JP2000253090A - デジタルコスタスループ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＲＯＭの容量を削減する。 【解決手段】 アドレス変換回路１１により、Ｉ’信
号、Ｑ’信号のサインビットに応じて、第１、３または
２、４象限のいずれに位置するかを示す変換制御信号
と、第１象限における位置を表すアドレスＡに変換す
る。アドレスＡに応じて位相ＲＯＭ１２より、位相デー
タの絶対値についてのデータを得、これをデータ変換回
路１３において０〜２πにおける位相差データに変換す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル位相復調
回路に用いられ、直交検波して得たデジタル複素信号か
らキャリア成分を除去するデジタルコスタスループ回
路、特にこの回路に内蔵されるＲＯＭ容量の削減に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】デジタル位相復調回路を含むデジタル受
信機におけるフロントエンド部の一般的な構成を図３に
示す。なお、このようなデジタル受信機は、デジタルテ
レビ衛星放送の受信などに利用される。

【０００３】デジタル受信機におけるフロントエンド部
では、アンテナ３１によって受信した信号をチューナ３
２により任意の中間周波信号（ＩＦ信号）にダウンコン
バートする。次に、直交検波回路３３にて直交検波し、
ベースバンドのアナログＩ信号（Ｉ_Ａ）、Ｑ信号
（Ｑ_Ａ）を得る。このアナログＩ信号、Ｑ信号は、ＡＤ
コンバータ３４によりデジタルＩ信号（Ｉ_Ｄ）、Ｑ信号
（Ｑ_Ｄ）に変換されナイキストフィルタ３５に入力され
る。ナイキストフィルタ３５は、不要な高周波成分を除
去するとともに符号間干渉を防止するためのフィルタ処
理を行う。

【０００４】ここで、直交検波回路３３にて直交信号成
分を生成する際、完全なキャリアの同期検波が行われな
いと、ベースバンドのアナログＩ信号、Ｑ信号およびデ
ジタルＩ信号、Ｑ信号にキャリア成分が残留する。この
残留したキャリア成分を除去するためにデジタルコスタ
スループ回路３６を有しており、このデジタルコスタス
ループ回路によって、残留キャリア成分が除去されたデ
ジタルＩ’信号（Ｉ’ _Ｄ）、Ｑ’信号（Ｑ’_Ｄ）が得ら
れる。

【０００５】デジタルコスタスループ回路３６は、複素
乗算回路３６１と残留キャリア成分を含むデジタルＩ’
信号、Ｑ’信号から残留キャリア成分を位相差成分とし
て検出し、その位相差成分をうち消すための制御信号Θ
を出力するキャリア位相差検出回路３６２と、制御信号
Θをアドレス入力としてそのアドレス値に対応したサイ
ン（ｓｉｎ）データ及びコサイン（ｃｏｓ）データの値
を前記複素乗算回路３６１に出力するＲＯＭ３６３で構
成される。

【０００６】そして、複素乗算回路３６１では、 Ｉ’＝ Ｉ×ｃｏｓΘ−Ｑ×ｓｉｎΘ Ｑ’＝ Ｉ×ｓｉｎΘ＋Ｑ×ｃｏｓΘ の演算が行われ、残留キャリア成分が除去されたデジタ
ルＩ’信号、Ｑ’信号が得られる。

【０００７】このようにして、直交検波回路３３におい
て、完全な同期検波が行われなくても、デジタルコスタ
スループ回路によって、残留したキャリア成分を除去す
ることができ、受信したデジタルデータを復調すること
ができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、キャリア位相
誤差検出回路３６２は、複素乗算回路３６１の出力であ
るＩ’信号、Ｑ’信号をアドレスとして、位相差を出力
する位相ＲＯＭと、この位相ＲＯＭの出力から位相差を
算出する位相差算出回路と、算出した位相差を制御信号
Θに変換する制御信号変換回路からなっている。

【０００９】このように、位相ＲＯＭは、Ｉ’信号、
Ｑ’信号をアドレス入力としており、この入力に応じて
Ｔａｎ^−１（Ｑ’／Ｉ’）を出力する。すなわち、図４
に示すような構成を有しており、Ｉ’信号、Ｑ’信号を
それぞれｍビット、位相ＲＯＭの出力データをｎビット
とすると、位相ＲＯＭは、（２ｍ×ｎ）ビットの容量を
必要とする。

【００１０】本発明の目的は、位相ＲＯＭの容量を削減
できるデジタルコスタスループ回路を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、デジタル複素
信号にサインデータ及びコサインデータを複素乗算する
複素乗算器と、この複素乗算器の出力のＩ信号及びＱ信
号からキャリア位相差成分を検出し、これに基づいた制
御信号を発生するキャリア位相差検出回路と、キャリア
位相差検出回路において発生された位相差データに基づ
いて、上記複素乗算器に供給するサインデータ及びコサ
インデータを発生するサインコサインデータ発生回路
と、を含み、直交検波して得たデジタル複素信号からキ
ャリア成分を除去するデジタルコスタスループ回路にお
いて、上記キャリア位相差検出回路は、上記Ｉ信号及び
Ｑ信号を変換制御信号と、アドレス信号とに変換するア
ドレス変換回路と、アドレス信号に応じて、位相データ
を出力する位相ＲＯＭと、この位相ＲＯＭから出力され
る位相データを上記変換制御信号に基づいて、上記位相
差データに変換するデータ変換回路と、を備えることを
特徴とする。

