JP2005295091A

JP2005295091A - デジタル通信システム、送信局及び受信局

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Publication number: JP2005295091A
Application number: JP2004105672A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Goto; 哲雄後藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP4241472B2

Abstract

【課題】受信局側において、搬送波やビットタイミング信号をより簡易に再生することのできるデジタル通信システム、送信局及び受信局を得ることを目的とする。
【解決手段】送信局において使用する搬送波を位相同期ループ６により第１のパイロット信号Ｃに変換し、ビットタイミング信号を逓倍器７により第２のパイロット信号に変換し、変調波信号とともに送信する。受信局ではこれらのパイロット信号を受信再生して、復調及びベースバンド処理に使用するので、受信局において変調波信号から搬送波再生したり、ビットタイミング再生する必要がなく、受信局を簡単化することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、携帯電話サービスや衛星通信サービス等のデジタル通信システムや、これに用いる送信局及び受信局に関するものである。

特開平９−８３５９７号公報には、従来の無線通信装置において、受信局側での搬送波等の再生についての技術が記載されている。この特開平９−８３５９７号公報によれば、受信局は、受信した変調波信号から搬送波やビットタイミング信号を再生する再生回路を有しており、この再生回路において搬送波等を再生するには、一般的に同期検波等の方式が用いられる。

特開平９−８３５９７号公報

特許文献１に開示された従来の無線通信装置では、受信局において変調波信号から搬送波やビットタイミング信号を再生する同期検波方式等による再生回路が必要であり、この再生回路の回路構成が複雑であり、また高価であるという問題点があった。また、この種の再生回路は、今日のようにマルチメディアのニーズが高まり、より高速に、多チャンネルによる情報通信を行おうとするほど、さらに複雑化し価格上昇する傾向にあるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、受信局側において、搬送波やビットタイミング信号をより簡易に再生することのできるデジタル通信システム、送信局及び受信局を得ることを目的とする。

請求項１の発明に係るデジタル通信システムは、ビットタイミング信号に基づいて符号化処理したデータ信号を搬送波により変調して変調波信号を生成し、上記搬送波から第１のパイロット信号を、上記ビットタイミング信号から第２のパイロット信号を生成し、これらのパイロット信号を上記変調波信号とともに送信する送信局と、この送信局からの上記送信信号を受信し、受信した第１のパイロット信号から搬送波を、受信した第２のパイロット信号からビットタイミング信号を生成し、受信した変調波信号と搬送波信号とを混合して低周波変換し、ビットタイミング信号に基づいて復号する受信局とを備えたものである。

請求項２の発明に係る送信局は、ビットタイミング信号によるタイミングに基づいてデータ信号を符号化処理するベースバンド処理回路と、このベースバンド処理回路からの出力信号を搬送波により変調して変調波信号を生成する変調器と、上記搬送波から第１のパイロット信号を生成する第１のパイロット信号生成手段と、上記ビットタイミング信号から第２のパイロット信号を生成する第２のパイロット信号生成手段と、上記変調波信号、上記第１及び第２のパイロット信号を送信する送信手段とを備えたものである。

請求項３の発明に係る送信局は、請求項２の発明に係る送信局において、上記第１のパイロット信号生成手段は、上記搬送波の周波数を変換する位相同期ループを具備し、上記第２のパイロット信号生成手段は、上記ビットタイミング信号を逓倍する逓倍器を具備したものである。

請求項４の発明に係る受信局は、送信局からの送信信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信した第１のパイロット信号から搬送波を生成する搬送波生成手段と、上記受信手段により受信した第２のパイロット信号からビットタイミング信号を生成するビットタイミング生成手段と、上記受信手段により受信した変調波信号と上記搬送波生成手段により生成した搬送波とを混合し低周波変換する復調器と、上記ビットタイミング生成手段により生成したビットタイミング信号によるタイミングに基づいて、上記復調器からの出力信号を復号するベースバンド処理回路とを備えたものである。

請求項５の発明に係る受信局は、請求項４の発明に係る受信局において、上記搬送波生成手段は、上記第１のパイロット信号の周波数を変換する位相同期ループを具備し、上記ビットタイミング生成手段は、上記第２のパイロット信号を分周する分周器を具備したものである。

請求項６の発明に係る送信局は、請求項２の発明に係る送信局において、上記第１のパイロット信号生成手段は、上記搬送波の周波数を変換する位相同期ループを具備し、上記第２のパイロット信号生成手段は、上記ビットタイミング信号と、上記第１のパイロット信号生成手段により生成した上記第１のパイロット信号とを混合するミキサを具備したものである。

