JP2005217636A - Ｑａｍ送信システムおよびｑａｍ受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
現用系と予備系とを切り替えるＱＡＭ送信システムから送られる送信信号を受信するＱＡＭ受信装置が切り替え時にフレーム同期外れを起こさないようにする。
【解決手段】
現用系と予備系とを切り替えるＱＡＭ送信システムは、送信データに誤り訂正符号を付加し、誤り訂正符号を構成するフレーム中の特定位置において、送信データにＱＡＭの特定シンボルの信号を挿入し、送信する。ＱＡＭ受信側では、切り替え後のＱＡＭの信号点の位相ずれを、特定位置で把握した特定シンボルの信号点の位相を元に補正する。したがって、切り替え後に同期ずれを起こしても、１フレーム内の短期間で再同期が確立する。
【選択図】
図５

Description

本発明は、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation、直交振幅変調）送信システムおよびＱＡＭ受信装置に関し、特に現用のＱＡＭ送信装置と予備のＱＡＭ送信装置とを切り替えるＱＡＭ送信システムと、そのＱＡＭ送信システムから送られる送信信号を受信するＱＡＭ受信装置に関する。

ホットスタンバイにある現用系／予備系の切替を行うＱＡＭ送信システムにおいて、送信系の切替の際に生じる受信側でのエラーを軽減するため、現用系変調波と予備系変調波のデータ及びクロック位相を同一にして切替スイッチにより高速に切替を行うことにより変調波の瞬断時間を短縮している。さらに、ＱＡＭ受信装置側では発生したエラーを誤り訂正回路にて訂正する等の方策がとられる。

しかしながら、現用系変調波と予備系変調波のキャリア位相については現用系/予備系装置間の位相差を一致させることが極めて困難なため、切替時にはキャリア位相の急変が発生する。ＱＡＭ、特に多値ＱＡＭではキャリア位相の急変により再生キャリアの位相が大きくずれた場合、キャリア位相誤差の検出ゲインが低いため、位相誤差の修正に時間がかかる。このため、ＱＡＭ受信装置側での同期回復をできるだけ短くする各種の工夫がなされている。

例えば、特許文献１には、回線のＣ／Ｎ（信号対雑音比）値を求め、Ｃ／Ｎ値により受信搬送波と再生搬送波の周波数差が近づいたことを判定した時に、瞬時に搬送波掃引回路の動作を止め、再生搬送波を受信搬送波に同期させるＱＡＭの復調システムが開示されている。

また、特許文献２には、多値数の大きい直交振幅変調信号の受信搬送波と再生搬送波の周波数を同期させるため、最も大きい振幅値を持つ受信シンボル点、または２番目に大きい振幅値を持つ受信シンボル点を受信した時に、その受信シンボル点を原点Ｏと最大シンボル点をもつ理想シンボル点とを結ぶ直線上に移動するように直交座標軸を回転させることで短時間に周波数同期を確立する技術が開示されている。

特開２００２−１１８６１４号公報 （図１） 特開平９−２３８１７３号公報 （図１、図５３）

しかしながら、従来の知られた技術では、受信装置側での同期回復をできるだけ短くすることしかできない。すなわち、現用系と予備系とを切り替えるＱＡＭ送信システムから送られる送信信号を受信する場合、受信装置側だけで切り替わった後の信号から同期回復を試みるように動作する。したがって、どうしても位相誤差の修正に時間がかかってしまい、誤り時間が増大してフレーム同期外れに至る場合が生じる虞がある。

本発明の目的は、現用系と予備系とを切り替えるＱＡＭ送信システムから送られる送信信号を受信するＱＡＭ受信装置が切り替え時にフレーム同期外れを起こさないようなＱＡＭ送信システムおよびＱＡＭ受信装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係るＱＡＭ送信システムは、第１の視点によれば、送信データに誤り訂正符号を付加し、誤り訂正符号を構成するフレーム中の特定位置において、誤り訂正符号が付加された送信データにＱＡＭの特定シンボルの信号を挿入し、特定シンボルが挿入された信号を送信するＱＡＭ送信装置を２台備える。また、２台のＱＡＭ送信装置からの送信信号を切替信号により切り替えるように構成する。

