JP2002009853A - 受信装置 - Google Patents

受信装置

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JP2002009853A
JP2002009853A JP2000185800A JP2000185800A JP2002009853A JP 2002009853 A JP2002009853 A JP 2002009853A JP 2000185800 A JP2000185800 A JP 2000185800A JP 2000185800 A JP2000185800 A JP 2000185800A JP 2002009853 A JP2002009853 A JP 2002009853A
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sampling
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JP2000185800A
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Akio Yamamoto
昭夫 山本
Hironori Koami
宏典 小網
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 時分割でBPSK,QPSK,8PSK信号
が伝送されるデジタル衛星放送方式において良好なタイ
ミング再生特性を得る。 【解決手段】 TMCCとバーストがBPSK変調、主
信号がBPSK,QPSK,8PSKのいずれかで変調
された信号を受信し、I信号とQ信号を所定のサンプル
タイミングでA/D変換してディジタル信号In,Qn
を出力するA/Dコンバータ2I,2Qと、ディジタル
復調器4と、発振器5と、デコーダ6を有するディジタ
ル衛星放送受信機のタイミング再生装置3おいて、信号
のゼロクロス点を判定しIn信号,Qn信号が同時に符
号変化する場合に判定信号S31を出力するゼロクロス
判定手段31と、判定信号S31によりサンプリング点
の誤差を計算して誤差信号S33を出力する誤差計算手
段33と、誤差信号S33に基づいて位相制御信号S3
5を出力するフィルタ35とを備え、位相誤差をもとに
A/Dコンバータ2I,2Qのサンプルタイミングを補
正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル衛星放
送、地上放送、CATV等のディジタル放送を受信する
受信装置およびその受信装置に用いるタイミング再生装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル衛星放送システムの例とし
て、第1の文献である郵政省令第57号(官報号外第1
16号)および第2の文献である公開特許公報(特開平
7−143199号公報)に記載されたシステムが知ら
れている。第1の文献に記載されているディジタル衛星
放送信号は、時分割にTMCC信号(Transmission Mul
tiplexing Configuration Control,伝送多重制御信
号)、主信号、バースト信号が多重されたフレーム構成
をしている。ここで、TMCC信号およびバースト信号
は低C/Nでも安定受信が可能なBPSK(Binary Pha
se Shift Keying)変調を用いて変調され、一方、主信
号はBPSK,QPSK(Quaternary Phase Shift Key
ing),8PSK(8 Phase Shift Keying)変調のいず
れかを用いて変調される。
【0003】以下、第1の文献に記載されているディジ
タル衛星放送信号について図11、図12を用いて簡単
に説明する。図11にディジタル衛星放送のフレーム構
成と同期語配置を示す。衛星放送の1フレームは、伝送
制御情報を乗せたTMCC期間と主信号、バースト期間
よりなり、8フレームで1スーパフレームを構成する。
各フレームのTMCC期間には、同期語としてUW(un
ique word)が挿入されており、先頭部には各フレーム
共通のW1が、第1フレームのTMCC後部にはW2
が、第2〜第8フレームのTMCC後部にはW3がそれ
ぞれ配置されている。W1はフレーム同期検出用の同期
語であり、W2,W3はスーパフレーム同期検出用の同
期語であり、W2とW3は位相反転の関係にある。ま
た、W1,W2,W3は、それぞれ図11の下段に示す
20ビットの系列で与えられる。
【0004】TMCC期間はUWを含め192シンボ
ル、主信号、バースト期間は39744シンボルより構
成される。各期間の変調方式は、TMCC期間とバース
ト期間は耐雑音性能に優れたBPSKを用いて変調さ
れ、一方、主信号はBPSK、QPSK、8PSKで変
調される。
【0005】図12に、主信号、バースト期間の信号配
置の詳細図を示す。主信号は203シンボルを基本単位
とし、主信号203シンボルごとに4シンボルのバース
トシンボルを挿入する。このバーストシンボルは、同期
補助シンボルとなる。図12において、主信号が8PS
Kの場合は、4基本単位で1スロット(slot)とな
り、48スロット(slot)で1フレームを構成す
る。
【0006】次に、一般的なディジタル衛星放送受信シ
ステムについて図13、図14を用いて簡単に説明す
る。図13にディジタル衛星放送受信システムを示す。
衛星放送受信機は、パラボラアンテナ91、屋外コンバ
ータ92、受信機93、TV受像機98とから構成され
る。受信機93は、チューナ94、A/Dコンバータ9
5、ディジタル復調部96、デコーダ97より構成され
る。
【0007】次に、第2の文献を参考としたディジタル
復調部96の一般的な構成を図14に示す。ディジタル
