JP2000209293A - ディジタル変調波の復調回路 - Google Patents
ディジタル変調波の復調回路Info
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- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
路の引き込み特性等が劣化して受信機性能を劣化させ
る。 【解決手段】 PLLの引き込み時には、切換器18,
19は、ディジタル低域通過フィルタ8,9の出力を選
択する。PLLがロックしているときには、切換器1
8,19は、ディジタル低域通過フィルタ8,9の入力
を選択する。すなわち、ディジタル低域通過フィルタ
8,9を介さない信号を複素乗算器10に供給する。P
LLの引き込み動作時には、切換器22,23は、ディ
ジタル低域通過フィルタ20,21の入力を選択する。
すなわち、ディジタル低域通過フィルタ20,21を介
さない信号をPLLループに供給する。PLLがロック
しているときには、切換器22,23は、ディジタル低
域通過フィルタ20,21の出力を選択する。
Description
送等において用いられるディジタル変調波の復調回路に
関する。
音声信号の伝送では、変調方式として多値QAMや多相
PSKが用いられている。受信側では、多値QAMや多
相PSKによる変調波を復調するための復調回路が必要
とされる。図3は、従来のディジタルPLLキャリア再
生を用いたディジタル変調波の復調回路を示すブロック
図である。
相PSK)による変調波が入力される。入力されたn相
PSK変調波は、同相検波器2および直交検波器3に分
配される。同相検波器2には、局部発振器5から固定周
波数の局部発振信号が供給されている。また、直交検波
器3には、局部発振器5からの局部発振信号がπ/2位
相シフト回路4によって90度位相がずらされた信号が
供給されている。
力は、それぞれA−D変換器6,7に入力され、ディジ
タル信号に変換される。各ディジタル信号は、同一の周
波数伝達特性を持つディジタル低域通過フィルタ8,9
でスペクトル整形される。ディジタル低域通過フィルタ
8,9は、ディジタルデータ伝送における符号間干渉防
止に要求される伝達特性を有するフィルタであり、送信
側のフィルタと組み合わせたときに、いわゆるロールオ
フ特性が得られるように設計される。従って、ディジタ
ル低域通過フィルタ8,9の出力は、アイ開口率が十分
大きくなるようにスペクトル整形されている。
は分岐されてクロック再生回路32にも入力される。ク
ロック再生回路32は、信号中のシンボルタイミング成
分を抽出して、クロック信号を変換クロック信号として
A−D変換器6,7に供給する。
出力は複素乗算器10に入力される。複素乗算器10
は、中間周波数帯における周波数変換器の動作と全く同
じ動作をベースバンド帯で実現できる。複素乗算器10
の出力は、位相検波器11に入力される。位相検波器1
1は、入力信号と後述する数値制御発振器(NCO)1
5との位相差を検出する。
リア再生のためにループフィルタ12および加算器14
を介して数値制御発振器15の周波数制御端子に入力さ
れる。数値制御発振器15は、オーバフローを禁止しな
い累積加算回路で構成される。そして、周波数制御端子
に入力される信号の値に応じてそのダイナミックレンジ
までの加算動作を行うので発振状態となり、発振周波数
は加算器14の出力に応じて変化する。すなわち、数値
制御発振器15は、アナログ回路における電圧制御発振
器(VCO)と同じように動作する。ただし、発振周波
数は、VCOによる発振周波数よりも安定し、水晶を用
いたVCO(VCXO)以上の安定性と、VCXOでは
実現できない広い周波数可変範囲を有する。
回路13にも入力される。周波数誤差検出回路13は、
入力信号の周波数と所望の周波数との周波数誤差を検出
し、周波数誤差値を加算器14に出力する。加算器14
は、ループフィルタ12の出力値と周波数誤差値とを加
算する。
を有するデータ変換回路16およびコサイン特性を有す
るデータ変換回路17に入力される。データ変換回路1
6,17の出力は、複素乗算器10に入力される。複素
乗算器10を出て複素乗算器10に戻るループは、完全
ディジタル構成のPLLである。ここで、ループフィル
タ12に完全積分系を有する回路が含まれていれば、P
LLの周波数引き込み範囲は原理的に無限大である。
Q信号は、例えばビタビ復号を用いた復号器に供給され
る。復号器は、I,Q信号からデータ判定を行う。
構成が、特開平5−41717号公報等に記載されてい
る。特開平5−41717号公報にも記載されているよ
うに、図3に示されたような復調回路には、周波数離調
に対する問題がある。衛星通信や衛星放送では、衛星に
搭載された中継器内部の周波数変換器の安定性を高める
のが難しく、一般に大きな周波数離調を有する。従っ