また、本発明に係るＱＡＭ送信システムは、第２の視点によれば、現用のＱＡＭ送信装置と、予備のＱＡＭ送信装置と、現用のＱＡＭ送信装置と予備のＱＡＭ送信装置とから送信される信号を切替信号により切り替える切替器とを備える。ＱＡＭ送信装置は、送信データに誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号化器と、誤り訂正符号を構成するフレーム中の特定位置において、誤り訂正符号が付加された送信データにＱＡＭの特定シンボルに対応する信号を挿入する特定シンボル信号挿入器と、特定シンボルが挿入された信号をＱＡＭで変調する変調器と、変調された信号を送信する送信器と、を備える。

本発明において、好ましくは、切り替え時点の少なくとも後の特定位置に特定シンボルの信号が挿入される構成としてもよい。

また、本発明において、好ましくは、切り替え時点の前後の特定位置に特定シンボルの信号が挿入される構成としてもよい。

さらに、本発明において、好ましくは、特定シンボルの信号を挿入後、所定の時間経過後に切り替え時点が到来するようにＱＡＭ送信装置から送信される信号を切り替える構成としてもよい。

また、本発明において、好ましくは、一つのフレーム内における特定シンボルの信号の挿入回数および挿入時間は、誤り訂正符号を復号する際に訂正可能となる範囲内であってもよい。

さらに、本発明において、好ましくは、特定シンボルは、ＱＡＭの最大振幅を生成する４つの信号点の内の一つに対応するシンボルであってもよい。

また、本発明に係るＱＡＭ受信装置は、第３の視点によれば、受信信号を局部発振出力信号によって直交復調して復調ベースバンド信号を得て、復調ベースバンド信号の位相平面上における正規信号点からの位相誤差を元に局部発振出力信号を制御すると共に、復調ベースバンド信号からＱＡＭデータを判定して復調データを出力するＱＡＭ受信装置に適用される。復調データから検出した誤り訂正符号のフレーム中の特定位置におけるＱＡＭの信号点には特定シンボルの信号が挿入されることを常に検知し、検知された特定シンボルの信号点が対応する正規信号点からずれたならば、ずれを修正するように位相誤差を補正するように構成される。

さらに、本発明に係るＱＡＭ受信装置は、第４の視点によれば、受信信号を局部発振出力信号によって直交復調して復調ベースバンド信号を得て、復調ベースバンド信号の位相平面上における正規信号点からの位相誤差を元に局部発振出力信号を制御すると共に、復調ベースバンド信号からＱＡＭデータを判定して復調データを出力するＱＡＭ受信装置に適用される。ＱＡＭ受信装置は、復調データから誤り訂正符号のフレームを検出して復調データの誤りを訂正して出力する誤り訂正回路を備える。また、誤り訂正符号のフレーム中の特定位置において検出したＱＡＭの特定シンボルの信号の位相と、受信済みであって固定されている特定シンボルの信号に対応する位相との位相差を検出する特定シンボル信号検出器を備える。さらに、特定シンボル信号検出器が検出した位相差に対応するシフト量を算出する位相シフト回路を備え、シフト量に基づいて位相誤差が補正されるように構成される。

また、本発明に係るＱＡＭ受信装置は、第５の視点によれば、直交する２つの成分に分離した受信信号と、９０°の位相差を持つ２つの局部発振出力信号との複素演算を行い、直交する２つの信号からなる復調ベースバンド信号を出力する複素乗算器を備える。また、復調ベースバンド信号における正規信号点からの位相誤差を検出してキャリア位相誤差信号を出力する位相検波器と、キャリア位相誤差信号の低域成分を取り出して出力するループフィルタと、ループフィルタから出力される信号の大きさにより回転速度が変化する位相信号を出力する数値制御発信器とを備える。さらに、位相信号の角度に応じて２つの局部発振出力信号を発生するデータ変換器を備える。また、復調ベースバンド信号からＱＡＭデータを判定して復調データを出力するデータ判定回路と、復調データから誤り訂正符号のフレームを検出して復調データの誤りを訂正して出力する誤り訂正回路と、を備える。さらに、誤り訂正符号のフレーム中の特定位置において検出したＱＡＭの特定シンボルの信号の位相と、受信済みであって固定されている特定シンボルの信号に対応する位相との位相差を検出する特定シンボル信号検出器を備える。また、特定シンボル信号検出器が検出した位相差に対応するシフト量を算出する位相シフト回路を備える。さらに、シフト量と数値制御発振器が出力する位相信号の角度とを加算して加算結果をデータ変換器に入力する加算器を備える。

