JP2002152294A - 復調装置および復調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケット内にキャリヤ同期補助信号を含む、
時分割多重された位相変調信号の受信の際の、周波数引
き込み時間を短縮して、チャンネル切り替え動作を高速
にする。 【解決手段】 チャンネル切り替え時に、切り替え直前
の受信Ｃ／Ｎを検出して、受信Ｃ／Ｎが予め定めた値よ
り高い場合は、全通信フレーム内で最も位相数が大きい
位相変調である、８ＰＳＫを基準に検出した周波数誤差
により、全シンボル期間で周波数補正動作を行い、受信
Ｃ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、全通信フレーム
内で最も位相数が小さい位相変調である、ＢＰＳＫを基
準に検出した周波数誤差により、キャリア同期補助信号
の期間で周波数補正動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動周波数制御装置
および方法に関し、より特定的にはディジタル衛星放送
に使用される自動周波数制御装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２０００年から放送が開始されるディジ
タル衛星放送では、１つの変調波（チャンネル）で位相
数が異なる位相変調（ＰＳＫ：Phase Shift Keying）
を組み合わせて、階層変調を可能にしている。すなわ
ち、低階層用データパケットと高階層用データパケット
とに対してそれぞれ独立に誤り訂正を施し、それを適当
なパケット数ずつ集めて総パケット数を一定値とするフ
レームを構成する。低階層信号にはＢＰＳＫ（２相位相
変調；Binary Phase Shift Keying)またはＱＰＳＫ（４
相位相変調；Quaternary Phase Shift Keying)を施し、
高階層信号には８ＰＳＫ（８相位相変調；８Phase Shif
t Keying）を施して時分割多重にて伝送する。

【０００３】また、フレーム同期信号とフレーム内の各
階層の区切りおよび各階層の変調モードを示す伝送多重
制御（ＴＭＣＣ；Transmission Multiplexing Configur
ation Control)信号とを、最も低いＣ／Ｎ（搬送波電力
／雑音電力）でも安定受信することができるＢＰＳＫを
施して伝送すると共に、低Ｃ／Ｎ時において復調装置の
電源投入やチャンネル選択等の動作を行っても、安定に
キャリア同期が可能なように、キャリア同期補助信号と
して周期的にＢＰＳＫバースト信号が多重され、通信フ
レームが構成される（図１３（a））。

【０００４】上記に示した通信フレーム構成を有する位
相変調波を受信する従来の復調装置としては、特開平１
１-２２５１２４号公報に記載のものがある。以下、従
来の復調装置および方法を、図１０〜図１２を用いて簡
単に説明する。図１０は、従来の復調装置の構成を示す
ブロック図である。図１１は、従来の復調装置における
周波数補正部のブロック図である。図１２は、従来の復
調方法を表すフローチャートである。

【０００５】図１０において、従来の復調装置は、直交
検波部１０と、周波数補正部１１と、帯域制限フィルタ
１２と、位相補正部１３と、フレーム同期検出部１４
と、キャリア同期信号検出部１５、とを備える。

【０００６】また、周波数補正部１１は、ＢＰＳＫ周波
数誤差検出部１１１と、ループフィルタ１１２と、数値
制御発振部１１３と、複素乗算部１１４とを備える。

【０００７】なお、図１０において、太線かつ“／２”
で示している信号線は、複素表現される信号の信号線を
示している（以下、各図面において同様とする）。

【０００８】まず、従来例の復調装置の概略を説明す
る。直交検波部１０は、入力する通信フレーム内の各Ｐ
ＳＫ変調信号を固定周波数の局部発振信号を用いて直交
検波により復調し、同相成分（Ｉ），直交成分（Ｑ）の
等化低域信号を出力する。周波数補正部１１は、直交検
波部１０が出力する信号を入力し、衛星放送受信アンテ
ナにおける周波数変換器（図示せず）等の周波数ずれに
起因する周波数誤差を、キャリア同期信号検出部１５か
ら受けるゲート信号に基づいて補正する。

【０００９】この周波数補正部１１の各構成について簡
単に説明する。ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１は、帯
域制限フィルタ１２が出力する信号を入力し、遅延検波
を行って周波数誤差を検出する。ループフィルタ１１２
は、キャリア同期信号検出部１５からの出力信号に従っ
て、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１が検出した周波数
誤差のうちキャリア同期補助信号を含むＢＰＳＫ期間に
おける周波数誤差の平均化を行う。

【００１０】数値制御発振部１１３は、ループフィルタ
１１２が出力する平均化周波数誤差信号に対し、数値演
算を行い発振信号を出力する。複素乗算部１１４は、直
交検波部１０が出力する信号と数値制御発振部１１３が
出力する信号とを複素乗算して周波数誤差を打ち消す。

【００１１】帯域制限フィルタ１２は、周波数補正部１
１が出力する信号を入力し、各ＰＳＫ信号のスペクトル
整形を行う。フレーム同期検出部１４は、帯域制限フィ
ルタ１２が出力する信号を入力し、遅延検波によってＢ
ＰＳＫ変調されたフレーム同期信号、すなわち通信フレ
ームの先頭を検出する。

【００１２】キャリア同期信号検出部１５は、フレーム
同期検出部１４で検出されたフレーム先頭の情報に基づ
いて、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ
信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間を検出
し、その期間に応じたゲート信号を生成する。位相補正
部１３は、帯域制限フィルタ１２が出力する信号を入力
し、その位相ずれをキャリア同期信号検出部１５から受
けるゲート信号に基づいて補正する。

【００１３】次に、従来例の復調装置が行う動作を、処
理の流れに沿って図１１、図１２をさらに参照して詳細
に説明する。

【００１４】図１２は、従来の復調装置が行う動作を示
すフローチャートである。図１１は、周波数補正部１１
のさらに詳細な構成を示すブロック図である。

【００１５】電源投入、もしくはチャンネルの選局要求
があると（ステップＳ１００）、まずチューナによるチ
ャンネルの選択が行われる（ステップＳ１０１）。図１
０に示す復調装置はチューナ（図示せず）を介して直交
検波部１０に入力される信号に対し、まずキャリア同期
信号検出部１５において、フレーム同期検出部１４で検
出されたフレームの先頭位置に基づいて、図１３（ｂ）
に示すような１通信フレーム内のフレーム同期、信号／
ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間
に応じたＢＰＳＫゲート信号を生成する（ステップＳ１
０２）。

【００１６】そして、キャリア同期信号検出部１５は、
生成したゲート信号を、周波数補正部１１および位相補
正部１３へそれぞれ出力する。

【００１７】次に、図１１を参照して、周波数補正部１
１の動作を説明する。図１１において、周波数補正部１
１は、遅延検波部１１１ａとＢＰＳＫ位相誤差検出部１
１１ｂとで構成されるＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１
と、切替部１１２ａと定数発生部１１２ｂと加算器１１
２ｃと遅延部１１２ｄとで構成されるループフィルタ１
１２と、加算器１１３ａと遅延部１１３ｂとコサイン波
発生部１１３ｃとサイン波発生部１１３ｄとで構成され
る数値制御発振部１１３と、複素乗算部１１４とを備え
る。

【００１８】直交検波部１０が出力する信号は、複素乗
算部１１４および帯域制限フィルタ１２を介して、ＢＰ
ＳＫ周波数誤差検出部１１１の遅延検波部１１１ａに入
力される。遅延検波部１１１ａは、現在のｎ相ＰＳＫ変
調信号（ｎ＝２ ，４ ，８…、以下同じ）と、その１
シンボル前のｎ相ＰＳＫ変調信号の複素共役信号との複
素乗算を行い、遅延検波出力を算出する。