て、図3に示された入力端子1に入力される信号の周波
数に離調が生ずる可能性がある。
波数シンセサイザ型のダウンコンバータは高価であるた
め、一般には安価な回路が用いられる。すると、受信機
におけるダウンコンバータでも周波数離調が発生する可
能性がある。例えば、12GHz帯を用いた衛星通信に
おける受信機の周波数ダウンコンバート2MHz程度の
誤差が生ずる可能性がある。
ムの中心周波数(キャリア周波数)がずれた値になる
と、局部発振器5からの局部発振信号は固定の周波数の
信号であるから、周波数ずれのために同相検波器2およ
び直交検波器3の検波出力のスペクトルは直流に対して
対象なスペクトルにならなくなる。同相検波器2および
直交検波器3の検波出力はディジタル低域通過フィルタ
8,9でスペクトル整形されるが、ディジタル低域通過
フィルタ8,9の特性は直流に対して対象であるため
に、周波数離調している分だけ信号のスペクトルが部分
的に削り取られる。すると、符号間干渉を防止するため
の伝達特性が満足されないことになる。その結果、アイ
開口率が低くなり符号誤り率が増大するという問題が生
ずる。
示すように、ディジタル低域通過フィルタ8,9を複素
乗算器10の後段に設置する構成が考えられる。図4に
示された構成によれば、周波数離調の影響が複素乗算器
10で除去されるので、信号のスペクトルが部分的に削
り取られることが防止される。
たようにディジタル低域通過フィルタ8,9を複素乗算
器10の後段に設置すると、PLLループ内にディジタ
ル低域通過フィルタ8,9が設置されたことになる。デ
ィジタル低域通過フィルタ8,9は一般にトランスバー
サルフィルタで構成されるので、伝達特性を向上させよ
うとすると数10タップを有する構成となる。すると、
PLL内に大きな遅延素子が挿入されたことになる。そ
の結果、フィードバック制御が不安定になってジッタ特
性やPLL引き込み特性が劣化するという問題が生ず
る。
ときであっても、受信機性能を劣化させることのないデ
ィジタル変調波の復調回路を提供することを目的とす
る。
平5−41718号公報にも同様の目的を有するディジ
タル変調波の復調回路が記載されているが、その構成
は、以下に詳述する本発明の構成とは異なっている。
変調波の復調回路は、入力信号を検波して得られた検波
出力をディジタル検波信号に変換し、ディジタル検波信
号を複素乗算器を含むディジタルPLLループに入力し
てPLLループの出力を復号器に供給するディジタル変
調波の復調回路であって、PLLループのロック状態で
はディジタル低域通過フィルタを複素乗算器の後段に接
続し位相引き込み時にはディジタル低域通過フィルタを
複素乗算器の前段に接続するフィルタ切換手段を備えた
構成である。
器の前段および後段にディジタル低域通過フィルタが設
けられ、フィルタ切換手段は、PLLループのロック状
態ではディジタル検波信号を複素乗算器に供給するとと
もに位相引き込み時には複素乗算器の前段に設けられて
いるディジタル低域通過フィルタの出力を複素乗算器に
供給する第1の切換器と、PLLループのロック状態で
は複素乗算器の後段に設けられているディジタル低域通
過フィルタの出力を選択するとともに位相引き込み時に
は複素乗算器の出力を選択する第2の切換器とを含むよ
うに構成されていてもよい。この場合には、複素乗算器
の前後段にディジタル低域通過フィルタが設置されてい
るので切替制御は容易である。
域通過フィルタと複素乗算器の前段に接続されるディジ
タル低域通過フィルタとは、1つのディジタル低域通過
フィルタで兼用され、フィルタ切換手段は、1つのディ
ジタル低域通過フィルタの切替接続を行うように構成さ
れていてもよい。この場合には、ディジタル低域通過フ
ィルタは1つしか用いられていないので回路規模の縮小
を図ることができコスト減につながる。なお、1つのデ
ィジタル低域通過フィルタとは、I,Q信号の双方をろ
波するフィルタを意味する。
プのロック状態ではディジタル検波信号を複素乗算器に
供給するとともに位相引き込み時にはディジタル低域通
過フィルタの出力を複素乗算器に供給する第1の切換器
と、PLLループのロック状態ではディジタル低域通過
フィルタの出力を選択するとともに位相引き込み時には
複素乗算器の出力を選択する第2の切換器と、PLLル
ープのロック状態では複素乗算器の出力をディジタル低
域通過フィルタに供給するとともに位相引き込み時には
ディジタル検波信号をディジタル低域通過フィルタに供
給する第3の切換器とを含むように構成されていてもよ
い。
れを検出する周波数誤差検出回路を備え、PLLループ
は、入力データに応じた周波数の信号を出力する数値制
御発振器と入力信号と数値制御発振器の出力の位相差を
検出して位相差情報を出力する位相検波器とを含み、さ
らに、位相差情報に周波数誤差検出回路による周波数ず