本発明において、ＱＡＭ受信装置における特定位置は、好ましくは、ＱＡＭ送信システムにおける特定位置である。

本発明において、ＱＡＭ受信装置における特定シンボルは、好ましくは、ＱＡＭ送信システムにおける特定シンボルである。

本発明において、ＱＡＭ受信装置は、好ましくは、ＱＡＭ送信システムから送信される送信信号を受信するように構成される。

本発明に係るＱＡＭ送信システムとＱＡＭ受信装置によれば、ＱＡＭ受信装置において、ＱＡＭ送信装置の切り替え後のＱＡＭの信号点の位相を特定位置で把握して受信信号の位相を補正するので、フレーム同期外れを起こさないようにすることができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るＱＡＭ送信システムのブロック図である。図１において、ＱＡＭ送信システムは、現用のＱＡＭ送信装置１０ａと、予備のＱＡＭ送信装置１０ｂと、現用のＱＡＭ送信装置１０ａと予備のＱＡＭ送信装置１０ｂとから出力される送信波を切替信号２３により切り替える切替器１５とを備える。

予備のＱＡＭ送信装置１０ｂは、現用のＱＡＭ送信装置１０ａに何らかの理由、例えば障害などが発生した際に、切り替えられるものであって、現用のＱＡＭ送信装置１０ａと予備のＱＡＭ送信装置１０ｂとは、同一の構成である。したがって、ＱＡＭ送信装置１０ａについてのみ説明する。

ＱＡＭ送信装置１０ａは、誤り訂正符号化器１１、特定シンボル信号挿入器１２、変調器１３、送信機１４を備える。誤り訂正符号化器１１には、フレーム信号２１およびデータ信号２２が入力され、フレーム信号２１と、フレーム信号２１に同期する誤り訂正符号とが入力されたデータ信号２２に挿入され、特定シンボル信号挿入器１２に出力される。

特定シンボル信号挿入器１２には、誤り訂正符号が挿入されたデータ信号２２、フレーム信号２１および切替信号２３が入力される。特定シンボル信号挿入器１２は、誤り訂正符号を構成するフレーム信号２１中の特定位置において、特定シンボル信号挿入器１２に入力された送信データ中にＱＡＭの特定シンボルの信号を挿入する。なお、この特定位置は、フレーム信号２１中の予め定めた位置であって、１フレーム内に一ヶ所以上設けるものとする。また、一つのフレーム中における特定シンボルの信号の挿入回数あるいは挿入時間は、誤り訂正符号を復号する際に訂正可能となる範囲内であるように定められるものとする。

なお、特定シンボルの信号の挿入は、現用系／予備系のＱＡＭ送信装置の切り替えとは無関係に常時行ってもよい。すなわち、特定シンボルの信号を挿入することによる誤りの発生は、復号する際に訂正可能となる範囲内であるためにＱＡＭ受信装置で常に訂正可能となっている。また、切り替えの前後において特定シンボルの信号を挿入してもよい。ただし、ＱＡＭ受信装置で早急に同期回復するために、少なくとも切り替えの後において特定シンボルの信号が挿入されていることは必要である。

一般に、切替信号２３の発生時刻をある程度前後させることが可能である。この場合、特定シンボルの信号を挿入後、所定の時間経過後に切替信号２３が入力されることが望ましい。すなわち、所定の時間経過させることで、挿入された特定シンボルの信号の位相検知をＱＡＭ受信装置において確実にすることが可能である。

変調器１３は、特定シンボル信号挿入器１２から出力される信号に対してＱＡＭによる変調を施す。

送信機１４は、変調器１３から出力される変調信号を送信波信号として切替器１５に出力する。

切替器１５は、現用のＱＡＭ送信装置１０ａと予備のＱＡＭ送信装置１０ｂとから出力される送信波信号を切替信号２３により切り替えて出力端子２４から出力する。

次に、ＱＡＭ信号を受信するＱＡＭ受信装置について説明する。本発明の実施形態に係るＱＡＭ受信装置は、受信信号を局部発振出力信号によって直交復調して復調ベースバンド信号を得て、復調ベースバンド信号の位相平面上における正規信号点からの位相誤差を元に局部発振出力信号を制御すると共に、復調ベースバンド信号からＱＡＭデータを判定して復調データを出力するようなＱＡＭ受信装置に適用される。