復調部96は、複素乗算器961と、FIRフィルタ9
62と、AFC,PLLブロック963と、NCO96
4と、TMCC復調部965とを有して構成される。
【0008】チューナ部94で準同期検波された同相
(Inphase)信号Iおよび直交(Quadrat
ure)信号Qは、A/Dコンバータ95IおよびA/
Dコンバータ95Qでディジタル信号に変換され、複素
乗算器961で同期検波される。同期検波された信号
は、FIRフィルタ962を介した後、AFC,PLL
ブロック963にて位相誤差、周波数誤差を検出し、N
CO964を介して複素乗算器961に誤差信号をフィ
ードバックするとともに、タイミング誤差検出手段99
1でサンプルタイミング誤差検出を行い、タイミング生
成回路992を介してA/Dコンバータ95I,95Q
に誤差信号を帰還する。この後、同期検波された信号
は、デコーダ97の誤り訂正回路971において誤り訂
正を施して復号データを出力する。タイミング誤差検出
手段991とタイミング生成回路992でタイミング再
生装置を構成している。
【0009】図15に変調方式をQPSKとした場合の
受信アイパターン例を示す。横軸にシンボル時間をと
り、縦軸に受信信号レベルをとっている。本図におい
て、最適サンプリング点は118,119,120で示
した点であり、この点においてはシンボル間干渉が発生
していないことがわかる。この最適サンプリング点から
のサンプリング位相誤差を検出する手法として、ゼロク
ロス法が知られている。このゼロクロス法は、最適サン
プリング点118,119、120のほぼ中間点に受信
信号の符号が変化してゼロ点をクロスするゼロクロス点
121があることを利用してサンプリング位相誤差を検
出するものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ディジタル衛星放送で
は、図11および図12で示したように、時分割でTM
CC、主信号、バーストが多重され、TMCCおよびバ
ーストはBPSK変調され、主信号はBPSK,QPS
K,8PSKのいずれかで変調される。図16に8PS
K信号を受信した場合の受信アイパターンを示す。図1
5で述べたQPSKの場合と異なり、シンボル識別点1
22においてもゼロクロスが発生していることがわか
る。したがって、時分割でBPSK,QPSK,8PS
K信号が伝送されるディジタル衛星放送方式においてゼ
ロクロス法を用いてサンプリング位相誤差を検出するた
めには、シンボル識別点間で発生するゼロクロス点とシ
ンボル識別点で発生するゼロクロス点を明確に区別する
必要がある。この双方を区別しないと、正確な位相誤差
を得ることができない。
【0011】
【課題を解決するための手段】図17に8PSKの受信
シンボル点を示す。この図は、IQ位相平面上にプロッ
トしたシンボル点であり、図より受信シンボル点(識別
点)でゼロ点となっているのは、I軸上およびQ軸上の
受信点123,124,125,126である。これら
の点はQ=0の場合はI=+/−1であり、逆にI=0
の場合はQ=+/−1であることからI,Qが同時に0
となることはない。したがって、シンボル識別点付近で
発生するゼロクロス点は、I,Qのいずれか一つのみで
ある。一方、例えば、シンボル点127からシンボル点
129への遷移を考えると、シンボル識別点間で必ずI
=0,Q=0のゼロ点が発生する。したがって、1サン
プルタイミング間でIおよびQ信号が両方ともゼロ点が
存在する場合のみをゼロクロス点と判別することで、シ
ンボル識別点間で発生するゼロクロス点とシンボル識別
点で発生するゼロクロス点を区別することができる。
【0012】この原理を利用して、本発明は、ディジタ
ル変調された信号を受信する受信装置において、直交検
波されたI(同相)信号およびQ(直交)信号を所定の
サンプルタイミングでA/Dコンバータでサンプリング
して量子化し、A/Dコンバータのサンプリング周期の
離散時系列信号であるIn信号およびQn信号に変換
し、In信号およびQn信号が同時に符号変化する場合
のみに最適なサンプリング点と現実のサンプリング点と
の誤差であるサンプリング位相誤差を求め、この位相誤
差をもとにA/Dコンバータのサンプルタイミングを補
正するようにした。
【0013】また、本発明は、ディジタル変調された信
号を受信する受信装置において、直交検波されたI(同
相)信号およびQ(直交)信号を所定のサンプルタイミ
ングでA/Dコンバータでサンプリングして量子化し、
A/Dコンバータのサンプリング周期の離散時系列信号
であるIn,Qn信号に変換し、前記In,Qn信号か
ら制御信号に応じて前記In信号およびQn信号の補間
データIn´信号およびQn´信号を出力する補間手段
に入力し、前記補間データIn´信号およびQn´信号
が同時に符号変化する場合のみにサンプリング位相誤差
を求め、この位相誤差をもとに前記補間手段の制御信号
を補正するようにした。
【0014】本発明は、ディジタル変調された信号を受
信する受信装置において、直交検波されたI(同相)信
号およびQ(直交)信号をA/Dコンバータでサンプリ
ングして量子化し、A/Dコンバータのサンプリング周
期の離散時系列信号であるIn,Qn信号に変換し、前
記In信号およびQn信号からフレーム同期を検出して
フレーム制御信号を出力し、前記フレーム制御信号に応
じて前記In信号およびQn信号が同時に符号変化する
場合のみにサンプリング位相誤差を求める期間と前記I
n信号またはQn信号のどちらか一方が符号変化する場
合にサンプリング位相誤差を求める期間を切り換え、こ
の位相誤差をもとにA/Dコンバータのサンプルタイミ
ングを補正するようにした。。
【0015】本発明は、ディジタル変調された信号を受
信する受信装置において、直交検波されたI(同相)信
号およびQ(直交)信号をA/Dコンバータでサンプリ