請求項７の発明に係る受信局は、請求項４の発明に係る受信局において、上記搬送波生成手段は、上記第１のパイロット信号の周波数を変換する位相同期ループを具備し、上記ビットタイミング生成手段は、上記第１のパイロット信号と上記第２のパイロット信号と混合するミキサを具備したものである。

請求項８の発明に係る送信局は、請求項２の発明に係る送信局において、上記第１のパイロット信号生成手段は、上記搬送波を逓倍する逓倍器を具備し、上記第２のパイロット信号生成手段は、上記ビットタイミング信号と、上記第１のパイロット信号生成手段により生成した上記第１のパイロット信号とを混合するミキサを具備したものである。

請求項９の発明に係る受信局は、請求項４の発明に係る受信局において、上記搬送波生成手段は、上記第１のパイロット信号を分周する分周器を具備し、上記ビットタイミング生成手段は、上記第１のパイロット信号と上記第２のパイロット信号と混合するミキサを具備したものである。

請求項１０の発明に係るデジタル通信システムは、ビットタイミング信号に基づいて符号化処理したデータ信号により搬送波を変調して変調波信号を生成し、基準信号から上記搬送波、第１のパイロット信号及び第３のパイロットを、上記ビットタイミング信号から第２のパイロット信号を生成し、これらのパイロット信号を上記変調波信号とともに送信する送信局と、この送信局からの上記送信信号を受信し、受信した第１のパイロット信号及び第３のパイロット信号から搬送波を生成し、受信した第２のパイロット信号からビットタイミング信号を生成し、受信した変調波信号と上記生成した搬送波とを混合して低周波変換し、上記生成したビットタイミング信号に基づいて復号する受信局とを備えたものである。

請求項１１の発明に係る送信局は、ビットタイミング信号によるタイミングに基づいてデータ信号を符号化処理するベースバンド処理回路と、このベースバンド処理回路からの出力信号により搬送波を変調して変調波信号を生成する変調器と、基準信号から上記搬送波、第１及び第３のパイロット信号を生成する搬送波パイロット信号生成手段と、上記ビットタイミング信号から第２のパイロット信号を生成する第２のパイロット信号生成手段と、上記変調波信号、上記第１、第２、第３のパイロット信号を送信する送信手段とを備えたものである。

請求項１２の発明に係る受信局は、送信局からの送信信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信した第１及び第３のパイロット信号から搬送波を生成する搬送波生成手段と、上記受信手段により受信した第２のパイロット信号からビットタイミング信号を生成するビットタイミング生成手段と、上記受信手段により受信した変調波信号と上記搬送波生成手段により生成した搬送波とを混合し低周波変換する復調器と、上記ビットタイミング生成手段により生成したビットタイミング信号によるタイミングに基づいて上記復調器からの出力信号を復号するベースバンド処理回路とを備えたものである。

請求項１乃至請求項５に記載の発明によれば、送信局において使用する搬送波及びビットタイミング信号をそれぞれ第１及び第２のパイロット信号に変換して送信し、受信局ではこれらのパイロット信号を受信再生して、復調及びベースバンド処理に使用するものであるので、受信局において変調波信号から搬送波再生したり、ビットタイミング再生する必要がなく、受信局を簡単化することができる。

請求項６又は請求項７に記載の発明によれば、送信局において、第２のパイロット信号生成手段は、ビットタイミング信号と第１のパイロット信号とを混合して第２のパイロット信号を生成し、受信局はこれらのパイロット信号を受信再生して復調及びベースバンド処理に使用するので、第１のパイロット信号に近い周波数の第２のパイロット信号を生成することができる。

請求項８又は請求項９に記載の発明によれば、第１のパイロット信号生成手段は、逓倍器により搬送波を逓倍して第１のパイロット信号を生成し、第２のパイロット信号生成手段は、ビットタイミング信号と第１のパイロット信号とを混合して第２のパイロット信号を生成し、受信局はこれらのパイロット信号を受信再生して復調及びベースバンド処理に使用するので、送信局及び受信局の回路規模を小さくすることができる。