以上のようなＱＡＭ受信装置において、復調データから検出した誤り訂正符号のフレーム中の特定位置におけるＱＡＭの信号点には特定シンボルの信号が挿入されることを常に検知し、検知された特定シンボルの信号点が対応する正規信号点からずれたならば、ずれを修正するように位相誤差を補正する。

次に、ＱＡＭ受信装置をさらに詳しく説明する。図２は、本発明の実施形態に係るＱＡＭ受信装置のブロック図である。図２において、ＱＡＭ受信装置は、掛算器３１、３２、局部発振器３３、位相器３４、アナログ／デジタル変換器３５、３６、低域フィルタ（ディジタルＬＰＦ）３７、３８、複素乗算器３９、クロック再生回路４０、データ判定回路４１、誤り訂正回路４２、位相検波器４３、ループフィルタ４４、数値制御発信器４５、特定シンボル信号検出器４６、位相シフト回路４７、加算器４８、データ変換器４９を備える。

ＱＡＭ送信システムから送信される信号が受信され、多値ＱＡＭ変調波として信号入力端子３０から入力される。この際、例えば受信された信号がＲＦ信号であるならば、ＩＦ周波数に周波数変換されて入力される。多値ＱＡＭ変調波である信号１３０は、掛算器３１、３２に供給される。掛算器３１に入力された信号１３０は、固定周波数を発振する局部発振器３３から入力された搬送波信号１３３と掛算器３１において掛合わされる。また掛算器３２に入力された信号１３０は、局部発振器３３から出力され位相器３４により９０°の位相差を与えられた搬送波信号１３４と掛算器３２において掛合わされる。

さらに、掛け算器３１、３２の各出力信号１３１、１３２は、アナログ／デジタル変換器３５、３６によってそれぞれデジタル信号１３５、１３６に変換された後、それぞれデジタルの低域フィルタ３７、３８によりスペクトル成形され、信号１３７、１３８として複素乗算器３９に入力される。複素乗算器３９は、低域フィルタ３７、３８から入力された信号１３７、１３８とデータ変換器４９からの局部発振出力信号１４９、１５２との複素乗算を行い、復調ベースバンド信号１３９、１５１を出力する。複素乗算では、例えば、信号１３９、１５１、１３７、１３８、１４９、１５２の値をそれぞれＸ、Ｙ、Ｕ、Ｖ、ｓｉｎθ、ｃｏｓθと表わすと、Ｘ＝Ｕｃｏｓθ＋Ｖｓｉｎθ、Ｙ＝−Ｕｓｉｎθ＋Ｖｃｏｓθが計算される。

復調ベースバンド信号１３９、１５１は、４つに分配される。一つはクロック再生回路４０に供給されて信号中のシンボルタイミング成分が抽出され、アナログ／デジタル変換器３５、３６の変換クロック信号１４０としてアナログ／デジタル変換器３５、３６の入力へフィードバックされる。

また、復調ベースバンド信号１３９、１５１は、データ判定回路４１に入力される。データ判定回路４１は、復調ベースバンド信号１３９、１５１からＱＡＭデータを判定して復調し、復調データ１４１を誤り訂正回路４２に出力する。誤り訂正回路４２に入力された復調データ１４１は、誤り訂正された後、出力データ１５０として出力端子５０から出力される。

さらに、復調ベースバンド信号１３９、１５１は、位相検波器４３に入力される。位相検波器４３は、正規信号点からの位相誤差を検出してキャリア位相誤差信号１４３を出力する。キャリア位相誤差信号１４３は、ループフィルタ４４を介して数値制御発信器４５へ信号１４４として入力される。数値制御発信器４５は、回転する位相信号１４５を出力し、その回転速度が入力信号１４４の大きさにより変化する。すなわち、アナログ回路における電圧制御発信器（ＶＣＯ）のように動作する。数値制御発信器４５の出力信号１４５は、加算器４８において位相シフト回路４７の出力信号１４７と加算された後、データ変換器４９に信号１４８として入力される。データ変換器４９は、入力信号１４８を角度θとして、ｓｉｎθ及びｃｏｓθの値を局部発振出力信号１４９、１５２として複素乗算器３９に出力する。