れを加算して数値制御発振器に供給する加算器を含むよ
うに構成されていてもよい。このような構成によれば、
周波数離調が甚だしい場合でも、PLLは安定して周波
数引き込みを行うことができる。
を参照して説明する。図1は、本発明によるディジタル
変調波の復調回路の一構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、この実施の形態では、図3に示され
た構成に対して、ディジタル低域通過フィルタ8,9と
複素乗算器10との間に切換器18,19が設けられて
いる。切換器18,19は、ディジタル低域通過フィル
タ8,9の入力と出力のうちのいずれかを選択して出力
する。また、PLLループ内の複素乗算器10の後段
に、ディジタル低域通過フィルタ20,21が設けら
れ、その後段に切換器22,23が設けられている。切
換器22,23は、ディジタル低域通過フィルタ20,
21の入力と出力のうちのいずれかを選択して出力す
る。さらに、位相検波器11の出力にもとづいて周波数
ロック状態を検出するロック検出回路31が設けられて
いる。
には、例えば、多相PSK(n相PSK)による変調波
が入力される。入力されたn相PSK変調波は、同相検
波器2および直交検波器3に分配される。同相検波器2
には、局部発振器5から固定周波数の局部発振信号が供
給されている。また、直交検波器3には、局部発振器5
からの局部発振信号がπ/2位相シフト回路4によって
90度位相がずらされた信号が供給されている。
力は、それぞれA−D変換器6,7に入力され、ディジ
タル信号に変換される。各ディジタル信号は、同一の周
波数伝達特性を持つディジタル低域通過フィルタ8,9
および切換器18,19に入力される。ディジタル低域
通過フィルタ8,9は入力信号のスペクトル整形を行
う。ディジタル低域通過フィルタ8,9の出力は分岐さ
れてクロック再生回路32にも入力される。クロック再
生回路32は、信号中のシンボルタイミング成分を抽出
して、クロック信号を変換クロック信号としてA−D変
換器6,7に供給する。なお、クロック再生回路32
は、複素乗算器10の出力を導入してもよい。
作時には、切換器18,19は、ディジタル低域通過フ
ィルタ8,9の出力を選択する。PLLの引き込み状態
であることは、ロック検出回路31からの制御信号で認
識される。この例では、引き込み動作時には制御信号が
ローレベルになる。PLLがロックしているときには、
切換器18,19は、ディジタル低域通過フィルタ8,
9の入力を選択する。すなわち、ディジタル低域通過フ
ィルタ8,9を介さない信号を複素乗算器10に供給す
る。ロックしていることは、ロック検出回路31からの
制御信号で認識される。この例では、ロック状態では制
御信号がハイレベルになる。
に入力される。複素乗算器10は、中間周波数帯におけ
る周波数変換器の動作と全く同じ動作をベースバンド帯
で実現できる。複素乗算器10の出力は、ディジタル低
域通過フィルタ20,21および切換器22,23に入
力される。
2,23は、ディジタル低域通過フィルタ20,21の
入力を選択する。すなわち、ディジタル低域通過フィル
タ20,21を介さない信号をPLLループに供給す
る。PLLがロックしているときには、切換器22,2
3は、ディジタル低域通過フィルタ20,21の出力を
選択する。
LLループ内に遅延要素となるディジタル低域通過フィ
ルタ20,21が存在しないことになる。よって、PL
L引き込み特性は従来の場合に比べて向上する。また、
周波数引き込み範囲も広くとれる。このとき、入力信号
はディジタル低域通過フィルタ8,9を通過しているの
で、入力信号は、アイ開口率が十分大きくなるようにス
ペクトル整形されている。
トル整形は、複素乗算器10の後段のディジタル低域通
過フィルタ20,21で実現される。よって、周波数ロ
ックしている状態では、周波数離調の影響が複素乗算器
10で除去されるので、信号のスペクトルが部分的に削
り取られることが防止され、正確なスペクトル整形が行
われる。なお、ディジタル低域通過フィルタ20,21
は、その特性がディジタル低域通過フィルタ8,9の特
性と同じになるように構成される。
に入力される。位相検波器11は、入力信号と数値制御
発振器(NCO)15との位相差を検出する。位相検波
器11からの位相差情報は、キャリア再生のためにルー
プフィルタ12および加算器14を介して数値制御発振
器15の周波数制御端子に入力される。数値制御発振器
15は、オーバフローを禁止しない累積加算回路で構成
される。そして、周波数制御端子に入力される信号の値
に応じてそのダイナミックレンジまでの加算動作を行う
ので発振状態となり、発振周波数は加算器14の出力で
変化する。
回路13にも入力される。入力信号の周波数と所望の周
波数との周波数誤差を検出し、周波数誤差値を加算器1
4に出力する。加算器14は、ループフィルタ12の出