請求項１０乃至請求項１２に記載の発明によれば、送信局において、基準信号から第１及び第３のパイロット信号を生成し、ビットタイミング信号から第２のパイロット信号を生成し、これらの第１、第２及び第３のパイロット信号を送信し、受信局においては、受信した第１のパイロット信号及び第３のパイロット信号から搬送波を生成し、第２のパイロット信号からビットタイミング信号を生成し、復調及びベースバンド処理に使用するので、送受信において周波数変動が生じる場合にも、２つのパイロット信号からより正確な搬送波を生成することができ、変調波信号の復調における誤り率を低下させることができる。

実施の形態１

この発明の実施の形態１に係るデジタル通信システム、送信局及び受信局を図１乃至図４に基づき説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る送信局の構成を示すブロック図である。図１において、１はデータ信号が入力されるデータ信号入力端子であり、２はデータ信号を処理する際のクロック信号であるビットタイミング信号が入力されるビットタイミング入力端子である。ここで、データ信号入力端子１から入力されるデータ信号は、狭義にいうところのデータ伝送におけるデータのみでなく、音声信号や映像信号などをデジタル化したデータ信号やそれらの圧縮符号化されたデータ信号などを含めるものとする。３はデータ信号入力端子から入力されたデータ信号に符号化等の処理を行うベースバンド処理回路である。このベースバンド処理回路３には、データ信号を処理する際のビットタイミング信号も入力する。４は送信する変調波信号の搬送波が入力される搬送波入力端子であり、５はベースバンド処理回路３の出力信号により搬送波入力端子４からの搬送波を変調する変調器である。この変調器５においては、ＢＰＳＫ変調やＱＰＳＫ変調、π／４シフトＱＰＳＫ変調、ＱＡＭ変調などの方式に合わせて構成する回路により変調を行う。６は搬送波入力端子４からの搬送波の周波数を変換する位相同期ループであり、搬送波の周波数をｍ／ｎ倍して第１のパイロット信号Ｃを生成する。ここで、ｍ及びｎは整数を表わす。この位相同期ループ６は、第１のパイロット信号Ｃを生成する第１のパイロット信号生成手段を表わす。７はビットタイミング信号入力端子２からのビットタイミング信号をｋ逓倍する逓倍器であり、ビットタイミング信号の周波数をｋ逓倍して第２のパイロット信号Ｂを生成する。この逓倍器７は、第２のパイロット信号Ｂを生成する第２のパイロット信号生成手段を表わす。８は変調器５から出力される変調波信号、位相同期ループ６から出力されるパイロット信号Ｃ、逓倍器７から出力されるパイロット信号Ｂを送信する送信機である。９は送信機８から出力する送信信号の出力端子である。

次にこの発明の実施の形態１に係る送信局の動作について説明する。ベースバンド処理回路３においては、入力されたデータ信号に対して符号化等の処理を行う。図４はベースバンド処理回路３の構成の一例を示すブロック図である。図４において、１０は符号化処理回路であり、誤り訂正のためのブロック符号化処理、畳込み符号化処理やターボ符号化処理等を行う。１１はパンクチャリング回路、１２は変調器５の変調方式に合わせてＰ列データ、Ｑ列データをマッピングするマッピング処理回路である。データ入力端子に入力されたデータ信号は、各種の誤り訂正符号化を行いＰ列データ、Ｑ列データとして出力される。このＰ列データ及びＱ列データはデータ量の圧縮のためにパンクチャリング回路１１において間引き処理される。パンチャリング後のＰ列データ及びＱ列データは、後段の変調器５における変調方式に合わせてマッピング処理されＩｃｈ、Ｑｃｈデータとして出力する。これらの一連の処理において、ビットタイミング信号はビットタイミング信号入力端子２から入力され、上記の各処理におけるビットタイミングに使用する。