またさらに、復調ベースバンド信号１３９、１５１は、特定シンボル信号検出器４６に入力される。特定シンボル信号検出器４６は、誤り訂正回路４２から出力される誤り訂正符号のフレーム周期信号１４２から特定位置を求める。特定位置において特定シンボルの信号を検出したならば、特定シンボル信号を抽出してキャリア位相検出を行い、キャリア位相誤差を補正するための制御信号１４６を位相シフト回路４７に出力する。位相シフト回路４７は、制御信号１４６に基づきキャリア位相誤差信号１４７を加算器４８に出力する。加算器４８では再生キャリアの位相信号１４５に対してキャリア位相誤差信号１４７が加算されることでキャリア位相誤差が補正される。

なお、ここで特定位置および特定シンボルは、予め決められたものであって、ＱＡＭ送信システムから送信される送信信号における特定位置および特定シンボルに一致するものである。

本発明の実施形態に係るＱＡＭ送信システムおよびＱＡＭ受信装置は、以上の説明のように構成される。ＱＡＭ送信システムでは、現用のＱＡＭ送信装置１０ａと予備のＱＡＭ送信装置１０ｂとを切替信号２３により切り替える際に、少なくとも切り替え後の特定位置においてＱＡＭの信号点を特定シンボル信号として送信する。一方、ＱＡＭ受信装置側では、フレーム同期中の特定位置のＱＡＭの信号点には特定シンボル信号が挿入されることを常に把握し、特定シンボルの信号点の位相がずれたならば、受信信号の位相を補正するように動作する。したがって、切り替え後に生じる同期外れから短時間で同期回復がなされ、フレーム単位での同期は維持され、フレーム同期外れが起こらないようにすることができる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図３は、本発明の実施例に係る特定シンボル信号挿入器の構成ブロック図である。特定シンボル信号挿入器１２は、特定位置検出回路５１と最外角信号挿入回路５２を備える。特定位置検出回路５１には、フレーム信号２１と切替信号２３が入力される。特定位置検出回路５１は、フレーム信号２１中の特定位置を検出する。また、フレーム信号２１中の特定位置の内、切替信号２３の入力後の特定位置を検出する。その上で最外角信号挿入回路５２は、特定位置検出回路５１から出力される特定位置において、誤り訂正符号化器１１が出力する信号に特定シンボルの信号を挿入し、変調器１３に出力する。この際、少なくとも切替信号２３の入力後の特定位置には、必ず特定シンボルの信号が挿入されるようにする。

次に特定シンボルについて説明する。図４は、６４ＱＡＭの場合のシンボル点を表わす図である。ＱＡＭが６４ＱＡＭである場合、シンボルは、図４に示すようなＩ−Ｑ軸の位相平面上で格子状に６４点配置されている。最外角信号挿入回路５２は、特定シンボルの信号を挿入するが、この特定シンボルは、位相平面上で最大振幅を有する図４に示す４点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（最外角信号）のいずれかであることが望ましい。受信信号が位相ずれを起こした場合、すなわち、４点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが位相平面上で回転した場合、回転前の元のシンボルと識別する際に最も判別しやすいからである。

続いて特定位置について説明する。図５は、本発明の実施例に係る特定シンボルの挿入位置の例を示す図である。図５において、フレーム周期内で特定位置が３ヶ所（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）ある場合の例を示している。なお、特定シンボルの挿入によりＱＡＭ受信装置では誤りが発生する。この場合、１フレーム中の挿入個所の数および特定シンボルの信号の挿入時間は、誤り訂正符号により訂正可能となる範囲内とする。

図５において、送信データＰを送信している際に、Ｒ１の位置で特定シンボルの信号（最外角信号）が挿入される。送信データＰの信号の位相とＲ１の位置で挿入される特定シンボルの信号の位相とは同相であり、ＱＡＭ受信装置では同期状態を続ける。

その後、現用のＱＡＭ送信装置１０ａからの送信信号と、予備のＱＡＭ送信装置１０ｂからの送信信号とが切替器１５によって切り替えられるものとする。送信切替によって送信データＰとはキャリア位相の異なる送信データＱが送信されることとなる。その時、ＱＡＭ受信装置では位相の急変によって、ほとんどの場合に同期外れを起こして非同期状態となる。