ングして量子化し、A/Dコンバータのサンプリング周
期の離散時系列信号であるIn信号およびQn信号に変
換し、前記In信号およびQn信号から制御信号に応じ
て前記In信号およびQn信号の補間データIn´信号
およびQn´信号を出力する補間手段に入力し、前記I
n´信号およびQn´信号からフレーム同期を検出して
フレーム制御信号を出力し、前記フレーム制御信号に応
じて前記In´信号およびQn´信号が同時に符号変化
する場合のみにサンプリング位相誤差を求める期間と前
記In´信号またはQn´信号のどちらか一方が符号変
化する場合にサンプリング位相誤差を求める期間を切り
換え、この位相誤差をもとに前記補間手段の制御信号を
補正するようにした。
【0016】さらに、本発明は上記タイミング再生装置
を備えた受信装置において、前記In信号およびQn信
号の符号変化を検出する手段として、In信号およびI
n信号の1サンプリング期間後あるいは1サンプリング
期間前の信号との乗算により符号変化を検出するように
した。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明のタイミング再生装置が用
いられる受信機の構成の概要を図9を用いて説明する。
図9は8PSK変調方式の放送を受信する受信機の構成
を示している。8PSK受信機は、チューナ1と、A/
Dコンバータ2と、タイミング再生装置3と、復調器4
と、発振器5と、デコーダ6とを備えている。チューナ
1からの受信信号は、A/Dコンバータ2で所定のタイ
ミングでサンプリングされ、復調器4に送られ、復調さ
れた後デコーダ6でデコードされて、TV受像機7に出
力される。A/Dコンバータ2でのサンプリングは、発
振器5の出力によって行われ、この発振器5の位相は、
タイミング再生装置3の出力により制御される。
【0018】さらに、本発明のタイミング再生装置が用
いられる受信機の他の構成の概要を図10を用いて説明
する。図10は8PSK変調方式の放送を受信する受信
機の構成を示している。8PSK受信機は、チューナ1
と、A/Dコンバータ2と、タイミング再生装置3と、
復調器4と、発振器5と、デコーダ6とを備えている。
チューナ1からの受信信号は、A/Dコンバータ2で所
定のタイミングでサンプリングされ、復調器4に送ら
れ、復調された後デコーダ6でデコードされて、TV受
像機7に出力される。A/Dコンバータ2でのサンプリ
ングは、発振器5の出力によって行わル。サンプリング
点のズレは、タイミング再生装置3により検出され復調
器4を制御して補間制御される。
【0019】図1を用いて本発明の第1の実施例にかか
る受信装置に用いるタイミング再生装置の構成を説明す
る。タイミング再生装置3は、ゼロクロス判定手段31
と、誤差計算手段32と、ループフィルタ35とを有し
て構成される。ゼロクロス判定手段31と誤差計算手段
33には、A/Dコンバータ2I,2Qの出力In,Q
nが入力される。ゼロクロス判定手段31からの判定信
号S31は、誤差計算手段33に入力される。誤差計算
手段33からの誤差信号S33はループフィルタ35を
介して発振器5に向けて出力される。発振器5は、位相
制御信号S35を出力し、A/Dコンバータ2Iおよび
A/Dコンバータ2Qのサンプリング点を制御する。
【0020】図示を省略した直交検波器で直交検波され
たI信号およびQ信号が、端子T1Iおよび端子T1Q
に入力される。端子T1Iおよび端子T1Qに入力され
たI信号およびQ信号は、それぞれA/Dコンバータ2
IおよびA/Dコンバータ2Qでサンプリングされ、デ
ィジタル信号In,Qnに変換される。このサンプリン
グ周期は例えば1シンボル期間Tのほぼ1/2倍に選択
される。したがって、T/2の周期でA/Dコンバータ
2I,2Qからディジタル信号In,Qn(nは時刻を
表すインデックス:n=0123…)がそれぞれ出力さ
れる。ここで例えば、サンプリング信号InとIn+1
はT/2の時間間隔がある。A/Dコンバータ出力のI
nとQnは、それぞれゼロクロス判定器31に入力され
る。
【0021】ゼロクロス判定器31では、連続した2つ
のサンプリング点InとIn+1およびQnとQn+1
の間で符号が変化しているかどうかを検出することによ
ってサンプリング点InとIn+1およびQnとQn+
1の間でゼロクロスしているかどうかを判定し、双方と
もゼロクロスしている場合、判定信号S31を出力す
る。判定信号S31を受けた誤差計算手段33は、A/
Dコンバータの出力InとIn+1およびQnとQn+
1を用いて最適サンプリング点と現実のサンプリング点
との位相差を現すサンプリング位相誤差を計算する。
【0022】I信号またはQ信号の片方のみゼロクロス
している場合や、両方ともゼロクロスしていない場合
は、判定信号S31は誤差計算を行わない信号とされ
る。
【0023】次に、誤差計算手段33からの誤差信号S
33は、ループフィルタ35を介してA/Dコンバータ
2IおよびA/Dコンバータ2Qを駆動する発振器5に
位相制御信号S35として帰還され、サンプリング誤差
を補正する。
【0024】本実施例によれば、連続した2つのサンプ
リング点InとIn+1およびQnとQn+1の間でゼ
ロクロスしているかどうかを判定し、双方ともゼロクロ
スしている場合、誤差信号を計算させる判定信号S31
を出力し、誤差計算手段33でA/Dコンバータ出力の
InとIn+1およびQnとQn+1からサンプリング
位相誤差を計算することにより、最適サンプリング点デ
サンプリングを行うので、8PSKのようにシンボル識
別点においてもゼロクロスする受信信号に対しても良好
に誤差信号S33を出力することができる。
【0025】図2を用いて図1に示した誤差計算手段3
3の動作を説明する。図2は受信信号Iとサンプリング
点In,In+1…、In´,In+1´…の関係を示