【００１９】この遅延検波出力の算出式を、下記式
（１）に示す。

【００２０】

【数１】

【００２１】ここで、 Ｄ１：ｎ相ＰＳＫ変調信号の現在のシンボルの位相状態
(0〜(n-1)) Ｄ０：ｎ相ＰＳＫ変調信号の１シンボル前の位相状態(0
〜(n-1)) Δｆ：等価低域信号の周波数誤差［Ｈｚ］ ｔ１：現在の時刻［ｔ］ ｔ０：１シンボル前の時刻［ｔ］ Ｔｓ：シンボル周期［ｔ］ である。

【００２２】ＢＰＳＫの場合、上記式（１）により周波
数誤差が無ければ遅延検波出力の位相状態は、図８
（ａ）中の●印に示すようにπ・ｎ（ｎ＝０〜１）にあ
る。しかし、周波数誤差Δｆがあると、×印に示すよう
に２π・Δｆ・Ｔｓ（＝θ）分、位相が●印よりずれる
ことになる。

【００２３】そこで、ＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂ
では、周波数誤差が無い場合の●印を受信側の基準とし
て、周波数誤差のある場合の×印との位相差を周波数誤
差として検出する。なお、直交座標系で処理しているの
で、位相差を検出するには本来ａｒｃｔａｎ（ｙ／ｘ）
により算出することになるが、簡略化して周波数誤差と
比例する量として、ＢＰＳＫの場合、遅延検波信号のう
ち直交成分の誤差ｙを周波数誤差として出力してもよ
い。

【００２４】このＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂで検
出した周波数誤差は、切替部１１２ａを介して加算器１
１２ｃおよび遅延部１１２ｄからなるループフィルタに
入力され、周波数誤差の平均化がなされる。

【００２５】ここで、ループフィルタ１１２は、１通信
フレーム内のＢＰＳＫ変調がされているフレーム同期信
号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の
期間のみに得られる周波数誤差に関して平均化を行うた
め、キャリア同期信号検出部１５が出力するゲート信号
を用いて切替部１１２ａの切換えを行う。

【００２６】この切替部１１２ａは、ゲート信号のＢＰ
ＳＫ変調信号の期間（図１３（ｂ）においてＨｉレベル
期間）にＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂが出力する周
波数誤差をループフィルタに入力し、それ以外の期間に
は、定数発生部１１２ｂが発生する「定数０」をループ
フィルタに入力するように切替えを行う。

【００２７】そして、ループフィルタ１１２の出力信号
は、数値演算発振部（ＮＣＯ）１１３を制御し、そこで
得られる発振信号により、複素乗算部３２４で周波数誤
差が打ち消される。これにより、周波数誤差が補正され
る（ステップＳ１０３）。

【００２８】周波数誤差の補正が完了すると（ステップ
Ｓ１０４）、位相補正部１３は前記キャリア同期信号検
出部１５で生成された図１１（ｂ）に示すようなゲート
信号により、１通信フレーム内のフレーム同期、信号／
ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間
で位相誤差を補正する。これにより、位相誤差が補正さ
れ、位相同期が完了する（ステップＳ１０５）。その
後、定常の復調処理に移行する（ステップＳ１０６）。

【００２９】ここでの定常の復調処理とは、位相補正部
１４が位相同期した後の復調動作のことであり、雑音等
の影響で周波数補正部１１における周波数誤差の変動に
より数値制御発振手段１１３の発振周波数が変化して、
位相補正部１４において位相同期を外さないようにする
ことである。例えば、一度位相同期した後、何らかの原
因で位相同期が外れるまでは、周波数補正部１１のルー
プフィルタ１２の係数更新を停止したり、ループゲイン
を下げる（感度を下げる）等の処理を行う。

【００３０】以上のような処理により、従来の復調装置
および方法によれば、時分割多重される位相変調信号の
うち、パケット内に分散配置されたキャリア同期補助信
号を含むＢＰＳＫを用いて搬送波再生を行うことによ
り、低Ｃ／Ｎ状態においても安定にキャリア同期を行う
ことができる。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、上記
従来の復調装置では、時分割多重される位相変調信号の
うち、パケット内に分散配置されたキャリヤ同期補助信
号を含むＢＰＳＫを用いて周波数補正、位相補正を行う
ことにより、低Ｃ／Ｎ状態においても安定にキャリア同
期を行うことができる。

【００３２】しかしながら、上記従来の復調装置では、
周波数補正動作が間欠になるため、一連のキャリア同期
までの処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込
みに時間が掛かり、牽いてはチャンネル切り替えに時間
が掛かってしまうという問題があった。

【００３３】それ故、本発明の目的は、チャンネル切り
替え動作を高速にできる、復調装置および方法を提供す
ることである。

【００３４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、複数の位
相変調信号と共に、通信フレーム内において位相数が最
も少ない位相変調（以下、最小位相変調という）を用い
て位相変調を施されたキャリア同期補助信号が等時間間
隔に分散するように、時分割多重された当該通信フレー
ムを受信すための復調装置であって、前記通信フレーム
内の予め定めた信号期間の周波数誤差を検出して周波数
誤差の補正を行う周波数補正手段と、前記通信フレーム
内の予め定めた信号期間の位相誤差を検出して位相ずれ
の補正を行う位相補正手段と、前記周波数補正手段の出
力信号を入力し、前記通信フレームの同期信号を検出す
ることでフレーム先頭位置を検出するフレーム同期検出
手段と、前記フレーム同期検出手段で検出した前記フレ
ーム先頭位置に基づいて、前記最小位相変調が施された
期間のうち少なくとも前記キャリア同期補助信号の期間
（以下、同期信号期間という）を検出し、当該同期信号
期間を与えるゲート信号を生成する同期信号検出手段
と、前記位相補正手段の出力信号を入力し、受信信号の
Ｃ／Ｎ（搬送波電力／雑音電力）の状態を検出するＣ／
Ｎ検出手段と、チャンネル切り替え時、チャンネル切り
替え直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めたしきい値に対し高い
場合は、前記通信フレームの全期間を与えるゲート信号
を周波数補正手段に出力し、周波数補正手段における周
波数誤差検出を前記通信フレーム内において位相数が最
も大きい位相変調（以下、最大位相変調という）に従う
ように制御し、それ以外の場合は、前記同期信号期間を
与えるゲート信号を周波数補正手段に出力し、周波数補
正手段における周波数誤差検出を前記通信フレーム内に
おいて最小位相変調に従うように制御する周波数補正部
動作判定手段とを備え、前記位相補正手段は、前記同期
信号検出手段から出力されるゲート信号が与える同期信
号期間において、前記最小位相変調に従った位相補正動
作を行い、前記周波数補正手段は、前記周波数補正部動
作判定手段に従って、チャンネル切り替え時、チャンネ
ル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎが、予め定めたしきい値に
対し高い場合は、前記通信フレーム内において位相数が
最も大きい位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記
通信フレームの全期間で周波数補正を行い、それ以外の
場合は、前記通信フレーム内において前記最小位相変調
に従った周波数誤差を検出し、前記同期信号期間で周波
数補正を行うことを特徴とする。

【００３５】上記のように、第１の発明によれば、チャ
ンネル切り替え時に受信Ｃ／Ｎに基づいて、パケット内
の全変調信号で周波数補正を行うか、またはパケット内
に分散配置されたキャリヤ同期補助信号を含む最小位相
変調信号を用いて周波数補正を行うかを選択することに
より、通常Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期ま
での処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込み
時間を短縮することができ、牽いてはチャンネル切り替
え動作を高速にすることができる。

【００３６】第２の発明は、第１の発明において、周波
数補正手段における数値制御発振手段を制御する平均化
周波数誤差を保存する記憶手段を更に備え、チャンネル
切り替え前に平均化周波数誤差を記憶手段で記憶し、チ
ャンネル切り替え時に、記憶した平均化周波数誤差を初
期値として、周波数補正部を動作させることを特徴とす
る。