さらにその後、送信データＱを送信している際に、Ｒ２の位置で特定シンボルの信号（最外角信号）が挿入される。ＱＡＭ受信装置では、予め、フレーム周期のどの位置でどの特定シンボルが挿入されているかを分かっている。したがって、Ｒ２の位置で特定シンボルの信号を受信することができ、送信データＰあるいはＲ１の位置での特定シンボルの信号の位相と、Ｒ２の位置で挿入された特定シンボルの信号の位相との差を求めることができる。求めた位相差を用いて送信データＱの信号の位相を補正して送信データＱを受信することで、ＱＡＭ受信装置ではＲ２の位置以降において同期を回復して同期状態となる。

また、その後、送信データＱを送信している際に、Ｒ３の位置で特定シンボルの信号が挿入される。送信データＱの信号の位相とＲ３の位置で挿入される特定シンボルの信号の位相とは同相であり、ＱＡＭ受信装置では同期状態を続ける。

次に、ＱＡＭ受信装置の特定シンボル信号検出器４６について説明する。図６は、本発明の実施例に係る特定シンボル信号検出器の構成ブロック図である。図６において、特定シンボル信号検出器４６は、位相検出回路６１、特定位置検出回路６２、位相差検出回路６３を備える。位相検出回路６１には、複素乗算器３９からの出力信号１３９、１５１が入力され、位相が出力される。特定位置検出回路６２には誤り訂正回路４２から出力されるフレーム信号１４２が入力され、フレーム信号１４２に基づき、フレーム周期内での特定位置（図５の例では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）が検出される。

位相差検出回路６３は、特定位置検出回路６２によって検出された特定位置において位相検出回路６１から出力される位相を入力する。さらに、今まで同期状態として正常に受信している位相と、検出された位相との差を検出する。検出された位相差信号１４６は、位相シフト回路４７に出力される。

先の図５の例により説明すると、送信データＰを受信している際に、Ｒ１の位置で特定シンボルの信号（最外角信号）を受信した場合、送信データＰの信号の位相とＲ１の位置で挿入される特定シンボルの信号の位相とは同相であり、位相差検出回路６３は、位相差がほぼ０であることを出力する。

その後、送信切替によって切り替えられるとする。切替によって送信データＰとはキャリア位相の異なる送信データＱを受信することとなる。その時、先に説明したＱＡＭ受信装置では、図２において、複素乗算器３９、クロック再生回路４０、位相検波器４３、ループフィルタ４４、数値制御発信器４５、加算器４８およびデータ変換器４９が送信データＰの位相にロックして動作している。したがって、ＱＡＭ受信装置が送信データＱを受信すると、ほとんどの場合に位相の急変によって同期外れを起こし、非同期状態となる。

さらにその後、送信データＱを受信している際に、Ｒ２の位置で特定シンボルの信号（最外角信号）を受信する。ＱＡＭ受信装置は、予めどの位置でどの特定シンボルが挿入されているかを知っているので、Ｒ２の位置で特定シンボルの信号を受信することで、送信データＰあるいはＲ１の位置で特定シンボルの信号の位相と、Ｒ２の位置で挿入された特定シンボルの信号の位相との差を求めることができる。位相差検出回路６３は、求めた位相差を位相シフト回路４７に出力し、送信データＱの信号の位相を補正して送信データＱを受信することができるようになる。したがって、ＱＡＭ受信装置は、同期を回復し同期状態となる。

この様子を図７に示す。図７は、ＱＡＭの最外角信号が回転する様子を表わす図である。図７において、送信データＰあるいはＲ１の位置で特定シンボルの信号の位相に対応する第１象限の最外角信号がＡ０であるとする。Ｒ２の位置で特定シンボルの信号がＡ１として検出された場合、位相差φが位相差検出回路６３によって求められることとなる。この位相差φを受信信号に対して補正することで、送信データＱを正しく受信することができるようになる。

また、その後、送信データＱを送信している際に、Ｒ３の位置で特定シンボルの信号が挿入される。送信データＱの信号の位相とＲ３の位置で挿入される特定シンボルの信号の位相とは同相であり、ＱＡＭ受信装置は同期状態を続ける。