す図である。横軸に時間の経過をとっており、下向きの
矢印(実線)は最適サンプリング点を、下向きの矢印(点
線)は実際の受信機のサンプリング点をそれぞれ示して
いる。
【0026】先に述べたように、伝送シンボルの最適サ
ンプリング点(シンボル識別点)で受信信号の符号が変
化する場合(例えば図2でIからIn+2)には、伝
送シンボル間のサンプリング点In+1ではほぼ0の値
を取る。しかしながら、受信サンプリング点が最適サン
プリング点からずれている場合(I→I´、I
+1→In+1´、In+2→In+2´、In+3
n+3´)は、伝送シンボルの識別点I´およびI
n+1´の間を直線近似することによりゼロクロス点を
導出する。
【0027】即ち、推定サンプルタイミング誤差τは次
式(1)で与えられる。
【0028】
【数1】
【0029】図15、図16のアイパターンからわかる
ように、ロールオフ率が0.35の場合はゼロクロス点
は大きくひろがっている。また、伝送路で雑音が加算さ
れることを考慮し、(1)式で得られる推定サンプリン
グ誤差τの推定精度を高めるため、図1に示したループ
フィルタ35を介して出力する。
【0030】図3を用いて本発明の第2の実施例にかか
る受信装置のタイミング再生装置の構成を説明する。第
2の実施例にかかるタイミング再生装置3は、ゼロクロ
ス判定手段31と、誤差計算手段32と、ループフィル
タ35とを有して構成される。ゼロクロス判定手段31
には、A/Dコンバータ2I,2Qの出力In,Qnが
補間手段41を介して入力される。ゼロクロス判定手段
31の判定信号S31は、誤差計算手段33に入力され
る。誤差計算手段33からの誤差信号S33は、ループ
フィルタ35を介して補間手段41に向けて補間制御信
号S35´として出力される。補間手段41は、補間制
御信号S35´に基づいて、A/Dコンバータ2Iのデ
ィジタル信号Inを補間した信号Iniを出力する。
【0031】図示を省略した直交検波器で直交検波され
たIおよびQ信号が、端子T1Iおよび端子T1Qに入
力される。端子T1Iおよび端子T1Qに入力されたI
信号およびQ信号は、発振器5によって所定のタイミン
グに制御されたA/Dコンバータ2IおよびA/Dコン
バータ2Qで所定のタイミングでサンプリングされ、デ
ィジタル信号In,Qnに変換される。このサンプリン
グ周期は1シンボル期間Tのほぼ1/2倍に選択され
る。
【0032】A/Dコンバータ2I,2Qのディジタル
信号出力In,Qnは、補間手段41において後述する
補間制御信号S35´によって補間され、それぞれゼロ
クロス判定器31に入力される。
【0033】ゼロクロス判定器31では、連続した2つ
のサンプリング点InとIn+1およびQnとQn+1
の間でゼロクロスしているかどうかを判定し、双方とも
ゼロクロスしている場合、誤差計算を行わせる判定信号
S31を出力し、誤差計算手段33でA/Dコンバータ
出力のInとIn+1およびQnとQn+1からサンプ
リング位相誤差を計算する。片方のみゼロクロスしてい
る場合や、両方ともゼロクロスしていない場合は、誤差
計算手段33で誤差計算を行う判定信号S31を出力し
ない。
【0034】次に、誤差計算手段33からの誤差信号S
33は、ループフィルタ35に送られ、補間制御信号S
35´として補間手段41に帰還される。
【0035】補間手段41は、この補間制御信号S35
´を用いて直線補間あるいはラグランジェ補間等を用い
て最適サンプリング点の値を補間推定し、補間された受
信信号Ini,Qniとして出力する。
【0036】第2の実施例によれば、第1の実施例同
様、連続した2つのサンプリング点InとIn+1およ
びQnとQn+1の間でゼロクロスしているかどうかを
判定し、双方ともゼロクロスしている場合、判定信号S
31を出力し、誤差計算手段33でA/Dコンバータ出
力のInとIn+1およびQnとQn+1からサンプリ
ング位相誤差を計算することにより、8PSKのように
シンボル識別点においてもゼロクロスする受信信号に対
しても良好に誤差信号S33を出力することができる。
【0037】図4を用いて本発明の第3の実施例にかか
る受信装置のタイミング再生装置の構成を説明する。第
3の実施例にかかるタイミング再生装置3は、第1の実
施例のタイミング再生装置3と同様な構成を有している
が、ゼロクロス判定手段31が、ディジタル復調器4内
に設けたTMCCバースト期間パルス生成手段43から
のTMCCバースト検出信号S43の存在期間内でゼロ
クロス判定を行うようにした点で異なっている。
【0038】図示を省略した直交検波器で直交検波され
たI信号およびQ信号が、端子T1Iおよび端子T1Q
に入力される。端子T1Iおよび端子T1Qに入力され
たI信号とQ信号は、A/Dコンバータ2IおよびA/
Dコンバータ2Qでサンプリングされ、ディジタル信号
In,Qnに変換される。このサンプリング周期は例え
ば1シンボル期間Tのほぼ1/2倍に選択される。
【0039】A/Dコンバータ2I,2Qの出力In,
Qnは、それぞれディジタル復調回路4内に設けた同期
検出手段42と、タイミング再生装置3内のゼロクロス
判定手段31および誤差計算手段33に入力される。
【0040】同期検出手段42では、図11で示したユ
ニークワード信号を検出し、ユニークワード検出信号S
42を出力する。ユニークワード検出信号S42は、T
MCCバースト期間パルス生成手段43に入力され、受
信信号のフレーム同期を取る。バースト期間パルス生成
手段43は、ユニークワード検出信号S42を用いて受
信信号が図11、図12に示したTMCCおよびバース
ト期間の場合、TMCCバースト検出信号S43を出力
する。
【0041】ゼロクロス判定手段31では、TMCCバ
ースト検出信号S43が入力されない場合は(同期が未
検出の状態あるいは受信信号がTMCC,バースト以外