【００３７】上記のように、第２の発明によれば、第１
の発明において、一度キャリア同期したとき周波数補正
手段の引き込み周波数を記憶し、チャンネル切り替え時
に、記憶した引き込み周波数を初期値として、周波数補
正手段を再動作させる。これにより、更なる周波数補正
の高速化と共に、周波数補正範囲が狭い最大位相変調に
従った周波数補正に起因する、周波数補正手段の誤動作
を防止することが出来る。

【００３８】第３の発明は、複数の位相変調信号と共
に、通信フレーム内において位相数が最も少ない位相変
調（以下、最小位相変調という）を用いて位相変調を施
されたキャリア同期補助信号が等時間間隔に分散するよ
うに、時分割多重された当該通信フレームの復調方法で
あって、チャンネル切り替え直前に受信信号Ｃ／Ｎ（搬
送波電力／雑音電力）の状態を検出するステップと、チ
ャンネル切り替えステップと、前記通信フレームの同期
信号を検出することで、前記最小位相変調が施された期
間のうち少なくとも前記キャリア同期補助信号の期間
（以下、同期信号期間という）を検出するステップと、
予め定めたしきい値に対し検出した受信Ｃ／Ｎが高い場
合は、前記通信フレーム内において位相数が最も大きい
位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記通信フレー
ムの全期間で周波数補正を行い、それ以外の場合は、前
記通信フレーム内において前記最小位相変調に従った周
波数誤差を検出し、前記同期信号期間で周波数補正を行
うステップと、前記同期信号期間において、前記最小位
相変調に従った位相の補正動作を行うステップとを備え
る。

【００３９】上記のように、第３の発明によれば、チャ
ンネル切り替え時に受信Ｃ／Ｎに基づいて、パケット内
の全変調信号で周波数補正を行うか、またはパケット内
に分散配置されたキャリヤ同期補助信号を含む最小位相
変調信号を用いて周波数補正を行うかを選択することに
より、通常Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期ま
での処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込み
時間を短縮することができ、牽いてはチャンネル切り替
え動作を高速にすることができる。

【００４０】第４の発明は、第３の発明において、チャ
ンネル切り替え前に周波数補正手段における数値制御発
振手段を制御する平均化周波数誤差を保存するステップ
と、チャンネル切り替え時に、記憶した平均化周波数誤
差を周波数補正手段の初期値とするステップとを、更に
備える。

【００４１】上記のように、第４の発明によれば、第３
の発明において、一度キャリア同期したとき周波数補正
手段の引き込み周波数を記憶し、チャンネル切り替え時
に、記憶した引き込み周波数を初期値として、周波数補
正手段を再動作させる。これにより、更なる周波数補正
の高速化と共に、周波数補正範囲が狭い最大位相変調に
従った周波数補正に起因する、周波数補正手段の誤動作
を防止することが出来る。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明は、パケット内に分散配置
された最小位相変調で変調されるキャリヤ同期補助信号
を含む、時分割多重された位相変調信号の受信の際の、
周波数引き込み時間を短縮して、チャンネル切り替え動
作を高速にできる復調装置および方法である。

【００４３】以下、本発明の各実施形態について説明す
る。以下の説明において、第１の実施形態が基本となる
復調装置であり、第２の実施形態は、第１の実施形態に
対し、更なる周波数補正の高速化と共に、周波数補正手
段の誤動作を防止した復調装置である。

【００４４】（第１の実施形態）図１は、請求項１，３
に対応する、本発明の第１の実施形態に係る復調装置の
構成を示すブロック図である。図１において、本発明の
第１の実施形態に係る復調装置は、直交検波部１０と、
周波数補正部１１Ａと、帯域制限フィルタ１２と、位相
補正部１３と、フレーム同期検出部１４と、キャリア同
期信号検出部１５、Ｃ／Ｎ検出部１６と、周波数補正動
作判定部１７と、を備える。

【００４５】また、周波数補正部１１Ａは、ＢＰＳＫ周
波数誤差検出部１１１と、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１
１５と、周波数誤差切り替え部１１６と、ループフィル
タ１１２と、数値制御発振部１１３と、複素乗算部１１
４とを備える。

【００４６】なお、図１において、太線かつ“／２”で
示している信号線は、複素表現される信号の信号線を示
している（以下、各図面において同様とする）。

【００４７】まず、第１の実施形態に係る復調装置を図
１を用いて、説明する。

【００４８】直交検波部１０は、入力する通信フレーム
内の各ＰＳＫ変調信号を固定周波数の局部発振信号を用
いて直交検波により復調し、同相成分（Ｉ）、直交成分
（Ｑ）の等化低域信号を出力する。周波数補正部１１Ａ
は、直交検波部１０が出力する信号を入力し、衛星放送
受信アンテナにおける周波数変換器（図示せず）等の周
波数ずれに起因する周波数誤差を、周波数補正動作判定
手段１７から受ける制御信号に基づいて補正する。

【００４９】この周波数補正部１１Ａの各構成について
簡単に説明する。ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１は、
帯域制限フィルタ１２が出力する信号を入力し、遅延検
波を行って通信フレーム内で最も位相数の小さいＢＰＳ
Ｋシンボルに基づいて周波数誤差を検出し、８ＰＳＫ周
波数誤差検出部１１５は、帯域制限フィルタ１２が出力
する信号を入力し、遅延検波を行って、通信フレーム内
で最も位相数の大きい８ＰＳＫシンボルに基づいて周波
数誤差を検出する。

【００５０】周波数誤差切り替え部１１６は周波数補正
動作判定部１７からの周波数誤差切り替え信号に従っ
て、チャンネル切り替え時、切り替え直前のＣ／Ｎが予
め定めた値より高い場合は８ＰＳＫ周波数誤差検出部１
１５で検出された周波数誤差を、切り替え直前のＣ／Ｎ
が予め定めた値より低い場合はＢＰＳＫ周波数誤差検出
部１１１で検出された周波数誤差を選択する。

【００５１】ループフィルタ１１２は、周波数補正動作
判定手段１７からのゲート信号に従って、チャンネル切
り替え直前のＣ／Ｎが予め定めた値より高い場合は、８
ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５が検出した周波数誤差の
うち、通信フレーム全期間の周波数誤差の平均化を行
い、チャンネル切り替え直前のＣ／Ｎが予め定めた値よ
り低い場合は、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１が検出
した周波数誤差のうち、ＢＰＳＫ変調される１通信フレ
ーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間および
キャリア同期補助信号の期間、における周波数誤差の平
均化を行う。

【００５２】数値制御発振部１１３は、ループフィルタ
１１２が出力する平均化周波数誤差信号に対し、数値演
算を行い発振信号を出力する。複素乗算部１１４は、直
交検波部１０が出力する信号と数値制御発振部１１３が
出力する信号とを複素乗算して周波数誤差を打ち消す。

【００５３】帯域制限フィルタ１２は、周波数補正部１
１Ａが出力する信号を入力し、各ＰＳＫ信号のスペクト
ル整形を行う。フレーム同期検出部１４は、帯域制限フ
ィルタ１２が出力する信号を入力し、遅延検波によって
ＢＰＳＫ変調されたフレーム同期信号、すなわち通信フ
レームの先頭を検出する。

【００５４】キャリア同期信号検出部１５は、フレーム
同期検出部１４で検出されたフレーム先頭の情報に基づ
いて、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ
信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間を検出
し、図４（ｂ）に示すような、その期間に応じたゲート
信号を生成する。位相補正部１３は、帯域制限フィルタ
１２が出力する信号を入力し、その位相ずれをキャリア
同期信号検出部１５から受けるゲート信号に基づいて補
正する。

【００５５】Ｃ／Ｎ検出部１６は位相補正手段の出力す
る信号を入力して、受信Ｃ／Ｎを検出する。周波数補正
動作判定手段１７は、キャリア同期信号検出部１５から
のゲート信号及び、Ｃ／Ｎ検出手段１６のＣ／Ｎ検出結
果を入力して、チャンネル切り替え時、切り替え直前の
Ｃ／Ｎが予め定めた値より高い場合は、８ＰＳＫ周波数
誤差検出部１１５の出力を選択するように周波数誤差切
り替え信号を周波数誤差切り替え部１１６に出力すると
ともに、図４（ｃ）に示すような通信フレームの全期間
を示すゲート信号をループフィルタ１１２に出力する。