変調器５において、ベースバンド処理回路３の出力信号により搬送波入力端子４からの搬送波を変調する。変調器５の出力は変調波信号として送信機８へ出力する。搬送波入力端子４からの搬送波は、また位相同期ループ６へ入力し、その周波数を変換する。位相同期ループは、パイロット信号Ｃを出力する電圧制御発振器、その出力を分周する分周器、分周器の出力と入力信号である搬送波との位相を比較し、比較結果をループフィルタを介して上記電圧制御発振器へ入力する位相比較器により構成される。搬送波入力端子４からの搬送波の周波数をｍ／ｎ倍した第１のパイロット信号Ｃを生成するには、一般的には、搬送波をｎ分周した信号を位相同期ループに入力し、位相同期ループ内の分周器の分周数をｍとすれば良い。なお、パイロット信号Ｃの周波数を搬送波の周波数のｍ／ｎ倍とするのは、パイロット信号Ｃと変調波信号が混信するのを防ぐためである。一方、ビットタイミング信号はベースバンド処理回路３における信号処理に使用されるが、これを受信局でも使用するために高周波へ変換する。ビットタイミング信号を逓倍数ｋの逓倍器７において逓倍して高周波信号であるパイロット信号Ｂを生成する。このようにして生成したパイロット信号Ｃ及びパイロット信号Ｂは変調波信号とともに送信機８から出力され送信される。図３は、送信信号の周波数配置を説明する模式図である。図３において、変調波信号、パイロット信号Ｃ、パイロット信号Ｂは、それぞれ周波数軸上に配置し混信しないようにする。なお、これらの信号を配置できる帯域にもよるが、好適には、これらの送信信号を合成して同一のアンテナから送信することで、送信局の小型化を図ることができる。

次に図２により受信局について説明する。図２はこの発明の実施の形態１に係る受信局の構成を示すブロック図である。図２において、１３は送信局からの送信信号が入力される入力端子、１４は送信局からの送信信号を受信する受信機であり、１５は受信信号を濾波して変調波信号を通過させるバンドパスフィルタ、１６は受信信号を濾波してパイロット信号Ｃを通過させるバンドパスフィルタ、１７は受信信号を濾波してパイロット信号Ｂを通過させるバンドパスフィルタである。なお、好適には、変調波信号、パイロット信号Ｃ及びパイロット信号Ｂは同一のアンテナで受信できる帯域内にあり、受信機１４は各バンドパスフィルタ１５、１６、１７へ受信信号を分配する分配器を具備するものである。１８はバンドパスフィルタ１６が出力するパイロット信号Ｃの周波数を変換し搬送波を生成する位相同期ループであり、パイロット信号Ｃの周波数をｎ／ｍ倍して搬送波を生成する。この位相同期ループ１８は第１のパイロット信号Ｃから搬送波を生成する搬送波生成手段を表す。１９はバンドパスフィルタ１５の出力信号である変調波信号に、位相同期ループ１８からの搬送波を混合して復調する復調器である。この復調器１９においては、ＢＰＳＫ変調やＱＰＳＫ変調、π／４シフトＱＰＳＫ変調、ＱＡＭ変調などの方式に合わせて構成する回路により復調を行う。２０はバンドパスフィルタ１７が出力するパイロット信号Ｂを分周数ｋにより分周してビットタイミング信号を生成する分周器である。この分周器２０は、第２のパイロット信号Ｂからビットタイミング信号を生成するビットタイミング生成手段を表す。２１は復調器１９の出力信号に対して復号等の処理を行うベースバンド処理回路である。このベースバンド処理回路２１には、分周器２０が出力するビットタイミング信号を入力し、データ信号を処理する際に使用する。２２はベースバンド処理回路２１が出力するデータ信号の出力端子である。

次にこの発明の実施の形態１に係る受信局の動作について説明する。バンドパスフィルタ１６が出力する第１のパイロット信号Ｃは、位相同期ループ１８へ入力し、その周波数を変換する。位相同期ループ１８は、搬送波を出力する電圧制御発振器、その出力を分周する分周器、分周器の出力と入力信号である搬送波との位相を比較し、比較結果をループフィルタを介して上記電圧制御発振器へ入力する位相比較器により構成される。パイロット信号Ｃの周波数をｎ／ｍ倍した搬送波を生成するには、一般的には、搬送波をｍ分周した信号を位相同期ループに入力し、位相同期ループ内の分周器の分周数をｎとすれば良い。また、バンドパスフィルタ１７が出力する第２のパイロット信号Ｂは、分周数ｋの分周器２０により低周波へ変換しビットタイミング信号を再生する。バンドパスフィルタ１５が出力する変調波信号は、復調器１９において、位相同期ループ１８が出力する搬送波と混合して復調し、Ｉｃｈ、Ｑｃｈデータとして出力する。ベースバンド処理回路２１では、復調器１９からのＩｃｈ、Ｑｃｈデータに復号マッピング、誤り訂正処理等の処理を行い元データ信号の再生し出力端子２２から出力される。ベースバンド処理回路２１におけるこれらの一連の処理において、ビットタイミング信号は、分周器２０からベースバンド処理回路２１に供給され、上記の各処理におけるビットタイミングとして使用する。