の信号期間)、連続した2つのサンプリング点InとI
n+1およびQnとQn+1の間でゼロクロスしている
かどうかを判定し、双方ともゼロクロスしている場合、
判定信号S31を出力し、誤差計算手段33でA/Dコ
ンバータ出力のInとIn+1およびQnとQn+1か
らサンプリング位相誤差を計算する。
【0042】一方、ゼロクロス判定手段31にTMCC
バースト検出信号S43が入力される場合は(同期検出
済みでかつ受信信号がTMCC,バースト信号期間)、
連続した2つのサンプリング点InとIn+1およびQ
nとQn+1の間でゼロクロスしているかどうかを判定
し、いずれか一方がゼロクロスしている場合、判定信号
S31を出力し、誤差計算手段33でA/Dコンバータ
出力のInとIn+1およびQnとQn+1からサンプ
リング位相誤差を計算する。受信信号がTMCC,バー
スト以外の信号期間では、片方のみゼロクロスしている
場合や、両方ともゼロクロスしていない場合は、判定信
号S31により誤差計算手段33で誤差計算は行わな
い。また、受信信号がTMCC,バースト信号期間で
は、両方ともゼロクロスしていない場合は判定信号S3
1により誤差計算手段33で誤差計算は行わない。
【0043】次に、誤差計算手段33からの誤差信号S
33は、ループフィルタ35を介してA/Dコンバータ
2IおよびA/Dコンバータ2Qを駆動する発振器5に
帰還され、発振器5の発振位相を変更させてサンプリン
グ誤差を補正する。
【0044】第3の実施例によれば、同期が未検出の状
態あるいは受信信号がTMCC,バースト以外の信号期
間においては、連続した2つのサンプリング点InとI
n+1およびQnとQn+1の間でゼロクロスしている
かどうかを判定し、双方ともゼロクロスしている場合、
判定信号S31を出力し、誤差計算手段33でA/Dコ
ンバータ出力のInとIn+1およびQnとQn+1か
らサンプリング位相誤差を計算することにより、8PS
Kのようにシンボル識別点においてもゼロクロスする受
信信号に対しても良好に誤差信号S33を出力すること
ができる。
【0045】また、同期検出済みでかつ受信信号がTM
CC,バースト信号期間においては、連続した2つのサ
ンプリング点InとIn+1およびQnとQn+1の間
でゼロクロスしているかどうかを判定し、どちらか一方
がゼロクロスしている場合、判定信号S31を出力し、
誤差計算手段33でA/Dコンバータ出力のInとIn
+1およびQnとQn+1からサンプリング位相誤差を
計算することにより、より精度の高い誤差信号S33を
出力することができる。
【0046】また、第3の実施例において、連続した2
つのサンプリング点InとIn+1およびQnとQn+
1の間でゼロクロスしているかどうかを判定し、双方と
もゼロクロスしている場合、判定信号S31を出力し、
誤差計算手段33でA/Dコンバータ出力のInとIn
+1およびQnとQn+1からサンプリング位相誤差を
計算する期間は、同期が未検出の状態あるいは受信信号
がTMCC,バースト以外の信号期間としたが、同期が
未検出の状態、受信信号がBPSKあるいはQPSKで
変調されている以外の信号期間としても同様の効果が得
られる。
【0047】さらに、第3の実施例においては、連続し
た2つのサンプリング点InとIn+1およびQnとQ
n+1の間でゼロクロスしているかどうかを判定し、い
ずれか一方がゼロクロスしている場合、判定信号S31
を出力し、誤差計算手段33でA/Dコンバータ2I,
2Qの出力In,In+1およびQn,Qn+1からサ
ンプリング位相誤差を計算する期間は、同期検出済みで
かつ受信信号がTMCC,バースト信号期間としたが、
同期検出済みでかつ受信信号がBPSKあるいはQPS
Kで変調される信号期間としても同様の効果が得られ
る。
【0048】図5を用いて本発明の第4の実施例にかか
る受信装置のタイミング再生装置の構成を説明する。こ
の実施例にかかるタイミング再生装置は、第2の実施例
のタイミング再生装置に第3の実施例のタイミング検出
手法を適用した例としてみることができる。
【0049】図示を省略した直交検波器で直交検波され
たI信号とQ信号が、それぞれ端子T1Iおよび端子T
1Qに入力される。端子T1Iおよび端子T1Qに入力
されたI信号およびQ信号は、それぞれA/Dコンバー
タ2IおよびA/Dコンバータ2Qで所定のタイミング
でサンプリングされ、ディジタル信号In、Qnに変換
される。このサンプリング周期は例えば1シンボル期間
Tのほぼ1/2倍に選択される。
【0050】A/Dコンバータ2I,2Qの出力In,
Qnは、それぞれディジタル復調器4内に設けた同期検
出手段42と、補間手段41を介してタイミング再生装
置3のゼロクロス判定器31および誤差計算手段33に
入力される。
【0051】同期検出手段42では、図11で示したユ
ニークワード信号を検出し、ユニークワード検出信号S
42を出力する。ユニークワード検出信号S42は、T
MCCバースト期間パルス生成手段43に入力され、受
信信号のフレーム同期を取る。TMCCバースト期間パ
ルス生成手段43は、受信信号が図11、図12に示し
たTMCCおよびバースト期間の場合、TMCCバース
ト検出信号S43を出力する。
【0052】ゼロクロス判定手段31では、TMCCバ
ースト検出信号S43が入力されない場合は(同期が未
検出の状態あるいは受信信号がTMCC,バースト以外
の信号期間)、連続した2つのサンプリング点InとI
n+1およびQnとQn+1の間でゼロクロスしている
かどうかを判定し、双方ともゼロクロスしている場合、
判定信号S31を出力し、誤差計算手段33でA/Dコ
ンバータ出力のInとIn+1およびQnとQn+1か
らサンプリング位相誤差を計算する。
【0053】一方、ゼロクロス判定手段31にTMCC