【００５６】一方、チャンネル切り替え時、切り替え直
前のＣ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、ＢＰＳＫ周
波数誤差検出部１１１の出力を選択するように周波数誤
差切り替え信号を周波数誤差切り替え部１１６に出力す
るとともに、図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内
のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリ
ア同期補助信号の期間に応じたゲート信号をループフィ
ルタ１１２に出力する。

【００５７】次に、第１の実施形態に係る復調装置が行
う動作を、処理の流れに沿って図２、図３をさらに参照
して詳細に説明する。

【００５８】図３は、従来の復調装置が行う動作を示す
フローチャートである。図２は、周波数補正部１１Ａの
さらに詳細な構成を示すブロック図である。

【００５９】まず、図３（ａ）により、電源投入時の動
作を説明する。電源投入の要求があると（ステップＳ
１）、まずチューナによるチャンネルの選択が行われる
（ステップＳ２）。図１に示す復調装置はチューナ（図
示せず）を介して直交検波部１０に入力される信号に対
し、まずキャリア同期信号検出部１５において、フレー
ム同期検出部１４で検出されたフレームの先頭位置に基
づいて、図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフ
レーム同期、信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア
同期補助信号の期間に応じたＢＰＳＫゲート信号を生成
する（ステップＳ３）。

【００６０】そして、キャリア同期信号検出部１５は、
生成したＢＰＳＫゲート信号を、位相補正部１３および
周波数補正動作判定部１７にそれぞれ出力する。

【００６１】次に、図２を参照して、周波数補正部１１
Ａの動作を説明する。図２において、周波数補正部１１
Ａは、遅延検波部１１１ａとＢＰＳＫ位相誤差検出部１
１１ｂとで構成されるＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１
と、遅延検波部１１５ａと８ＰＳＫ位相誤差検出部１１
５ｂとで構成される８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５
と、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１の出力信号と８Ｐ
ＳＫ周波数誤差検出部１１５の出力信号とを、周波数補
正動作判定手段１７から出力される周波数誤差切り替え
信号に従って切り替える周波数誤差選択部１１６と、切
替部１１２ａと定数発生部１１２ｂと加算器１１２ｃと
遅延部１１２ｄとで構成されるループフィルタ１１２
と、加算器１１３ａと遅延部１１３ｂとコサイン波発生
部１１３ｃとサイン波発生部１１３ｄとで構成される数
値制御発振部１１３と、複素乗算部１１４とを備える。

【００６２】直交検波部１０が出力する信号は、複素乗
算部１１４および帯域制限フィルタ１２を介して、ＢＰ
ＳＫ周波数誤差検出部１１１の遅延検波部１１１ａ、及
び８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５の遅延検波部１１５
ａに入力される。遅延検波部１１１ａ及び１１５ａは、
現在のｎ相ＰＳＫ変調信号（ｎ＝２ ，４ ，８ …、
以下同じ）と、その１シンボル前のｎ相ＰＳＫ変調信号
の複素共役信号との複素乗算を行い、遅延検波出力を算
出する。

【００６３】この遅延検波出力の算出式を、下記式
（１）に示す。

【００６４】

【数２】

【００６５】ここで、 Ｄ１：ｎ相ＰＳＫ変調信号の現在のシンボルの位相状態
(0〜(n-1)) Ｄ０：ｎ相ＰＳＫ変調信号の１シンボル前の位相状態(0
〜(n-1)) Δｆ：等価低域信号の周波数誤差［Ｈｚ］ ｔ１：現在の時刻［ｔ］ ｔ０：１シンボル前の時刻［ｔ］ Ｔｓ：シンボル周期［ｔ］ とする。

【００６６】ＢＰＳＫの場合、上記式（１）により周波
数誤差が無ければ遅延検波出力の位相状態は、図８
（ａ）中の●印に示すようにπ・ｎ（ｎ＝０〜１）にあ
る。しかし、周波数誤差Δｆがあると、×印に示すよう
に２π・Δｆ・Ｔｓ（＝θ）分、位相が●印よりずれる
ことになる。

【００６７】一方、８ＰＳＫの場合、周波数誤差が無け
れば遅延検波出力の位相状態は、図８（ｂ）中の●印に
示すようにπ・ｎ／４（ｎ＝０〜７）にある。しかし、
周波数誤差Δｆがあると、×印に示すように２π・Δｆ
・Ｔｓ（＝θ）分、位相が●印よりずれることになる。

【００６８】そこで、ＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂ
及び８ＰＳＫ位相誤差検出部１１５ｂでは、周波数誤差
が無い場合の●印を受信側の基準として、周波数誤差の
ある場合の×印との位相差を周波数誤差として検出す
る。この遅延検波出力より周波数誤差を求めるのには、
遅延検波出力をａｒｃｔａｎ（ｙ／ｘ）でシンボル間に
おける位相変化を求めて周波数誤差とする方法がある
が、簡略化して周波数誤差と比例する量として、検波出
力で得られたｘ，ｙそのものを周波数誤差として出力す
る方法がある。

【００６９】ＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂでは、遅
延検波出力をｙ軸で２つの領域に分け、遅延検波出力の
直交成分ｙを周波数誤差とするもので、ｘ＞０（―π／
２[ラジアン]＜θ＜＋π／２［ラジアン］)のａ領域の
場合、ｙ≧０（０［ラジアン］≦θ＜＋π／２[ラジア
ン]）では、周波数誤差が正であり、遅延検波部１１１
ａの出力の直交成分（ｙ）は正になり、周波数誤差が大
きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）の絶
対値が大きくなる。

【００７０】一方、ｙ＜０（−π／２[ラジアン]＜θ＜
０［ラジアン］）では、周波数誤差が負であり、遅延検
波１１１ａの直交成分（ｙ）は負になり、周波数誤差が
大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）の
絶対値が大きくなる。従って、遅延検波出力を直交成分
（ｙ）で表すことが出来る。

【００７１】また、ｘ＜０（π／２[ラジアン]＜θ≦π
[ラジアン]、及び−π[ラジアン]＜θ＜−π／２[ラジ
アン])のｂ領域の場合、ｙ≧０（π／２[ラジアン]＜θ
≦π[ラジアン]）では、周波数誤差が負であり、遅延検
波部１１１ａの出力の直交成分（ｙ）は正になり、周波
数誤差が大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分
（ｙ）の絶対値が大きくなる。

【００７２】一方、ｙ＜０（−π[ラジアン]＜θ＜−π
／２[ラジアン])では、周波数誤差が正であり、遅延検
波部１１１ａの出力の直交成分（ｙ）は負になり、周波
数誤差が大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分
（ｙ）の絶対値は大きくなる。従って、遅延検波出力の
直交成分（−１）・ｙを周波数誤差とすることが出来
る。

【００７３】８ＰＳＫ位相誤差検出部１１５ｂでは、遅
延検波出力結果を （（ｎ・π／４）±（π／８））
［ラジアン］（ｎ＝０，１，２，３，４，５，６，７）
で８つの領域に分け、そのうち座標軸を含む領域（（ｎ
・π／２）±（π／８））［ラジアン］内の領域（ｎ＝
０，１，２，３）、ａ，ｂ，ｃ，ｄの領域に入ったとき
に、遅延検波出力の同相成分（ｘ）または、直交成分
（ｙ）は周波数誤差信号とする。

【００７４】例えば、ａ領域（（０±π／８）［ラジア
ン］内の領域）であると、０［ラジアン］≦θ＜＋π／
８[ラジアン]では周波数誤差が正であり、遅延検波部１
１５ａの出力の直交成分（ｙ）は正になり、周波数誤差
が大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）
の絶対値が大きくなる。従って、遅延検波出力を直交成
分（ｙ）で表すことが出来る。