以上説明したようにＱＡＭ受信装置の位相差検出回路６３は、特定位置のＱＡＭの信号点を常に把握して信号点の位相がずれたならば、受信信号の位相を補正するように位相差を位相シフト回路４７に出力するように動作する。位相シフト回路４７は、位相のずれがキャンセルされるようにずれと逆方向の位相シフトをあたえる。この結果、切替により急変したキャリア位相に対し、１フレームの時間内で再生キャリアの位相が一致する。したがって、誤りの発生時間は１フレーム以内に抑えることができ、フレーム同期外れは発生しないこととなる。

ＱＡＭ送信システムにおける現用系と予備系とを切り替えによる受信障害が発生しないＱＡＭ受信装置が提供される。

本発明の実施形態に係るＱＡＭ送信システムのブロック図である。 本発明の実施形態に係るＱＡＭ受信装置のブロック図である。 本発明の実施例に係る特定シンボル信号挿入器の構成ブロック図である。 ６４ＱＡＭの場合のシンボル点を表わす図である。 本発明の実施例に係る特定シンボルの挿入位置の例を示す図である。 本発明の実施例に係る特定シンボル信号検出器の構成ブロック図である。 ＱＡＭの最外角信号が回転する様子を表わす図である。

符号の説明

１０ａ、１０ｂ ＱＡＭ送信装置
１１ 誤り訂正符号化器
１２ 特定シンボル信号挿入器
１３ 変調器
１４ 送信機
１５ 切替器
２１ フレーム信号
２２ データ信号
２３ 切替信号
２４ 出力端子
３０ 入力端子
３１、３２ 掛算器
３３ 局部発振器
３４ 位相器
３５、３６ アナログ／デジタル変換器
３７、３８ 低域フィルタ
３９ 複素乗算器
４０ クロック再生回路
４１ データ判定回路
４２ 誤り訂正回路
４３ 位相検波器
４４ ループフィルタ
４５ 数値制御発信器
４６ 特定シンボル信号検出器
４７ 位相シフト回路
４８ 加算器
４９ データ変換器
５０ 出力端子
５１、６２ 特定位置検出回路
５２ 最外角信号挿入回路
６１ 位相検出回路
６３ 位相差検出回路
１３０、１３７，１３８、１４４ 信号
１３１、１３２、１４７ 出力信号
１３３、１３４ 搬送波信号
１３５、１３６ デジタル信号
１３９、１５１ 復調ベースバンド信号
１４０ 変換クロック信号
１４１ 復調データ
１４２ フレーム周期信号
１４３、１４７ キャリア位相誤差信号
１４９、１５２ 局部発振出力信号
１４５ 位相信号
１４６ 制御信号
１４８ 入力信号
１５０ 出力データ

Claims (13)