バースト検出信号S43が入力される場合は(同期検出
済みでかつ受信信号がTMCC,バースト信号期間)、
連続した2つのサンプリング点InとIn+1およびQ
nとQn+1の間でゼロクロスしているかどうかを判定
し、いずれか一方がゼロクロスしている場合、判定信号
S31を出力し、誤差計算手段33でA/Dコンバータ
出力のInとIn+1およびQnとQn+1からサンプ
リング位相誤差を計算する。
【0054】受信信号がTMCC,バースト以外の信号
期間では、片方のみゼロクロスしている場合や、両方と
もゼロクロスしていない場合は判定信号S31により誤
差計算手段33で誤差計算は行わない。
【0055】また、受信信号がTMCC,バースト信号
期間では、両方ともゼロクロスしていない場合は、判定
信号S31により誤差計算手段33で誤差計算は行わな
い。
【0056】次に、誤差計算手段33からの誤差信号S
33はループフィルタ35を介して補間手段41に補間
制御信号S35´を帰還し、この補間制御信号S35´
から直線補間あるいはラグランジェ補間等を用いて最適
サンプリング点の値を補間手段41で補間推定し、受信
信号として出力する。
【0057】第4の実施例によれば、同期が未検出の状
態あるいは受信信号がTMCC,バースト以外の信号期
間においては、連続した2つのサンプリング点InとI
n+1およびQnとQn+1の間でゼロクロスしている
かどうかを判定し、双方ともゼロクロスしている場合、
判定信号S31を出力し、誤差計算手段33でA/Dコ
ンバータ出力のInとIn+1およびQnとQn+1か
らサンプリング位相誤差を計算することにより、8PS
Kのようにシンボル識別点においてもゼロクロスする受
信信号に対しても良好に誤差信号S33を出力すること
ができる。また、同期検出済みでかつ受信信号がTMC
C,バースト信号期間においては、連続した2つのサン
プリング点InとIn+1およびQnとQn+1の間で
ゼロクロスしているかどうかを判定し、どちらか一方が
ゼロクロスしている場合、判定信号S31を出力し、誤
差計算手段33でA/Dコンバータ出力のInとIn+
1およびQnとQn+1からサンプリング位相誤差を計
算することにより、より精度の高い誤差信号S33を出
力することができる。
【0058】第4の実施例において、連続した2つのサ
ンプリング点InとIn+1およびQnとQn+1の間
でゼロクロスしているかどうかを判定し、双方ともゼロ
クロスしている場合、判定信号S31を出力し、誤差計
算手段33でA/Dコンバータ出力のInとIn+1お
よびQnとQn+1からサンプリング位相誤差を計算す
る期間は、同期が未検出の状態あるいは受信信号がTM
CC,バースト以外の信号期間としたが、同期が未検出
の状態、受信信号がBPSKあるいはQPSKで変調さ
れている以外の信号期間としても同様の効果が得られ
る。
【0059】また、第4の実施例においては、連続した
2つのサンプリング点InとIn+1およびQnとQn
+1の間でゼロクロスしているかどうかを判定し、いず
れか一方がゼロクロスしている場合、判定信号S31を
出力し、誤差計算手段33でA/Dコンバータ出力のI
nとIn+1およびQnとQn+1からサンプリング位
相誤差を計算する期間は、同期検出済みでかつ受信信号
がTMCC,バースト信号期間としたが、同期検出済み
でかつ受信信号がBPSKあるいはQPSKで変調され
る信号期間としても同様の効果が得られる。
【0060】図6を用いて、本発明の第1および第3の
実施例にかかるタイミング再生装置を構成するゼロクロ
ス判定器31の構成を説明する。
【0061】ゼロクロス判定器31は、1サンプリング
期間遅延器311Iと、乗算器312Iと、符号判定器
313Iと、1サンプリング期間遅延器311Qと、乗
算器312Qと、符号判定器313Qと、判定信号発生
回路314と、端子T2Iと、端子T2Qと、端子T3
1とを有して構成される。
【0062】1サンプリング期間遅延器311Iは、入
力信号Inを1サンプリング期間(T/2)だけ遅延させ
る。乗算器312Iは、遅延器311Iの出力Inと1
サンプリング期間後の入力信号In+1を掛け算する。
符号判定器313Iは、乗算器の出力In×In+1の
符号を判定する。
【0063】同様に、1サンプリング期間遅延器311
Qは、入力信号Qnを1サンプリング期間(T/2)だけ
遅延させる。乗算器312Qは、遅延器311Qの出力
Qnと1サンプリング期間後の入力信号Qn+1を掛け
算する。符号判定器313Qは、乗算器の出力Qn×Q
n+1の符号を判定する。
【0064】判定信号発生回路314は、符号判定器3
13Iと符号判定器313Qの出力信号からI信号およ
びQ信号が同時に符号反転しているか否かを判定する。
【0065】端子T2Iには、A/Dコンバータ2Iか
らのIn信号が入力され、端子T2Qには、A/Dコン
バータ2QからのQn信号が入力される。端子T31
は、判定信号発生回路314からの判定信号S31を誤
差計算手段33へ向けて出力する。
【0066】A/Dコンバータ2IらのIn+1信号
は、乗算器312Iにおいて1サンプリング期間遅延器
311Iからの出力Inと掛け算し、掛け算信号In×
In+1を出力する。この掛け算信号は、符号判定器3
13Iで符合の判定がなされ、ゼロクロスしたか否かを
判定する。同様に、A/Dコンバータ2QのQn+1信
号は、乗算器312Qにおいて1サンプリング期間遅延
器311Qからの出力Qnと掛け算し、掛け算信号Qn
×Qn+1を出力する。この掛け算信号は、符号判定器
313Qで符合の判定がなされ、ゼロクロスしたか否か
を判定する。
【0067】判定信号発生回路314は、符号判定器3
13I、313Qの符号に基づいて、双方ともマイナス
であれば、InとIn+1間およびQnとQn+1間で
ゼロクロスしているとして、ゼロクロス信号S31を出