【００７５】一方、−π／８[ラジアン] ＜θ＜０［ラ
ジアン］では周波数誤差が負であり、遅延検波１１５ａ
の直交成分（ｙ）は負になり、周波数誤差が大きくなる
とともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）の絶対値が大
きくなる。従って、遅延検波出力の直交成分（−１）・
ｙを周波数誤差とすることが出来る。

【００７６】このようにａ，ｂ，ｃ，ｄ領域の時、その
周波数誤差に比例する値として、図８（ｂ）に示すよう
に、それぞれｙ，−ｘ，−ｙ，ｘを周波数誤差信号とし
て出力する。

【００７７】また、８つの領域の内、座標軸を含まない
領域（π／４＋（ｎ・π／２）±（π／８））[ラジア
ン]内の領域（ｎ＝０，１，２，３））、ｅ，ｆ，ｇ，
ｈの領域にある時は、遅延検波信号をπ／４だけ位相回
転させることにより、その信号の同相成分（ｘ）、直交
成分（ｙ）もまた、周波数誤差と比例した信号とみなす
ことが出来る。

【００７８】そのために、遅延検波手段１１５ａの出力
を図８（ｂ）に示すように、ｘ＝ｙ・ｃｏｔ（π／８
[ラジアン]）、 ｘ＝−ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジア
ン]）、ｙ＝ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）、及びｙ
＝―ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）の直線により遅延
検波信号を８つの領域で領域判定を行い、遅延検波信号
が８つの領域のうち、領域ａのとき（ｘ＞ｙ・ｃｏｔ
（π／８[ラジアン]）かつ、ｘ＞−ｙ・ｃｏｔ（π／
８）[ラジアン]のとき）は遅延検波信号の直交成分
（ｙ）を周波数誤差信号とし、領域ｂのとき（ｙ＞ｘ・
ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｙ＞−ｘ・ｃｏｔ
（π／８）[ラジアン]のとき）は遅延検波信号の同相成
分（ｘ）・（−１）を周波数誤差信号とし領域ｃのとき
（ｘ＜ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｘ＜−ｙ
・ｃｏｔ（π／８）[ラジアン]のとき）は遅延検波信号
の直交成分（ｙ）・（−１）を周波数誤差信号とし、領
域ｄのとき（ｙ＜ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）か
つ、ｙ＜−ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）のとき）は
遅延検波信号の同相成分（ｘ）を周波数誤差信号とし、
領域ｅのとき（ｘ＜ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）か
つ、ｙ＜ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）のとき）はπ
／４位相回転後の遅延検波信号の同相成分（ｘ）・（−
１）を周波数誤差信号とし、領域ｆのとき（ｘ＞−ｙ・
ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｙ＜−ｘ・ｃｏｔ
（π／８[ラジアン]）のとき）はπ／４位相回転後の遅
延検波信号の直交成分（ｙ）・（−１）を周波数誤差信
号とし、領域ｇのとき（ｘ＞ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジ
アン]）かつ、ｙ＞ｘ・ｃｏｔ（π／８）[ラジアン]の
とき）は、π／４位相回転後の遅延検波信号の同相成分
（ｘ）を周波数誤差信号とし、領域ｈのとき（ｘ＜−ｙ
・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｙ＞−ｘ・ｃｏｔ
（π／８[ラジアン]）のとき）は、π／４位相回転後の
遅延検波信号の同相成分（ｙ）を周波数誤差信号として
出力する。

【００７９】ところで、上記ＢＰＳＫ周波数検出部１１
１と、８ＰＳＫ周波数誤差検出１１５との違いは、周波
数誤差が検出可能なＣ／Ｎ範囲である。検出可能Ｃ／Ｎ
については、図９に示すように雑音によるシンボルの広
がりが、ＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂおよび８ＰＳ
Ｋ位相誤差検出部１１５ｂで設定した、上記の各領域内
に納まるかどうかで決まる。誤動作なく周波数誤差が検
出可能なＣ／Ｎは、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１で
は約０ｄＢ以上、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５では
約８ｄＢ以上である。

【００８０】このＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂ、及
び８ＰＳＫ位相誤差検出部１１５ｂで検出した周波数誤
差は、周波数誤差選択部１１６に入力され、周波数補正
動作判定部１７に従って周波数誤差が選択される。

【００８１】電源投入後の初めての周波数補正動作で
は、周波数補正動作判定部１７は、現在のＣ／Ｎが不明
であるため、低Ｃ／Ｎの場合でも周波数誤差が検出可能
なＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂの出力を選択するよ
うに制御する。

【００８２】周波数誤差選択部１１６で選択されたＢＰ
ＳＫ位相誤差検出部１１１ｂの出力は、切替部１１２ａ
を介して加算器１１２ｃおよび遅延部１１２ｄからなる
ループフィルタに入力され、周波数誤差の平均化がなさ
れる。

【００８３】ここで、ループフィルタ１１２は、１通信
フレーム内のＢＰＳＫ変調がされているフレーム同期信
号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の
期間のみに得られる周波数誤差に関して平均化を行うた
め、周波数補正動作判定部１７はキャリア同期信号検出
部１５が出力するゲート信号をそのまま、切替部１１２
ａに出力する。

【００８４】この切替部１１２ａは、ゲート信号のＢＰ
ＳＫ変調信号の期間（図４（ｂ）においてＨｉレベル期
間）にＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂが出力する周波
数誤差をループフィルタに入力し、それ以外の期間に
は、定数発生部１１２ｂが発生する「定数０」をループ
フィルタに入力するように切替えを行う。

【００８５】そして、ループフィルタ１１２の出力信号
は、数値演算発振部（ＮＣＯ）１１３を制御し、そこで
得られる発振信号により、複素乗算部３２４で周波数誤
差が打ち消される。これにより、周波数誤差が補正され
る（ステップＳ４）。

【００８６】周波数補正が完了すると（ステップＳ
５）、位相補正部１３は前記キャリア同期信号検出部１
５で生成されたＢＰＳＫゲート信号により、図４（ｂ）
に示すような１通信フレーム内のフレーム同期信号／Ｔ
ＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間で
位相誤差を補正する。これにより、位相誤差が補正さ
れ、位相同期が完了する（ステップＳ６）。その後、定
常の復調処理に移行する（ステップＳ７）。

【００８７】ここでの定常の復調処理とは、位相補正部
１４が位相同期した後の復調動作のことであり、雑音等
の影響で周波数補正部１１における周波数誤差の変動に
より数値制御発振手段１１３の発振周波数が変化して、
位相補正部１４において位相同期を外さないようにする
ことである。

【００８８】例えば、一度位相同期した後、何らかの原
因で位相同期が外れるまでは、周波数補正部１１のルー
プフィルタ１２の係数更新を停止したり、ループゲイン
を下げる（感度を下げる）等の処理を行う。

【００８９】次に、図３（ｂ）により、チャンネル切り
替え時の動作を説明する。なお、図３（ｂ）において、
上記電源投入時の動作で説明した図３（ａ）と同一の処
理を行うステップについては、同一のステップ番号を付
してその説明を省略する。

【００９０】チャンネル切り替え要求があると（ステッ
プＳ１０）、まず図１に示す復調装置はＣ／Ｎ検出部１
６により、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎを検出
し、その検出結果は周波数補正動作判定部１７に出力さ
れる（ステップＳ１１）。

【００９１】Ｃ／Ｎ検出が完了すると、チューナにより
チャンネルの選択が行われ、チャンネルが切り替わる
（ステップ２）。次に、チューナ（図示せず）を介して
直交検波部１０に入力される信号に対し、キャリア同期
信号検出部１５において、図４（ｂ）に示すような１通
信フレーム内のフレーム同期、信号／ＴＭＣＣ信号の期
間およびキャリア同期補助信号の期間に応じたＢＰＳＫ
ゲート信号を生成する（ステップＳ３）。