1. 送信データに誤り訂正符号を付加し、前記誤り訂正符号を構成するフレーム中の特定位置において、前記誤り訂正符号が付加された送信データにＱＡＭの特定シンボルの信号を挿入し、前記特定シンボルが挿入された信号を送信するＱＡＭ送信装置を２台備え、
   前記２台のＱＡＭ送信装置からの送信信号を切替信号により切り替えるように構成することを特徴とするＱＡＭ送信システム。
2. 現用のＱＡＭ送信装置と、
   予備のＱＡＭ送信装置と、
   前記現用のＱＡＭ送信装置と前記予備のＱＡＭ送信装置とから送信される信号を切替信号により切り替える切替器とを備えるＱＡＭ送信システムであって、
   前記ＱＡＭ送信装置は、
   送信データに誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号化器と、
   前記誤り訂正符号を構成するフレーム中の特定位置において、前記誤り訂正符号が付加された送信データにＱＡＭの特定シンボルに対応する信号を挿入する特定シンボル信号挿入器と、
   前記特定シンボルが挿入された信号をＱＡＭで変調する変調器と、
   前記変調された信号を送信する送信器と、
   を備えることを特徴とするＱＡＭ送信システム。
3. 前記切り替え時点の少なくとも後の前記特定位置に前記特定シンボルの信号が挿入されることを特徴とする請求項１または２のいずれか一記載のＱＡＭ送信システム。
4. 前記切り替え時点の前後の前記特定位置に前記特定シンボルの信号が挿入されることを特徴とする請求項１または２のいずれか一記載のＱＡＭ送信システム。
5. 前記特定シンボルの信号を挿入後、所定の時間経過後に前記切り替え時点が到来するように前記ＱＡＭ送信装置から送信される信号を切り替えることを特徴とする請求項４記載のＱＡＭ送信システム。
6. 一つの前記フレーム内における前記特定シンボルの信号の挿入回数および挿入時間は、前記誤り訂正符号を復号する際に訂正可能となる範囲内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一記載のＱＡＭ送信システム。
7. 前記特定シンボルは、ＱＡＭの最大振幅を生成する４つの信号点の内の一つに対応するシンボルであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一記載のＱＡＭ送信システム。
   。
8. 受信信号を局部発振出力信号によって直交復調して復調ベースバンド信号を得て、前記復調ベースバンド信号の位相平面上における正規信号点からの位相誤差を元に前記局部発振出力信号を制御すると共に、前記復調ベースバンド信号からＱＡＭデータを判定して復調データを出力するＱＡＭ受信装置において、
   前記復調データから検出した誤り訂正符号のフレーム中の特定位置におけるＱＡＭの信号点には特定シンボルの信号が挿入されることを常に検知し、検知された前記特定シンボルの信号点が対応する正規信号点からずれたならば、ずれを修正するように前記位相誤差を補正するように構成されることを特徴とするＱＡＭ受信装置。
9. 受信信号を局部発振出力信号によって直交復調して復調ベースバンド信号を得て、前記復調ベースバンド信号の位相平面上における正規信号点からの位相誤差を元に前記局部発振出力信号を制御すると共に、前記復調ベースバンド信号からＱＡＭデータを判定して復調データを出力するＱＡＭ受信装置において、
   前記復調データから誤り訂正符号のフレームを検出して前記復調データの誤りを訂正して出力する誤り訂正回路と、
   前記誤り訂正符号のフレーム中の特定位置において検出したＱＡＭの特定シンボルの信号の位相と、受信済みであって固定されている前記特定シンボルの信号に対応する位相との位相差を検出する特定シンボル信号検出器と、
   前記特定シンボル信号検出器が検出した前記位相差に対応するシフト量を算出する位相シフト回路と、
   を備え、
   前記シフト量に基づいて前記位相誤差が補正されるように構成されることを特徴とするＱＡＭ受信装置。
10. 直交する２つの成分に分離した受信信号と、９０°の位相差を持つ２つの局部発振出力信号との複素演算を行い、直交する２つの信号からなる復調ベースバンド信号を出力する複素乗算器と、
    前記復調ベースバンド信号における正規信号点からの位相誤差を検出してキャリア位相誤差信号を出力する位相検波器と、
    前記キャリア位相誤差信号の低域成分を取り出して出力するループフィルタと、
    前記ループフィルタから出力される信号の大きさにより回転速度が変化する位相信号を出力する数値制御発信器と、
    前記位相信号の角度に応じて前記２つの局部発振出力信号を発生するデータ変換器と、
    前記復調ベースバンド信号からＱＡＭデータを判定して復調データを出力するデータ判定回路と、
    前記復調データから誤り訂正符号のフレームを検出して前記復調データの誤りを訂正して出力する誤り訂正回路と、
    前記誤り訂正符号のフレーム中の特定位置において検出したＱＡＭの特定シンボルの信号の位相と、受信済みであって固定されている前記特定シンボルの信号に対応する位相との位相差を検出する特定シンボル信号検出器と、
    前記特定シンボル信号検出器が検出した位相差に対応するシフト量を算出する位相シフト回路と、
    前記シフト量と前記数値制御発振器が出力する前記位相信号の前記角度とを加算して加算結果を前記データ変換器に入力する加算器と、
    を備えることを特徴とするＱＡＭ受信装置。
11. 前記特定位置は、請求項１〜７のいずれか一記載のＱＡＭ送信システムにおける特定位置であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一記載のＱＡＭ受信装置。
12. 前記特定シンボルは、請求項１〜７のいずれか一記載のＱＡＭ送信システムにおける特定シンボルであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一記載のＱＡＭ受信装置。
13. 請求項１〜７のいずれか一記載のＱＡＭ送信システムから送信される送信信号を受信することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一記載のＱＡＭ受信装置。

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