力する。
【0068】このゼロクロス判定手段31は、In×I
n+1およびQn×Qn+1の掛け算により、ゼロクロ
スしているかどうかを判定できるため、回路規模の削減
に効果がある。
【0069】図7を用いて第3および第4の実施例に使
用するゼロクロス判定手段31の構成を説明する。図7
に示したゼロクロス判定手段31と同様な構成を有して
おり、判定信号発生手段314にTMCCバースト検出
信号S43が入力される端子T32を執している点で相
違している。
【0070】このゼロクロス判定手段31は、図4、図
5におけるゼロクロス判定手段の一実施例であり、A/
Dコンバータ2IおよびA/Dコンバータ2QからのI
n+1,Qn+1信号が、乗算器312I、312Qに
おいて、1サンプリング期間遅延器311I,311Q
からの出力In,Qnと掛け算され、乗算器312I,
312QからそれぞれIn×In+1およびQn×Qn
+1を出力する。
【0071】符号判定器313I,313QでIn×I
n+1およびQn×Qn+1の符号を判定する。ここ
で、TMCCバースト検出信号S43が入力されない場
合は(同期が未検出の状態あるいは受信信号がTMC
C,バースト以外の信号期間)、In×In+1および
Qn×Qn+1の符号の双方がマイナスの場合、双方と
もゼロクロスしているとして判定信号S31を出力す
る。一方、TMCCバースト検出信号S43が入力され
る場合は(同期検出済みでかつ受信信号がTMCC,バ
ースト信号期間)、In×In+1およびQn×Qn+
1の符号がマイナスであれば、いずれか一方がゼロクロ
スしているとして判定信号S31を出力する。
【0072】本実施例では、In×In+1およびQn
×Qn+1の掛け算により、ゼロクロスしているかどう
かを判定できるため、回路規模の削減に効果がある。
【0073】図8に図2に示したサンプリング誤差τに
関し、本発明の第1の実施例を用いた場合のシミュレー
ション結果を示す。横軸にサンプル時間T/2で規格化
したサンプリングオフセット時間をとり、縦軸に誤差検
出結果を示している。図8より、C/N=0dBの低C
/Nにおいても、検出感度は低下するが、誤差検出でき
ることがわかった。一方、C/N>5dBでは十分な誤
差検出感度が得られている。
【0074】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
連続した2つのサンプリング点InとIn+1およびQ
nとQn+1の間でゼロクロスしているかどうかを、符
号が変化しているかどうかで判定し、双方ともゼロクロ
スしている場合、誤差計算手段でA/Dコンバータ出力
のInとIn+1およびQnとQn+1からサンプリン
グ位相誤差を計算することにより、8PSKのようにシ
ンボル識別点においてもゼロクロスする受信信号に対し
ても良好に誤差信号S33を出力することができる。
【0075】同様に、同期が未検出の状態あるいは受信
信号がTMCC,バースト以外の信号期間においては、
連続した2つのサンプリング点InとIn+1およびQ
nとQn+1の間でゼロクロスしているかどうかを符号
が変化しているかどうかで判定し、双方ともゼロクロス
している場合、誤差計算手段でA/Dコンバータ出力の
InとIn+1およびQnとQn+1からサンプリング
位相誤差を計算することにより、8PSKのようにシン
ボル識別点においてもゼロクロスする受信信号に対して
も良好に誤差信号S33を出力することができる。ま
た、同期検出済みでかつ受信信号がTMCC,バースト
信号期間においては、連続した2つのサンプリング点I
nとIn+1およびQnとQn+1の間でゼロクロスし
ているかどうかを符号が変化しているかどうかで判定
し、どちらか一方がゼロクロスしている場合、誤差計算
手段でA/Dコンバータ出力のInとIn+1およびQ
nとQn+1からサンプリング位相誤差を計算すること
により、より精度の高い誤差信号S33を出力すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例にかかる受信装置に用い
るタイミング再生装置の構成を説明するブロック図。
【図2】タイミング再生装置に置けるサンプリング点を
説明する図。
【図3】本発明の第2の実施例にかかる受信装置に用い
るタイミング再生装置の構成を説明するブロック図。
【図4】本発明の第3の実施例にかかる受信装置に用い
るタイミング再生装置の構成を説明するブロック図。
【図5】本発明の第4の実施例にかかる受信装置に用い
るタイミング再生装置の構成を説明するブロック図。
【図6】第1および第3の実施例のタイミング再生装置
に用いるゼロクロス判定手段の構成を説明するブロック
図。
【図7】第2および第4の実施例のタイミング再生装置
に用いるゼロクロス判定手段の構成を説明するブロック
図。
【図8】本発明第1の実施例のシミュレーション結果を
示す図。
【図9】8PSK受信機の構成の概要を説明するブロッ
ク図。
【図10】8PSK受信機の他の構成の概要を説明する
ブロック図。
【図11】ディジタル衛星放送システムの信号の態様を
説明する図。
【図12】図11に示した信号の主信号およびバースト
の態様を説明する図。
【図13】ディジタル衛星放送受信システムの構成を説
明するブロック図。
【図14】ディジタル衛星放送受信システムのディジタ
ル復調部の構成を説明するブロック図。
【図15】QPSKアイパターンの説明図。
【図16】8PSKアイパターンの説明図。
【図17】8PSKIQ平面の説明図。
【符号の説明】