力値と周波数誤差値とを加算する。周波数誤差値は、デ
ィジタルPLLの引き込み範囲内に収まるように、数値
制御発振器15に入力されるデータを補正するためのも
のである。周波数離調が甚だしい場合に入力信号をその
ままPLLループに供給するとPLLが周波数ロックで
きないことも考えられるが、この実施の形態では、加算
器14において周波数ずれが補正されるので、PLLは
安定して周波数引き込みを行うことができる。
らの位相差情報から、PLLの周波数ロック状態を検出
する。ロック状態であるならば制御信号をハイレベルに
し、位相引き込み状態であるならば制御信号をローレベ
ルにする。
を有するデータ変換回路16およびコサイン特性を有す
るデータ変換回路17に入力される。データ変換回路1
6,17の出力は、複素乗算器10に入力される。複素
乗算器10を出て複素乗算器10に戻るループは、完全
ディジタル構成のPLLである。また、A−D変換器
6,7以降の回路は全てディジタル信号処理で実現され
る。
Q信号は、例えばビタビ復号を用いた復号器に供給され
る。復号器は、I,Q信号からデータ判定を行う。
復調回路の他の構成例を示すブロック図である。図1に
示された構成では、複素乗算器10の前後にディジタル
低域通過フィルタ8,9およびディジタル低域通過フィ
ルタ20,21が設置されるので、回路規模が大きくな
りコスト増が生ずる。そこで、図2に示された実施の形
態では、ディジタル低域通過フィルタの数を低減するた
めの工夫が施されている。
構成に対して、ディジタル低域通過フィルタ8,9の前
後に切換器33,34および切換器18,19が設けら
れている。また、複素乗算器10の後段に切換器22,
23が設けられている。切換器33,34は、A−D変
換器6,7の出力と複素乗算器10の出力のうちのいず
れかを選択する。切換器18,19A−D変換器6,7
の出力とディジタル低域通過フィルタ8,9の出力のう
ちのいずれかを選択する。そして、切換器33,34
は、ディジタル低域通過フィルタ8,9の出力と複素乗
算器10の出力のうちのいずれかを選択する。また、位
相検波器11の出力にもとづいて周波数ロック状態を検
出するロック検出回路31が設けられている。
作時には、ロック検出回路31は、制御信号をローレベ
ルにする。この状態では、切換器33,34は、A−D
変換器6,7の出力を選択してディジタル低域通過フィ
ルタ8,9に出力する。また、切換器18,19は、デ
ィジタル低域通過フィルタ8,9の出力を選択する。さ
らに、切換器22,23は、複素乗算器10の出力を選
択する。従って、PLLループ内にはディジタル低域通
過フィルタが存在しないことになる。
に、PLLの引き込み動作時には、PLLループ内に遅
延要素となるディジタル低域通過フィルタ20,21が
存在しないことになる。よって、PLL引き込み特性は
従来の場合に比べて向上する。また、周波数引き込み範
囲も広くとれる。
31は、制御信号をハイレベルにする。この状態では、
A−D変換器6,7の出力は、切換器18,19を介し
て複素乗算器10に入力される。よって、複素乗算器1
0の前段の信号ルートにディジタル低域通過フィルタが
存在しないことになる。また、切換器33,34は複素
乗算器10の出力を選択し、切換器22,23はディジ
タル低域通過フィルタ8,9の出力を選択するので、デ
ィジタル低域通過フィルタ8,9はPLLループ内に存
在することになる。
に、スペクトル整形は、複素乗算器10の後段のディジ
タル低域通過フィルタ20,21で実現される。よっ
て、周波数ロックしている状態では、周波数離調の影響
が複素乗算器10で除去されるので、信号のスペクトル
が部分的に削り取られることが防止され、正確なスペク
トル整形が行われる。
タル変調波の復調回路を、PLLループのロック状態で
はディジタル低域通過フィルタを複素乗算器の後段に接
続し位相引き込み時にはディジタル低域通過フィルタを
複素乗算器の前段に接続するフィルタ切換手段を備えた
構成としたので、周波数離調が存在するときであって
も、受信機性能を劣化させることのないディジタル変調
波の復調回路を提供できる効果がある。
一構成例を示すブロック図である。
他の構成例を示すブロック図である。
ロック図である。
すブロック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 入力信号を検波して得られた検波出力を
ディジタル検波信号に変換し、ディジタル検波信号を複
素乗算器を含むディジタルPLLループに入力してPL
Lループの出力を復号器に供給するディジタル変調波の
復調回路において、 PLLループのロック状態ではディジタル低域通過フィ
ルタを前記複素乗算器の後段に接続し位相引き込み時に
は前記ディジタル低域通過フィルタを前記複素乗算器の
前段に接続するフィルタ切換手段を備えたディジタル変