【００１２】このように、位相ＲＯＭに供給する信号を
位相差から得られる信号そのままとせず、変換信号とア
ドレス信号に分ける。例えば、Ｉ，Ｑ信号のＭＳＢを取
り去ることによって、Ｉ信号、Ｑ信号で特定される０〜
２πの座標は、１／４の範囲になる。一方、Ｉ，Ｑ信号
のＭＳＢは、第１〜４のいずれの象限に位置するかを示
す情報になる。そこで、位相ＲＯＭ自体は、１／４のデ
ータを用意しておき、第１象限の範囲の入力に対し位相
差を出力する。そして、Ｉ，Ｑ信号のＭＳＢからなる変
換制御信号により、位相ＲＯＭからの出力の符号を決定
することができる。この構成により、位相ＲＯＭの容量
を１／４にできる。

【００１３】従って、上記変換制御信号は、Ｉ信号及び
Ｑ信号のＭＳＢからなる２ビットに基づいて生成され、
上記位相ＲＯＭへのアドレス信号はＩ信号及びＱ信号の
残りのビットに基づいて生成されることが好適である。

【００１４】また、上記データ変換回路は、変換制御信
号に基づいて、位相差データの符号を変換することが好
適である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。

【００１６】本実施の形態のデジタルコスタスループ回
路において、複素乗算回路３６１、サインデータ及びコ
サインデータを出力するＲＯＭ３６３は、図３の従来例
と同様の構成を有している。そして制御信号Θを発生す
るためのキャリア位相誤差検出回路３６２、特にその中
の位相ＲＯＭの構成が異なっている。また、以下の説明
においては位相変復調方式のうちのＱＰＳＫに関しての
説明を行うが、他の位相変復調に関しても同様である。

【００１７】本実施の形態の位相ＲＯＭは、図１に示す
ように、アドレス変換回路１１と、位相ＲＯＭ１２と、
データ変換回路１３とからなっている。複素乗算回路３
６１から出力されるＩ’信号及びＱ’信号は、アドレス
変換回路１１に入力され、ここで、変換制御信号と、ア
ドレスＡに変換される。そして、アドレスＡは、位相Ｒ
ＯＭ１２に読み出しアドレスとして供給される。位相Ｒ
ＯＭ１２は、アドレスＡに応じて対応した位相差データ
の絶対値を出力する。データ変換回路１３は、位相差デ
ータの絶対値及び変換制御信号を受け入れ、位相差デー
タを出力する。

【００１８】ここで、Ｉ’信号及びＱ’信号のビット数
はｍ、アドレスＡのビット数は２（ｍ−１）、位相ＲＯ
Ｍ１２の出力のビット数はｎ、位相差データのビット数
はｎである。なお、変換制御信号は、Ｉ’信号及びＱ’
信号のＭＳＢの論理演算（排他的オア）により得られる
１ビットの信号である。

【００１９】このように、位相ＲＯＭ１２は、２（ｍ−
１）ビットのアドレスによって、ｎビットのデータを出
力するものであり、その容量は、（２^{２（ｍ−１）}×
ｎ）ビットの容量であり、図４の位相ＲＯＭ１２の１／
４（４分の１）の容量でよいことになる。

【００２０】次に、Ｉ’信号、Ｑ’信号のビット数をｍ
＝４ビット、位相ＲＯＭ１２の出力ビット数をｎ＝８ビ
ットとした場合の具体的構成例を図２に示す。

【００２１】まず、Ｉ’信号及びＱ’信号は、アドレス
変換回路１１に入力され、Ｉ’信号及びＱ’信号のＭＳ
Ｂが分離され排他的オア（ＥｘＯＲ）回路１１３に入力
される。残りの３ビットは、それぞれ絶対値変換回路１
１１に供給され、ここで正の値に変換される。本実施の
形態では、データを２の補数で取り扱っており、ＭＳＢ
は符号を表している。そして、絶対値変換回路におい
て、データを反転し１を加算することで、負のデータが
正のデータに変換される。

【００２２】絶対値変換回路１１１において、３ビット
ずつのデータを組み合わせ、６ビットのアドレスＡにす
る。このアドレスＡは位相ＲＯＭの読み出しアドレスで
あり、対応するデータが出力できればよいため、どのよ
うに組み合わせてもよいが、例えば、６ビットのうち上
位３ビットをＩ’信号の下位３ビット、下位ビット３ビ
ットをＱ’信号の下位３ビットとすることができる。