1 チューナ 2 A/Dコンバータ 3 タイミング再生装置 4 復調回路 5 発振器 6 デコーダ 7 TV受像機 31 ゼロクロス判定手段 33 補間手段 35 ループフィルタ 41 補間手段 42 同期検出手段 43 TMCCバースト期間パルス生成手段 91 アンテナ 92 屋外コンバータ 93 受信機 94 チューナ 95 A/Dコンバータ 96 ディジタル復調部 97 デコーダ 98 TV受像機 311 遅延回路 312 乗算器 313 符号判定回路 314 判定信号発生回路 961 複素乗算回路 962 FIR 963 AFC、PLL 964NCO 965 TMCC復号回路 971 誤り訂正回路 991 タイミング誤差検出回路 992 タイミング生成回路 S31 判定信号 S33 誤差信号 S35 位相制御信号 S35´ 補間制御信号 S42 ユニークワード検出信号(フレーム制御信号) S43 TMCCバースト検出信号 T1I I入力端子 T1Q Q入力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C025 AA13 BA25 DA01 DA04 5K004 AA05 FA06 FG02 FH01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル変調された信号を受信する受
    信装置において、直交検波されたI(同相)信号および
    Q(直交)信号を所定のサンプルタイミングでA/Dコ
    ンバータでサンプリングして量子化し、A/Dコンバー
    タのサンプリング周期の離散時系列信号であるIn信号
    およびQn信号に変換し、In信号およびQn信号が同
    時に符号変化する場合のみに最適なサンプリング点と現
    実のサンプリング点との誤差であるサンプリング位相誤
    差を求め、この位相誤差をもとにA/Dコンバータのサ
    ンプルタイミングを補正することを特徴としたタイミン
    グ再生装置を備えた受信装置。
  2. 【請求項2】 ディジタル変調された信号を受信する受
    信装置において、直交検波されたI(同相)信号および
    Q(直交)信号を所定のサンプルタイミングでA/Dコ
    ンバータでサンプリングして量子化し、A/Dコンバー
    タのサンプリング周期の離散時系列信号であるIn,Q
    n信号に変換し、前記In,Qn信号から制御信号に応
    じて前記In信号およびQn信号の補間データIn´信
    号およびQn´信号を出力する補間手段に入力し、前記
    補間データIn´信号およびQn´信号が同時に符号変
    化する場合のみにサンプリング位相誤差を求め、この位
    相誤差をもとに前記補間手段の制御信号を補正すること
    を特徴としたタイミング再生装置を備えた受信装置。
  3. 【請求項3】 ディジタル変調された信号を受信する受
    信装置において、直交検波されたI(同相)信号および
    Q(直交)信号をA/Dコンバータでサンプリングして
    量子化し、A/Dコンバータのサンプリング周期の離散
    時系列信号であるIn,Qn信号に変換し、前記In信
    号およびQn信号からフレーム同期を検出してフレーム
    制御信号を出力し、前記フレーム制御信号に応じて前記
    In信号およびQn信号が同時に符号変化する場合のみ
    にサンプリング位相誤差を求める期間と前記In信号ま
    たはQn信号のどちらか一方が符号変化する場合にサン
    プリング位相誤差を求める期間を切り換え、この位相誤
    差をもとにA/Dコンバータのサンプルタイミングを補
    正することを特徴としたタイミング再生装置を備えた受
    信装置。
  4. 【請求項4】 ディジタル変調された信号を受信する受
    信装置において、直交検波されたI(同相)信号および
    Q(直交)信号をA/Dコンバータでサンプリングして
    量子化し、A/Dコンバータのサンプリング周期の離散
    時系列信号であるIn信号およびQn信号に変換し、前
    記In信号およびQn信号から制御信号に応じて前記I
    n信号およびQn信号の補間データIn´信号およびQ
    n´信号を出力する補間手段に入力し、前記In´信号
    およびQn´信号からフレーム同期を検出してフレーム
    制御信号を出力し、前記フレーム制御信号に応じて前記
    In´信号およびQn´信号が同時に符号変化する場合
    のみにサンプリング位相誤差を求める期間と前記In´
    信号またはQn´信号のどちらか一方が符号変化する場
    合にサンプリング位相誤差を求める期間を切り換え、こ
    の位相誤差をもとに前記補間手段の制御信号を補正する
    ことを特徴としたタイミング再生装置を備えた受信装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1項から4項記載のタイミング再
    生装置を備えた受信装置において、前記In信号および
    Qn信号の符号変化を検出する手段として、In信号お
    よびIn信号の1サンプリング期間後あるいは1サンプ
    リング期間前の信号との乗算により符号変化を検出する
    ことを特徴としたタイミング再生装置を備えた受信装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106059655A (zh) * 2016-06-24 2016-10-26 成都国恒空间技术工程有限公司 一种卫星通信突发定时同步方法
JP2018064223A (ja) * 2016-10-14 2018-04-19 住友電気工業株式会社 衛星放送受信装置
JP2022531890A (ja) * 2019-09-30 2022-07-12 中▲興▼通▲訊▼股▲ふぇん▼有限公司 信号サンプリング方法、装置及び光受信機

Cited By (4)

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