調波の復調回路。 - 【請求項2】 複素乗算器の前段および後段にディジタ
ル低域通過フィルタが設けられ、 フィルタ切換手段は、PLLループのロック状態ではデ
ィジタル検波信号を複素乗算器に供給するとともに位相
引き込み時には前記複素乗算器の前段に設けられている
ディジタル低域通過フィルタの出力を前記複素乗算器に
供給する第1の切換器と、PLLループのロック状態で
は前記複素乗算器の後段に設けられているディジタル低
域通過フィルタの出力を選択するとともに位相引き込み
時には前記複素乗算器の出力を選択する第2の切換器と
を含む請求項1記載のディジタル変調波の復調回路。 - 【請求項3】 PLLループ内に接続されるディジタル
低域通過フィルタと複素乗算器の前段に接続されるディ
ジタル低域通過フィルタとは、1つのディジタル低域通
過フィルタで兼用され、 フィルタ切換手段は、前記1つのディジタル低域通過フ
ィルタの切替接続を行う請求項1記載のディジタル変調
波の復調回路。 - 【請求項4】 フィルタ切換手段は、 PLLループのロック状態ではディジタル検波信号を複
素乗算器に供給するとともに位相引き込み時にはディジ
タル低域通過フィルタの出力を前記複素乗算器に供給す
る第1の切換器と、 PLLループのロック状態では前記ディジタル低域通過
フィルタの出力を選択するとともに位相引き込み時には
前記複素乗算器の出力を選択する第2の切換器と、 PLLループのロック状態では複素乗算器の出力を前記
ディジタル低域通過フィルタに供給するとともに位相引
き込み時には前記ディジタル検波信号を前記ディジタル
低域通過フィルタに供給する第3の切換器とを含む請求
項3記載のディジタル変調波の復調回路。 - 【請求項5】 PLL出力周波数のロック周波数からの
ずれを検出する周波数誤差検出回路を備え、 PLLループは、入力データに応じた周波数の信号を出
力する数値制御発振器と、入力信号と数値制御発振器の
出力の位相差を検出して位相差情報を出力する位相検波
器とを含み、さらに、前記位相差情報に前記周波数誤差
検出回路による周波数ずれを加算して前記数値制御発振
器に供給する加算器を含む請求項1ないし請求項4記載
のディジタル変調波の復調回路。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP00993899A JP3404310B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | ディジタル変調波の復調回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00993899A JP3404310B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | ディジタル変調波の復調回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000209293A true JP2000209293A (ja) | 2000-07-28 |
| JP3404310B2 JP3404310B2 (ja) | 2003-05-06 |
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| JP00993899A Expired - Fee Related JP3404310B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | ディジタル変調波の復調回路 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3404310B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2004242324A (ja) * | 2003-02-05 | 2004-08-26 | Samsung Electronics Co Ltd | デジタルtv受信システムの復調回路及び復調方法 |
| US7263059B2 (en) | 2002-01-22 | 2007-08-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | High-frequency receiving apparatus having wide frequency pull-in range |
| JP2008283382A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 信号処理装置 |
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1999
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