以上のように、この発明の実施の形態１に係る送信局、受信局からなるデジタル通信システムにおいては、送信局において使用する搬送波及びビットタイミング信号をパイロット信号に変換して送信し、受信局ではこれらのパイロット信号を受信再生して、復調及びベースバンド処理に使用するものである。したがって、受信局において変調波信号から搬送波再生したり、ビットタイミング再生する必要がなく、受信局を簡単化、低価格化、小型化、及び低電力化することができる。

実施の形態２

この発明の実施の形態２に係る送信局及び受信局を図５乃至図７に基づいて説明する。図５はこの発明の実施の形態２に係る送信局の構成を示すブロック図である。図５において、２３はミキサであり、位相同期ループ６が出力するパイロット信号Ｃとビットタイミング入力端子２からのビットタイミング信号とを混合する。このミキサ２３は、第２のパイロット信号Ｂを生成する第２のパイロット信号生成手段を表わす。図５において、図１と同一の符号を付した回路及び部品は、図１におけるそれらの回路及び部品と同一又は相当する回路及び部品を示す。

この発明の実施の形態２に係る送信局においては、位相同期ループ６が出力するパイロット信号Ｃとビットタイミング入力端子２からのビットタイミング信号とをミキサ２３において混合し、高周波信号に変換し、パイロット信号Ｂを生成する。図７は、実施の形態２における送信信号の周波数配置を説明する模式図である。

次に、この発明の実施の形態２に係る受信局について説明する。図６はこの発明の実施の形態２に係る受信局の構成を示すブロック図である。図６において、２４はミキサであり、バンドパスフィルタ１７が出力するパイロット信号Ｂとバンドパスフィルタ１６が出力するパイロット信号Ｃとを混合しビットタイミング信号を生成する。このミキサ２４は、ビットタイミング信号生成手段を表わす。図６において、図２と同一の符号を付した回路及び部品は、図２におけるそれらの回路及び部品と同一又は相当する回路及び部品を示す。

この発明の実施の形態２に係る受信局においては、バンドパスフィルタ１７が出力するパイロット信号Ｂとバンドパスフィルタ１６が出力するパイロット信号Ｃとを、ミキサ２４において混合しビットタイミング信号を生成する。

この発明の実施の形態２に係る送信局においては、例えば、ビットタイミング信号が周波数可変の時であっても、パイロット信号Ｃに近い周波数のパイロット信号Ｂを生成できるものであり、これに対応して受信局においては、パイロット信号Ｂとパイロット信号Ｃに基づいて、ビットタイミング信号を再生することができるものである。

実施の形態３

この発明の実施の形態３に係る送信局及び受信局を図８及び図９に基づいて説明する。図８はこの発明の実施の形態３に係る送信局の構成を示すブロック図である。図８において、２５は搬送波入力端子４からの搬送波を逓倍数Ｎにより逓倍する逓倍器である。この逓倍器２５は、第１のパイロット信号Ｃを生成する第１のパイロット信号生成手段を表わす。２６はミキサであり、逓倍器２５が出力するパイロット信号Ｃとビットタイミング入力端子２からのビットタイミング信号とを混合する。このミキサ２６は、第２のパイロット信号Ｂを生成する第２のパイロット信号生成手段を表わす。図８において、図１と同一の符号を付した回路及び部品は、図１におけるそれらの回路及び部品と同一又は相当する回路及び部品を示す。

この発明の実施の形態３に係る送信局においては、逓倍器２５において搬送波を逓倍してパイロット信号Ｃを生成する。この逓倍器２５が出力するパイロット信号Ｃとビットタイミング入力端子２からのビットタイミング信号とをミキサ２６において混合し、高周波信号に変換し、パイロット信号Ｂを生成する。

次に、この発明の実施の形態３に係る受信局について説明する。図９はこの発明の実施の形態３に係る受信局の構成を示すブロック図である。図９において、２７は分周器でありバンドパスフィルタ１６が出力するパイロット信号Ｃを分周数Ｎにより分周して搬送波を生成する。この分周器２７は第１のパイロット信号Ｃから搬送波を生成する搬送波生成手段を表わす。２８はミキサであり、バンドパスフィルタ１７が出力するパイロット信号Ｂとバンドパスフィルタ１６が出力するパイロット信号Ｃとを混合しビットタイミング信号を生成する。このミキサ２８は、ビットタイミング信号生成手段を表わす。図９において、図２と同一の符号を付した回路及び部品は、図２におけるそれらの回路及び部品と同一又は相当する回路及び部品を示す。