【００９２】そして、キャリア同期信号検出部１５は、
生成したＢＰＳＫゲート信号を、位相補正部１３および
周波数補正動作判定部１７にそれぞれ出力する。

【００９３】周波数補正動作判定部１７は、前記チャン
ネル選択直前の受信Ｃ／Ｎに基づいて、下記に示すよう
に周波数補正動作を判定する（ステップＳ１２）。前記
チャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より高
い場合は、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５の出力を選
択するように周波数誤差切り替え信号を周波数誤差切り
替え部１１６に出力するとともに、図４（ｃ）に示すよ
うな通信フレームの全期間を示すゲート信号をループフ
ィルタ１１２に出力する。

【００９４】一方、チャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが
予め定めた値より低い場合は、ＢＰＳＫ周波数誤差検出
部１１１の出力を選択するように周波数誤差切り替え信
号を周波数誤差切り替え部１１６に出力するとともに、
図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフレーム同
期、信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助
信号の期間に応じたゲート信号をループフィルタ１１２
に出力する。ここで、周波数補正動作を判定する受信Ｃ
／Ｎの閾値は、前記８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５が
誤動作なく周波数誤差検出が出来るＣ／Ｎであり、約８
ｄＢが目安となる。

【００９５】上記周波数補正動作判定部１７の判定結果
に従って、周波数補正部１１Ａは下記（表１）に示すよ
うに周波数補正動作を行う。前記チャンネル選択直前の
受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より高い場合は、全通信フレ
ーム内で最も位相数が大きい位相変調である、８ＰＳＫ
シンボルを基準に検出した周波数誤差により、全シンボ
ル期間で周波数補正動作を行い（ステップＳ１３）、チ
ャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より低い
場合は、全通信フレーム内で最も位相数が小さい位相変
調である、ＢＰＳＫシンボルを基準に検出した周波数誤
差により、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭ
ＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間で周
波数補正動作を行う（ステップＳ４）。

【００９６】

【表１】

【００９７】周波数補正が完了すると（ステップＳ５ま
たは、ステップＳ１４）、位相補正部１３は前記キャリ
ア同期信号検出部１５で生成されたＢＰＳＫゲート信号
により、図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフ
レーム同期、信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア
同期補助信号の期間で位相誤差を補正する。これによ
り、位相誤差が補正され、位相同期が完了する（ステッ
プＳ６）。その後、定常の復調処理に移行する（ステッ
プＳ７）。

【００９８】なお、図３（ｂ）のフローチャートにおい
て、キャリア同期信号検出部１５の動作（ステップＳ
３）は、周波数補正動作判定部１７の動作（ステップＳ
１２）より前のステップに記載したが、ステップＳ３
は、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信
号の期間およびキャリア同期補助信号の期間期間を表す
ゲート信号が必要になる、低Ｃ／Ｎ時の周波数補正部１
１の動作（ステップＳ４）または、位相補正部１３の動
作（ステップＳ６）より前のステップであれば、動作す
る順序を特に制限しなくても何ら問題はない（以下、各
実施形態におけるステップＳ３の処理においても同
様）。

【００９９】また、上記の説明では電源投入時及び、チ
ャンネル切り替え時で低Ｃ／Ｎ時の周波数補正動作と、
位相補正動作とは、図４（ｂ）に示した１通信フレーム
内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャ
リア同期補助信号の期間を示すゲート信号に従って行っ
ていたが、図４（ｄ）に示すような、１通信フレーム内
のキャリア同期補助信号の期間を示すゲート信号に従っ
て行っても同様の効果が得られる（以下、各実施形態に
おいても同様）。

【０１００】以上のように、本発明の第１の実施形態に
係る復調装置によれば、チャンネル切り替え時に、切り
替え直前の受信Ｃ／Ｎを検出して、受信Ｃ／Ｎが予め定
めた値より高い場合は、全通信フレーム内で最も位相数
が大きい位相変調である、８ＰＳＫを基準に検出した周
波数誤差により、全シンボル期間で周波数補正動作を行
い、受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、全通信
フレーム内で最も位相数が小さい位相変調である、ＢＰ
ＳＫを基準に検出した周波数誤差により、キャリア同期
補助信号の期間で周波数補正動作を行うことより、通常
Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期までの処理
で、その大部分の時間を占める周波数引き込み時間を短
縮することができ、牽いてはチャンネル切り替え動作を
高速にすることができる。

【０１０１】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態に係る復調装置は、上記第１の実施形態に係る復調装
置において、周波数補正部１１Ａの誤動作を防止と、更
なる周波数補正の高速化を行うものである。

【０１０２】そこで、衛星放送受信における周波数のず
れと、周波数補正部１１Ａの誤動作について説明する。
衛星より到来する１２ＧＨｚ帯の電波は、衛星放送受信
アンテナで受信し、１ＧＨｚ帯に周波数変換した後、受
信機に入力される。衛星放送受信における周波数のずれ
で大部分を占めるのは、衛星放送用アンテナの周波数変
換器における周波数ずれであり、一般的に±１．５ＭＨ
ｚとされている。

【０１０３】これに、チューナーなどにおける周波数ず
れを加えると、±２．０ＭＨｚ程度の周波数ずれが生じ
ることになり、この周波数ずれを復調装置で除去する必
要がある。

【０１０４】さて、上記第１の実施形態に係る復調装置
では、チャンネル切り替え時、チャンネル切り替え直前
の受信Ｃ／Ｎに基づいて、全通信フレーム内で最も位相
数が大きい位相変調である８ＰＳＫシンボルを基準に検
出した周波数誤差により、全シンボル期間で周波数補正
動作を行うか、全通信フレーム内で最も位相数が小さい
位相変調であるＢＰＳＫシンボルを基準に検出した周波
数誤差により、１通信フレーム内のフレーム同期信号／
ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間
で周波数補正動作を行うか、を切り替えていた。

【０１０５】８ＰＳＫシンボルおよびＢＰＳＫシンボル
を基準に周波数誤差を検出する場合、誤動作なく周波数
誤差が検出できる、つまり周波数補正が可能なのは、シ
ンボル速度（以下シンボルレートと示す）と、位相変調
の位相数で決まり、下記式（２）で表すことが出来る。

【０１０６】

【数３】

【０１０７】例えば、シンボルレートが２８．８６ＭＨ
ｚの場合、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１では±７．
２１５ＭＨｚ、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５では±
１．８０３７５ＭＨｚまでの周波数誤差検出が可能にな
る。

【０１０８】従って、チャンネル切り替え時でＣ／Ｎが
高いときの８ＰＳＫによる周波数誤差検出では、±２Ｍ
Ｈｚの周波数ずれがある場合、周波数補正部が誤動作し
てしまう。

【０１０９】以下、上述した周波数補正手段の誤動作の
防止と、更なる周波数補正の高速化を行う、本発明の第
２の実施形態に係る復調装置について説明する。

【０１１０】図５は、請求項２，４に対応する、本発明
の第２の実施形態に係る復調装置の構成を示すブロック
図である。図５において、第２の実施形態に係る復調装
置は、直交検波部１０と、周波数補正部１１Ｂと、帯域
制限フィルタ１２と、位相補正部１３と、フレーム同期
検出部１４と、キャリア同期信号検出部１５、Ｃ／Ｎ検
出部１６と、周波数補正動作判定部１７と、第２のフレ
ーム同期検出部１８を備える。

【０１１１】また、周波数補正部１１Ｂは、ＢＰＳＫ周
波数誤差検出部１１１と、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１
１５と、周波数誤差切り替え部１１６と、ループフィル
タ１１２Ａと、数値制御発振部１１３と、複素乗算部１
１４と、記憶装置１１７とを備える。

