装置は、復号部が正規周波数でロックしている場合には、ローパスフィルタの周波数帯域の中心周波数と、周波数誤差を補正した後の信号の周波数帯域の中心周波数とが一致する。このため、ローパスフィルタを通過した後の信号は、ほとんど歪まない。一方、従来のデジタル受信装置は、復号部が擬似同期周波数にロックしている場合には、周波数誤差を補正した後の信号の周波数帯域の中心周波数が正規周波数の周波数帯域の中心周波数に対して±１／（４Ｔｓ）Ｈｚの周波数誤差が含まれている状態となる。このため、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、ローパスフィルタの周波数帯域の中心周波数に対して周波数帯域の中心周波数がΔｆ＝±１／（４Ｔｓ）Ｈｚずれた信号がローパスフィルタを通過する。このため、ローパスフィルタを通過した後の信号は歪んでしまう。

【0075】

従来のデジタル受信装置は、復号部が正規周波数でロックした状態では、ローパスフィルタを通過してもほとんど歪まない信号に対して同期の検出を行うことになる。一方、従来のデジタル受信装置は、復号部が擬似同期周波数でロックした状態では、ローパスフィルタを通過することによって歪んだ信号に対して擬似同期の検出を行うことになる。このため、従来のデジタル受信装置では、復号部が擬似同期周波数でロックした状態の擬似同期の検出精度は、復号部が正規周波数でロックした状態で同期の検出精度よりも劣化してしまう。このように、従来のデジタル受信装置は、復号部がロックする周波数に応じて同期検出の精度が低下する場合があるという問題を有している。

【0076】

これに対し、本実施形態によるデジタル受信装置１では、第１受信パスＰ１が正規周波数にロックしている場合、同期検出部１４は、第２復号部１３から入力される第２データＤ２よりも第１復号部１２から入力される第１データＤ１の方がユニークワードとの一致度が高く同期検出する。このため、同期検出部１４は、第１受信パスＰ１を同期検出したパスと判断する。この場合、図４（ａ）に示すように、第１受信パスＰ１における周波数補正後（すなわち、位相回転部１２１において位相回転した後）のＩデータＤｉ及びＱデータＤｑのそれぞれの周波数帯域の中心周波数とローパスフィルタ１２２，１２３のそれぞれの周波数帯域の中心周波数は、一致している。このため、第１受信パスＰ１に配置されたローパスフィルタ１２２を通過した後のＩデータＤｉ及びローパスフィルタ１２３を通過したＱデータＤｑはほとんど歪まない。これにより、デジタル受信装置１は高精度に同期検出を行うことができる。

【0077】

この場合の第２復号部１３（すなわち第２受信パスＰ２）は、擬似同期周波数でロックしている状態になる。このため、同期検出部１４は、第２受信パスＰ２から出力される第２データＤ２からユニークワードを検出しない。

【0078】

第１受信パスＰ１が擬似同期周波数でロックしている場合、第２受信パスＰ２は、擬似同期用回転量算出部１３９において擬似同期周波数に相当する周波数補正が行われているので、正規周波数でロックしている状態となる。このため、同期検出部１４は、第１復号部１２から入力される第１データＤ１よりも第２復号部１３から入力される第２データＤ２の方がユニークワードとの一致度が高いことを検出する。これにより、同期検出部１４は、第２受信パスＰ２を同期検出したパスと判定する。この場合、図４（ａ）に示すように、第２受信パスＰ２における周波数補正後（すなわち、位相回転部１３１において位相回転した後）のＩデータＤｉ及びＱデータＤｑのそれぞれの周波数帯域の中心周波数は、ローパスフィルタ１３２，１３３のそれぞれの周波数帯域の中心周波数に一致している。このため、ローパスフィルタ１３２を通過した後のＩデータＤｉ及びローパスフィルタ１３３を通過した後のＱデータＤｑは、ほとんど歪まない。これにより、デジタル受信装置１は、高精度に同期検出を行うことができる。