この発明の実施の形態２に係る受信局において、分周器２７は、受信したパイロット信号Ｃを分周して搬送波を生成する。バンドパスフィルタ１７が出力するパイロット信号Ｂとバンドパスフィルタ１６が出力するパイロット信号Ｃとを、ミキサ２８において混合しビットタイミング信号を生成する。

この発明の実施の形態３に係る送信局においては、逓倍器２５によりパイロット信号Ｃを生成するので、送信局の回路規模を小さくすることができる。これは受信局においても同様であり、分周器２７により搬送波を生成するので、受信局の回路規模を小さくすることができる。ここで、さらに逓倍器２５の逓倍数を可変とすることにより、変調波の悪影響を少なくする事が可能である。例えば、変調器５における変調方式がＢＰＳＫのときには逓倍器２５の逓倍数Ｎを２に、変調方式がＱＰＳＫのときには逓倍数Ｎを４にすることができる。また、ビットタイミング信号が周波数可変の時であっても、パイロット信号Ｃに近い周波数のパイロット信号Ｂを生成できるものであり、これに対応して受信局においては、パイロット信号Ｂとパイロット信号Ｃに基づいて、ビットタイミング信号を再生することができるものである。

実施の形態４

この発明の実施の形態４に係る送信局及び受信局を図１０乃至図１４に基づいて説明する。図１０はこの発明の実施の形態４に係る送信局の構成を示すブロック図である。図１０において、２９は基準信号を入力する基準信号入力端子、３０は基準信号から搬送波、第１のパイロット信号Ｃ１、第３のパイロット信号Ｃ２を生成する搬送波パイロット信号生成器である。この搬送波パイロット信号生成器３０は、搬送波パイロット信号生成手段を表わす。３１は、搬送波パイロット信号生成器３０からの第２のパイロット信号Ｃ２とビットタイミング入力端子２からのビットタイミング信号とを混合し、第２のパイロット信号Ｂを生成するミキサである。このミキサ３１は第２のパイロット信号生成手段を表わす。図１０において、図１と同一の符号を付した回路及び部品は、図１におけるそれらの回路及び部品と同一又は相当する回路及び部品を示す。

図１１はこの発明の実施の形態４に係る送信局内の搬送波パイロット信号生成器の回路構成を示すブロック図である。基準信号入力端子２９から入力される基準信号（周波数ｆｃ）を分岐し、一方を位相同期ループ３２によって分周して周波数ｆｓの信号を生成する。この周波数ｆｓの信号と基準信号とをミキサ３３において混合する。ミキサ３３の出力信号は、第１のパイロット信号Ｃ１（周波数ｆｃ１＝ｆｃ−ｆｓ）と第３のパイロット信号Ｃ２（周波数ｆｃ２＝ｆｃ＋ｆｓ）となる。さらに、これらのパイロット信号Ｃ１とパイロット信号Ｃ２を用いて、搬送波生成回路３４により搬送波を生成する。図１２は搬送波生成回路の回路構成を示すブロック図である。パイロット信号Ｃ１を位相同期ループ３５により周波数変換して周波数（ｑ／ｐ）ｆｃ１の信号を生成し、パイロット信号Ｃ２を位相同期ループ３６により周波数変換して周波数（ｒ／ｐ）ｆｃ２の信号を生成する。これらの信号をミキサ３７により混合して搬送波を生成する。得られる搬送波の周波数は、（ｑ×ｆｃ１＋ｒ×ｆｃ２）／ｐとなる。ここで、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ整数であり、ｐ＝ｑ＋ｒの関係にあるものとする。

搬送波パイロット信号生成器３０により生成した搬送波は変調器５へ入力し、パイロット信号Ｃ１及びパイロット信号Ｃ２は送信機８へ入力する。また、パイロット信号Ｃ２はミキサ３１に入力され、ミキサ３１においてビットタイミング信号をパイロット信号Ｃ２と混合して高周波信号に変換し、パイロット信号Ｂを生成する。