【０１１２】図７は、第２の実施形態に係る復調装置が
行う動作を示すフローチャートである。

【０１１３】図５に示すように、第２の実施形態に係る
復調装置は、上記第１の実施形態に係る復調装置に対
し、位相補正部１３の出力からフレーム同期信号を検出
する第２のフレーム同期検出部１８を更に加え、ループ
フィルタ１１２を有する周波数補正部１１Ａから、ルー
プフィルタ１１２Ａを有し、更にループフィルタ１１２
Ａの出力を保存する記憶装置１１７を加えた周波数補正
部１１Ｂに代えた構成である。

【０１１４】なお、第２の実施形態に係る復調装置のそ
の他の構成は、上記第１の実施形態に係る復調装置の構
成と同様であり、当該構成部分については同一の参照番
号を付してその説明を省略する。

【０１１５】また、図７において図３と同一の処理を行
うステップについては、同一のステップ番号を付してそ
の説明を省略する。

【０１１６】以下、第２の実施形態に係る復調装置が上
記第１の実施形態に係る復調装置と異なる動作を行う部
分について説明する。

【０１１７】図７（ａ）の電源投入後の動作では、ＢＰ
ＳＫ周波数補正動作（ステップＳ４）、位相補正動作
（ステップＳ６）の後、第２のフレーム同期検出部１８
でフレーム同期が確立したら（ステップＳ２０）、外部
の演算処理装置（ＣＰＵ）の命令により、周波数補正部
１１Ｂのループフィルタ１１２Ａの出力を記憶装置１１
７に保存する（ステップＳ２１）。その後、定常の復調
処理に移行する（ステップＳ７）。

【０１１８】図７（ｂ）のチャンネル選択要求後の動作
では、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎ検出（ステ
ップＳ１１）、チューナーによる選局（ステップＳ２）
の後、記憶装置１１７に記憶している前回位相同期時の
ループフィルタ１１２Ａの出力を、ループフィルタ１１
２Ａにロードする（ステップＳ２２）。

【０１１９】ここで、図６を参照して、周波数補正部１
１Ｂの動作を説明する。図６において、周波数補正部１
１Ｂは、遅延検波部１１１ａとＢＰＳＫ位相誤差検出部
１１１ｂとで構成されるＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１
１と、遅延検波部１１５ａと８ＰＳＫ位相誤差検出部１
１５ｂとで構成される８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５
と、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１の出力信号と８Ｐ
ＳＫ周波数誤差検出部１１５の出力信号とを、周波数補
正動作判定手段１７から出力される周波数誤差切り替え
信号に従って切り替える周波数誤差選択部１１６と、切
替部１１２ａ、１１２ｅと定数発生部１１２ｂと加算器
１１２ｃと遅延部１１２ｄとで構成されるループフィル
タ１１２Ａと、加算器１１３ａと遅延部１１３ｂとコサ
イン波発生部１１３ｃとサイン波発生部１１３ｄとで構
成される数値制御発振部１１３と、複素乗算部１１４
と、記憶装置１１７とを備える。

【０１２０】図６に示すように、周波数補正部１１Ｂ
は、図２に示す周波数補正部１１Ａに対し、ループフィ
ルタ１１２が、記憶装置から値を入力できるように切替
部１１２ａを更に加えたループフィルタ１１２Ａに代わ
り、ループフィルタの出力を保存する記憶装置１１７を
加えた構成である。記憶装置１１７から前回位相同期時
のループフィルタ１１２Ａの出力信号をロードするに
は、切替部１１２ｅに外部の演算処理装置（ＣＰＵ）か
らリセット信号（パルス信号）を与えればよい。

【０１２１】そして、ループフィルタ１１２Ａは，まず
このロードされた値を出力して、数値制御発振部１１３
の発振周波数を前回位相同期時の周波数に設定する。周
波数補正部１１Ｂは、この時の数値制御発振部１１３の
発振周波数と、入力信号の周波数との周波数差より、再
度周波数補正をかけることになる。

【０１２２】このように、位相同期部１３が位相同期確
立したときの周波数補正部１１Ｂにおける周波数ずれの
補正値を、再度周波数補正部１１Ｂを動作させるときに
ロードすることは見かけ上、周波数ずれを小さくするこ
とになる。

【０１２３】以降、記憶装置１１７からロードされた値
を初期値として、周波数補正部１１Ｂは、チャンネル切
り替え直前の受信Ｃ／Ｎに基づいた周波数補正動作判定
部１７の判定結果に従って（ステップＳ１２）、前記チ
ャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より高い
場合は、全通信フレーム内で最も位相数が大きい位相変
調である、８ＰＳＫシンボルを基準に検出した周波数誤
差により、通信フレームの全シンボル期間で周波数補正
動作を行い（ステップＳ１３）、チャンネル選択直前の
受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、全通信フレ
ーム内で最も位相数が小さい位相変調である、ＢＰＳＫ
を基準に検出した周波数誤差により、１通信フレーム内
のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリ
ア同期補助信号の期間で周波数補正動作を行う（ステッ
プＳ４）。

【０１２４】周波数補正が完了すると（ステップＳ５ま
たは、ステップＳ１４）、位相補正部１３による位相補
正動作（ステップＳ６）行い、第２のフレーム同期検出
部１８でフレーム同期が確立したら（ステップＳ２
０）、外部の演算処理装置の命令により、周波数補正部
１１Ｂのループフィルタ１１２Ａの出力を記憶装置１１
７に保存する（ステップＳ２１）。その後、定常の復調
処理に移行する（ステップＳ７）。

【０１２５】以上のように、本発明の第２の実施形態に
係る復調装置は、周波数補正部１１Ｂに記憶装置１１７
を設け、電源投入後の第一回目の周波数補正は周波数補
正範囲が広いＢＰＳＫによる周波数補正を行い、位相同
期した時の周波数補正部１１Ｂにおけるループフィルタ
１１２Ａの出力を記憶装置１１７に記憶し、チャンネル
切り替えのとき、この記憶装置１１７に記憶した値を初
期値として周波数周波数補正部１１Ｂを動作させる。

【０１２６】これにより、チャンネル切り替え時の周波
数ずれが、見かけ上小さくなるので、受信Ｃ／Ｎが予め
定めた値よりも高いときに、８ＰＳＫによる周波数誤差
検出を行って周波数補正部１１を動作させても、誤動作
がなく、周波数補正の更なる高速化が可能になる。

【０１２７】なお、上記の説明では、周波数補正部１１
Ｂのループフィルタ１１２Ａの出力を記憶手段１１７に
保存する動作（ステップＳ２１）を、位相補正部１３の
位相同期が確立した（ステップＳ２０）後、に行ってい
たが、チャンネル切り替え要求（ステップＳ１０）後、
チューナー選局（ステップＳ２）までになら、動作する
順序を特に制限しなくても何ら問題はない。

【０１２８】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、チ
ャンネル切り替え時に受信Ｃ／Ｎに基づいて、パケット
内の全変調信号で周波数補正を行うか、またはパケット
内に分散配置されたキャリヤ同期補助信号を含む最小位
相変調信号を用いて周波数補正を行うかを選択すること
により、通常Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期
までの処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込
み時間を短縮することができ、牽いてはチャンネル切り
替え動作を高速にすることができる。

【０１２９】また、第２の発明によれば、第１の発明に
おいて、一度キャリア同期したとき周波数補正手段の引
き込み周波数を記憶し、チャンネル切り替え時に、記憶
した引き込み周波数を初期値として、周波数補正手段を
再動作させる。これにより、更なる周波数補正の高速化
と共に、周波数補正範囲が狭い最大位相変調に従った周
波数補正に起因する、周波数補正手段の誤動作を防止す
ることが出来る。

【０１３０】また、第３の発明によれば、チャンネル切
り替え時に受信Ｃ／Ｎに基づいて、パケット内の全変調
信号で周波数補正を行うか、またはパケット内に分散配
置されたキャリヤ同期補助信号を含む最小位相変調信号
を用いて周波数補正を行うかを選択することにより、通
常Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期までの処理
で、その大部分の時間を占める周波数引き込み時間を短
縮することができ、牽いてはチャンネル切り替え動作を
高速にすることができる。