【００２３】位相ＲＯＭ１２は、このアドレス信号に対
応した位相データを出力する。例えば（Ｉ，Ｑ）＝（１
２，８）としたとき、この信号は、スペースダイアグラ
ムである図５に示すように、点ａとして表される。この
点ａは本来、点Ａの位置に復元されなければならないも
のであるが、残留するキャリア成分により点Ａからずれ
た点ａに復元される。この点Ａと点ａとの位相角差が、
すなわち残留キャリア成分であり、残留キャリア成分
（周波数成分）が位相成分に変換されて検出されること
となる。これを算出するのがデータ変換回路１３の位相
差算出回路１３１であり、位相ＲＯＭ１２から出力され
る位相データを位相差データに換算する。

【００２４】また、図５において、点ｂ（Ｉ，Ｑ）＝
（−１２，８）、点ｃ（Ｉ，Ｑ）＝（−１２，−８）、
点ｄ（Ｉ，Ｑ）＝（１２，−８）は、図２のアドレス変
換回路１１により点ａ（Ｉ，Ｑ）＝（１２，８）に写像
される。すなわち、点ａ，ｂ，ｃ，ｄと点Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄとの位相のズレは同じである。このことは図５のスペ
ースダイアグラムを見ると明らかである。ただし、この
ときの変換制御信号の値は、点ａ（ＩＭＳＢ，ＱＭＳ
Ｂ）＝（０，０）、点ｃ（ＩＭＳＢ，ＱＭＳＢ）＝
（１，１）では０、点ｂ（ＩＭＳＢ，ＱＭＳＢ）＝
（１，０）、点ｄ（ＩＭＳＢ，ＱＭＳＢ）＝（０，１）
では１となる。

【００２５】この変換制御信号の値は、位相差データの
符号を表すものである。すなわち、Ｉ’信号、Ｑ’信号
のＭＳＢは、それぞれのデータの符号を示しており、正
が０負が１であるため、図５において、第１象限にあれ
ば（０，０）、第２象限にあれば（１，０）、第３象限
にあれば（１，１）、第４象限にあれば（０，１）であ
る。そこで、ＥｘＯＲ回路１１３における出力は、第
１、第３象限において０、第２，第４象限において１と
なる。

【００２６】そして、位相ＲＯＭ１２から出力される位
相差データは、符号変換回路（１３２）において、変換
制御信号が０の時は無変換のまま、また変換制御信号が
１の時は、反転された位相差データとして次段に出力さ
れる。

【００２７】このようにして、従来ではアドレスが８ビ
ット：２５６×８ビットの位相ＲＯＭが必要なところ
を、アドレス６ビット：６４×８ビットの位相ＲＯＭで
従来と同等の機能を実現する事が可能となる。すなわ
ち、本発明によれば従来の１／４の位相ＲＯＭ容量で、
従来と同等の位相データを出力することが可能となる。

【００２８】

【発明の効果】本発明により、デジタルコスタスループ
回路における位相ＲＯＭの容量を削減することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明におけるＲＯＭの構成を表すブロック
図である。

【図２】 図１の構成をさらに具体的に表したブロック
図である。

【図３】 従来の一般的な位相復調回路の構成を表すブ
ロック図である。

【図４】 従来の位相ＲＯＭの構成を表すブロック図で
ある。

【図５】 本発明によるＱＰＳＫ信号点の動きを説明す
るスペースダイアグラムを示す図である。

【符号の説明】

１１ アドレス変換回路、１２ 位相ＲＯＭ、１３ デ
ータ変換回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル複素信号にサインデータ及びコ
   サインデータを複素乗算する複素乗算器と、この複素乗
   算器の出力のＩ信号及びＱ信号からキャリア位相差成分
   を検出し、これに基づいた制御信号を発生するキャリア
   位相差検出回路と、キャリア位相差検出回路において発
   生された位相差データに基づいて、上記複素乗算器に供
   給するサインデータ及びコサインデータを発生するサイ
   ンコサインデータ発生回路と、を含み、直交検波して得
   たデジタル複素信号からキャリア成分を除去するデジタ
   ルコスタスループ回路において、 上記キャリア位相差検出回路は、 上記Ｉ信号及びＱ信号を変換制御信号と、アドレス信号
   とに変換するアドレス変換回路と、 アドレス信号に応じて、位相データを出力する位相ＲＯ
   Ｍと、 この位相ＲＯＭから出力される位相データを上記変換制
   御信号に基づいて、上記位相差データに変換するデータ
   変換回路と、 を備えることを特徴とするデジタルコスタスループ回
   路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回路において、 上記変換制御信号は、Ｉ信号及びＱ信号のＭＳＢからな
   る２ビットに基づいて生成され、上記位相ＲＯＭへのア
   ドレス信号はＩ信号及びＱ信号の残りのビットに基づい
   て生成されることを特徴とするデジタルコスタスループ
   回路。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の回路において、 上記データ変換回路は、変換制御信号に基づいて、位相
   差データの符号を変換することを特徴とするデジタルコ
   スタスループ回路。