図１４は送信局から送信する送信信号の周波数配置を説明する模式図である。送信信号は、パイロット信号Ｃ１、パイロット信号Ｃ２、パイロット信号Ｂ、及び変調波信号である。ここで変調波信号は複数送信しているが、搬送波パイロット信号生成器３０において、搬送波生成回路３４を複数設け、それぞれの搬送波生成回路３４におけるｑ及びｒの値を異なるものとすれば、複数の搬送波が得られる。ベースバンド処理回路３においては複数のデータ信号系統を符号化等処理し、変調器５においてそれぞれのデータ信号系統を、上述のように得た複数の搬送波により変調して複数の変調波信号を得ることができる。送信信号の周波数配置は、パイロット信号Ｃ１、各変調波信号、パイロット信号Ｃ２の順に周波数が高くなるように配置する。また、図１４に示すように、パイロット信号Ｃ１、各変調波信号、パイロット信号Ｃ２の各隣り合う信号間の周波数間隔が等しくなるように配置することもできる。

図１３は、この発明の実施の形態４に係る受信局の構成を示すブロック図である。図１３において、３８は受信信号を濾波してパイロット信号Ｃ１を通過させるバンドパスフィルタ、３９は受信信号を濾波してパイロット信号Ｃ２を通過させるバンドパスフィルタ、
４０は、バンドパスフィルタ３８が出力するパイロット信号Ｃ１とバンドパスフィルタ３９が出力するパイロット信号Ｃ２とから搬送波を生成する搬送波生成回路である。この搬送波生成回路４０は、搬送波生成手段を表わす。４１はミキサであり、バンドパスフィルタ１７が出力するパイロット信号Ｂとバンドパスフィルタ３９が出力するパイロット信号Ｃ２とを混合しビットタイミング信号を生成する。このミキサ４１は、ビットタイミング信号生成手段を表わす。図１３において、図２と同一の符号を付した回路及び部品は、図２におけるそれらの回路及び部品と同一又は相当する回路及び部品を示す。

この発明の実施の形態４に係る受信局における搬送波生成回路４０は、図１２に示す回路と同じ構成をとり上述のとおりであるので、その構成及び動作についての説明は省略する。搬送波生成回路４０は複数の搬送波を出力し、それらの搬送波は復調器１９に入力される。また、復調器１９には受信機１４からバンドパスフィルタ１５を介して複数の変調波信号が入力され、各変調波信号に対して、対応する搬送波により復調する。ベースバンド処理回路２１においては、復調器１９において復調された各データ系統に対して、それぞれ復号処理を行う。このベースバンド処理回路２１における復号等の処理において使用するビットタイミング信号はミキサ４１から出力され、ベースバンド処理回路２１に入力される。ミキサ４１においては、バンドパスフィルタ１７が出力するパイロット信号Ｂとバンドパスフィルタ３９が出力するパイロット信号Ｃ２とを、混合してビットタイミング信号を生成する。

以上のように、この発明の実施の形態４に係る送信局、受信局からなるデジタル通信システムにおいては、送信局において第１のパイロット信号Ｃ１と第３のパイロット信号Ｃ２とを生成し、変調波信号とともに送信しており、受信局ではこれらのパイロット信号を受信再生して、搬送波を再生するものである。このことにより、ドップラーシフトなどの周波数変動が生じる場合にも、２つのパイロット信号からより正確な搬送波を生成することができ、変調波信号の復調における誤り率を低下させることができる。また、この通信システムにおける送信局は、さらにビットタイミング信号を上記２つのパイロット信号のうちの一方に混合して高周波変換したパイロット信号も送信しており、これを受信した受信局においては、このパイロット信号からビットタイミング信号を再生して、ベースバンド処理に使用するものである。したがって、受信局において変調波信号から搬送波再生したり、ビットタイミング再生する必要がなく、受信局を簡単化、低価格化、小型化、及び低電力化することができる。

この発明の実施の形態１に係る送信局の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る受信局の構成を示すブロック図である。送信信号の周波数配置を説明する模式図である。ベースバンド処理回路の構成の一例を示すブロック図である。この発明の実施の形態２に係る送信局の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態２に係る受信局の構成を示すブロック図である。送信信号の周波数配置を説明する模式図である。この発明の実施の形態３に係る送信局の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態３に係る受信局の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態４に係る送信局の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態４に係る送信局内の搬送波パイロット信号生成器の回路構成を示すブロック図である。搬送波生成回路の回路構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態４に係る受信局の構成を示すブロック図である。送信信号の周波数配置を説明する模式図である。

符号の説明

３ベースバンド処理回路
５変調器
６位相同期ループ
７逓倍器
８送信機
１４受信機
１８位相同期ループ
１９復調器
２０分周器
２１ベースバンド処理回路
２３、２４、２６、２８、３１、４１ミキサ
２５逓倍器
２７分周器
３０搬送波パイロット信号生成器
４０搬送波生成回路