【０１３１】また、第４の発明によれば、第３の発明に
おいて、一度キャリア同期したとき周波数補正手段の引
き込み周波数を記憶し、チャンネル切り替え時に、記憶
した引き込み周波数を初期値として、周波数補正手段を
再動作させる。これにより、更なる周波数補正の高速化
と共に、周波数補正範囲が狭い最大位相変調に従った周
波数補正に起因する、周波数補正手段の誤動作を防止す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る復調装置の構成
を示すブロック図

【図２】本発明の第１の実施形態に係る復調装置におけ
る周波数補正部１１Ａの更に詳細な構成を示すブロック
図

【図３】本発明の第１の実施形態に係る復調装置が行う
動作を示すフローチャート

【図４】通信フレームの構成と、周波数補正動作判定部
１７が出力するゲート信号を示す図

【図５】本発明の第２の実施形態に係る復調装置の構成
を示すブロック図

【図６】本発明の第２の実施形態に係る復調装置におけ
る周波数補正部１１Ｂの更に詳細な構成を示すブロック
図

【図７】本発明の第２の実施形態に係る復調装置が行う
動作を示すフローチャート

【図８】ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１及び８ＰＳＫ
周波数誤差検出部１１５の動作を示した図

【図９】ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１及び８ＰＳＫ
周波数誤差検出部１１５の受信Ｃ／Ｎに対する動作限界
を示した図

【図１０】従来例の復調装置の構成を示すブロック図

【図１１】従来例の復調装置における周波数補正部１１
の更に詳細な構成を示すブロック図

【図１２】従来例の復調装置が行う動作を示すフローチ
ャート

【図１３】キャリア同期ゲート信号生成部１５が出力す
るゲート信号を示す図

【符号の説明】

１０ 直交検波部 １１、１１Ａ、１１Ｂ 周波数補正部 １２ 帯域制限フィルタ １３ 位相補正部 １４ フレーム同期検出部 １５ キャリア同期ゲート信号生成部 １６ Ｃ／Ｎ検出部 １７ 周波数補正部動作判定部 １８ 第２のフレーム同期検出部 １１１ ＢＰＳＫ周波数誤差検出部 １１２ ループフィルタ １１３ 数値演算発振部 １１４ 複素乗算部 １１５ ８ＰＳＫ周波数誤差検出部 １１６ 周波数誤差切り替え部 １１７ 記憶装置 １１１ａ、１１５ａ 遅延検波部 １１１ｂ ＢＰＳＫ位相誤差検出部 １１５ｂ ８ＰＳＫ位相誤差検出部 １１２ａ、１１２ｅ 切替部 １１２ｂ 定数発生部 １１２ｃ、１１３ａ 加算部 １１２ｄ、１１３ｂ 遅延部 １１３ｃ サイン波発生部 １１３ｄ コサイン波発生部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊澤 町也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C025 AA18 BA13 DA01 5J103 AA11 AA26 BA04 CB01 DA03 DA04 DA16 DA22 DA28 DA32 DA41 GB03 HA06 HB02 HC03 HC12 5K004 AA01 AA05 BA02 FA03 FA06 FG03 FJ17 FK09 5K061 AA03 BB17 CC14 CC25 CC53

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の位相変調信号と共に、通信フレー
   ム内において位相数が最も少ない位相変調（以下、最小
   位相変調という）を用いて位相変調を施されたキャリア
   同期補助信号が等時間間隔に分散するように、時分割多
   重された当該通信フレームを受信すための復調装置であ
   って、前記通信フレーム内の予め定めた信号期間の周波
   数誤差を検出して周波数誤差の補正を行う周波数補正手
   段と、前記通信フレーム内の予め定めた信号期間の位相
   誤差を検出して位相ずれの補正を行う位相補正手段と、
   前記周波数補正手段の出力信号を入力し、前記通信フレ
   ームの同期信号を検出することでフレーム先頭位置を検
   出するフレーム同期検出手段と、前記フレーム同期検出
   手段で検出した前記フレーム先頭位置に基づいて、前記
   最小位相変調が施された期間のうち少なくとも前記キャ
   リア同期補助信号の期間（以下、同期信号期間という）
   を検出し、当該同期信号期間を与えるゲート信号を生成
   する同期信号検出手段と、前記位相補正手段の出力信号
   を入力し、受信信号のＣ／Ｎ（搬送波電力／雑音電力）
   の状態を検出するＣ／Ｎ検出手段と、チャンネル切り替
   え時、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎが予め定め
   たしきい値に対し高い場合は、前記通信フレームの全期
   間を与えるゲート信号を周波数補正手段に出力し、周波
   数補正手段における周波数誤差検出を前記通信フレーム
   内において位相数が最も大きい位相変調（以下、最大位
   相変調という）に従うように制御し、それ以外の場合
   は、前記同期信号期間を与えるゲート信号を周波数補正
   手段に出力し、周波数補正手段における周波数誤差検出
   を前記通信フレーム内において最小位相変調に従うよう
   に制御する周波数補正部動作判定手段とを備え、前記位
   相補正手段は、前記同期信号検出手段から出力されるゲ
   ート信号が与える同期信号期間において、前記最小位相
   変調に従った位相補正動作を行い、前記周波数補正手段
   は、前記周波数補正部動作判定手段に従って、チャンネ
   ル切り替え時、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎ
   が、予め定めたしきい値に対し高い場合は、前記通信フ
   レーム内において位相数が最も大きい位相変調に従った
   周波数誤差を検出し、前記通信フレームの全期間で周波
   数補正を行い、それ以外の場合は、前記通信フレーム内
   において前記最小位相変調に従った周波数誤差を検出
   し、前記同期信号期間で周波数補正を行うことを特徴と
   する復調装置。
2. 【請求項２】 周波数補正手段における数値制御発振手
   段を制御する平均化周波数誤差を保存する記憶手段を更
   に備え、チャンネル切り替え前に平均化周波数誤差を記
   憶手段で記憶し、チャンネル切り替え時に、記憶した平
   均化周波数誤差を初期値として、周波数補正部を動作さ
   せることを特徴とする、請求項１に記載の復調装置。
3. 【請求項３】 複数の位相変調信号と共に、通信フレー
   ム内において位相数が最も少ない位相変調（以下、最小
   位相変調という）を用いて位相変調を施されたキャリア
   同期補助信号が等時間間隔に分散するように、時分割多
   重された当該通信フレームの復調方法であって、チャン
   ネル切り替え直前に受信信号Ｃ／Ｎ（搬送波電力／雑音
   電力）の状態を検出するステップと、チャンネル切り替
   えステップと、前記通信フレームの同期信号を検出する
   ことで、前記最小位相変調が施された期間のうち少なく
   とも前記キャリア同期補助信号の期間（以下、同期信号
   期間という）を検出するステップと、予め定めたしきい
   値に対し検出した受信Ｃ／Ｎが高い場合は、前記通信フ
   レーム内において位相数が最も大きい位相変調に従った
   周波数誤差を検出し、前記通信フレームの全期間で周波
   数補正を行い、それ以外の場合は、前記通信フレーム内
   において前記最小位相変調に従った周波数誤差を検出
   し、前記同期信号期間で周波数補正を行うステップと、
   前記同期信号期間において、前記最小位相変調に従った
   位相の補正動作を行うステップとを備える、復調方法。
4. 【請求項４】 チャンネル切り替え前に周波数補正手段
   における数値制御発振手段を制御する平均化周波数誤差
   を保存するステップと、チャンネル切り替え時に、記憶
   した平均化周波数誤差を周波数補正手段の初期値とする
   ステップとを、更に備えることを特徴とする、請求項３
   に記載の復調方法。