【0079】

このように、本実施形態によるデジタル受信装置１は、メインパスである第１受信パスＰ１が擬似同期周波数でロックしている場合でも、次のデータ復号においては第１受信パスＰ１が正規周波数でロックした状態でデータを復号することができる。また、デジタル受信装置１は、第１受信パスＰ１が擬似同期周波数にロックしている場合には、正規周波数でロックしている状態の第２受信パスＰ２が出力する第２データＤ２によって、ローカル信号とキャリア信号との同期検出を実行することができる。これにより、デジタル受信装置１は、メインパスである第１受信パスＰ１が正規周波数及び擬似同期周波数のいずれにロックしていても、ローカル信号とキャリア信号との同期検出を高精度に実行することができる。

【0080】

以上説明したように、本実施形態によるデジタル受信装置１は、受信信号を直交検波してＩ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに復調する復調部１１と、復調部１１で復調されたＩ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑを基にデータを復号する第１復号部１２と、復調部１１で復調されたＩ信号Ｓｉ及びＱ信号Ｓｑに対して擬似同期に相当する再生キャリア周波数の補正を行ってデータを復号する第２復号部１３と、第１復号部１２から入力される第１データＤ１と第２復号部１３から入力される第２データＤ２とのいずれか一方からユニークワードを検出する同期検出部１４とを備えている。

【0081】

このような構成を備えるデジタル受信装置１は、擬似同期の状態でも同期の確立を容易に行うことができる。

【0082】

本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
上記実施形態によるデジタル受信装置１は、ＲＦ信号で直交検波してＩ信号、Ｑ信号を分離しているが、ＲＦ信号を中間周波（ＩＦ）信号に変換後にＡ／Ｄ変換器し、アンダーサンプリングを行って直交検波を行なう構成でも良い。

【0083】

また、デジタル受信装置１に備えられた同期検出部１４は、第１受信パスＰ１が正規周波数にロックした状態（すなわち第１復号部１２が正規同期状態）になった後に、第１受信パスＰ１が擬似同期周波数でロックした状態（すなわち第１復号部１２が擬似同期状態）となるまで、同期情報Ｉｍを周波数補正量算出部１２８に出力しないように構成してもよい。これにより、デジタル受信装置１は、データ復号の処理負荷を低減することができる。

【0084】

また、デジタル受信装置１は、第１受信パスＰ１が正規同期周波数にロックした状態（すなわち第１復号部１２が正規同期状態）となった後は、第１受信パスＰ１が正規同期状態が解除されるまで、第２復号部１３の動作を停止してもよい。この場合例えば、デジタル受信装置１は、第２復号部１３の動作を停止した後に、ユニークワードを含む受信信号が復号された第１データＤ１のユニークワードとの相関が所定の閾値よりも低くなった（すなわち、ユニークワードとの一致度が所定の閾値よりも低くなった）場合に、第２復号部１３の動作を再開する。これにより、デジタル受信装置１は、データ復号の処理負荷を低減するとともに、同期検出の検出精度の低下を防止できる。

【0085】

また、上記実施形態では、ＱＰＳＫ変調で説明しているが、本発明は、ＤＱＰＳＫ、π／４シフトＤＱＰＳＫ等の４相ＰＳＫ変調信号に対しも有効である。

【符号の説明】

【0086】

１ デジタル受信装置
１１ 復調部
１２ 第１復号部
１３ 第２復号部
１４ 同期検出部
１５ 訂正復号処理部
１１１ アンテナ
１１２ ローカル発振器
１１３ ９０度移相器
１１４，１１５ ミキサ
１１６，１１７ Ａ／Ｄ変換器
１２１，１３１ 位相回転部
１２２，１２３，１３２，１３３ ローパスフィルタ
１２４，１３４ シンボルクロック再生部
１２５，１２６，１３５，１３６ シンボル点取出部
１２７，１３７ 復号判定部
１２８ 周波数補正量算出部
１２９ 回転量算出部
１３９ 擬似同期用回転量算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】