Claims

ビットタイミング信号に基づいて符号化処理したデータ信号を搬送波により変調して変調波信号を生成し、上記搬送波から第１のパイロット信号を、上記ビットタイミング信号から第２のパイロット信号を生成し、これらのパイロット信号を上記変調波信号とともに送信する送信局と、この送信局からの上記送信信号を受信し、受信した第１のパイロット信号から搬送波を、受信した第２のパイロット信号からビットタイミング信号を生成し、受信した変調波信号と搬送波信号とを混合して低周波変換し、ビットタイミング信号に基づいて復号する受信局とを備えたことを特徴とするデジタル通信システム。
ビットタイミング信号によるタイミングに基づいてデータ信号を符号化処理するベースバンド処理回路と、このベースバンド処理回路からの出力信号を搬送波により変調して変調波信号を生成する変調器と、上記搬送波から第１のパイロット信号を生成する第１のパイロット信号生成手段と、上記ビットタイミング信号から第２のパイロット信号を生成する第２のパイロット信号生成手段と、上記変調波信号、上記第１及び第２のパイロット信号を送信する送信手段とを備えたことを特徴とする送信局。
上記第１のパイロット信号生成手段は、上記搬送波の周波数を変換する位相同期ループを具備し、上記第２のパイロット信号生成手段は、上記ビットタイミング信号を逓倍する逓倍器を具備したことを特徴とする請求項２記載の送信局。
送信局からの送信信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信した第１のパイロット信号から搬送波を生成する搬送波生成手段と、上記受信手段により受信した第２のパイロット信号からビットタイミング信号を生成するビットタイミング生成手段と、上記受信手段により受信した変調波信号と上記搬送波生成手段により生成した搬送波とを混合し低周波変換する復調器と、上記ビットタイミング生成手段により生成したビットタイミング信号によるタイミングに基づいて、上記復調器からの出力信号を復号するベースバンド処理回路とを備えたことを特徴とする受信局。
上記搬送波生成手段は、上記第１のパイロット信号の周波数を変換する位相同期ループを具備し、上記ビットタイミング生成手段は、上記第２のパイロット信号を分周する分周器を具備したことを特徴とする請求項４に記載の受信局。
上記第１のパイロット信号生成手段は、上記搬送波の周波数を変換する位相同期ループを具備し、上記第２のパイロット信号生成手段は、上記ビットタイミング信号と、上記第１のパイロット信号生成手段により生成した上記第１のパイロット信号とを混合するミキサを具備したことを特徴とする請求項２記載の送信局。
上記搬送波生成手段は、上記第１のパイロット信号の周波数を変換する位相同期ループを具備し、上記ビットタイミング生成手段は、上記第１のパイロット信号と上記第２のパイロット信号と混合するミキサを具備したことを特徴とする請求項４に記載の受信局。
上記第１のパイロット信号生成手段は、上記搬送波を逓倍する逓倍器を具備し、上記第２のパイロット信号生成手段は、上記ビットタイミング信号と、上記第１のパイロット信号生成手段により生成した上記第１のパイロット信号とを混合するミキサを具備したことを特徴とする請求項２記載の送信局。
上記搬送波生成手段は、上記第１のパイロット信号を分周する分周器を具備し、上記ビットタイミング生成手段は、上記第１のパイロット信号と上記第２のパイロット信号と混合するミキサを具備したことを特徴とする請求項４に記載の受信局。
ビットタイミング信号に基づいて符号化処理したデータ信号により搬送波を変調して変調波信号を生成し、基準信号から上記搬送波、第１のパイロット信号及び第３のパイロットを、上記ビットタイミング信号から第２のパイロット信号を生成し、これらのパイロット信号を上記変調波信号とともに送信する送信局と、この送信局からの上記送信信号を受信し、受信した第１のパイロット信号及び第３のパイロット信号から搬送波を生成し、受信した第２のパイロット信号からビットタイミング信号を生成し、受信した変調波信号と上記生成した搬送波とを混合して低周波変換し、上記生成したビットタイミング信号に基づいて復号する受信局とを備えたことを特徴とするデジタル通信システム。
ビットタイミング信号によるタイミングに基づいてデータ信号を符号化処理するベースバンド処理回路と、このベースバンド処理回路からの出力信号により搬送波を変調して変調波信号を生成する変調器と、基準信号から上記搬送波、第１及び第３のパイロット信号を生成する搬送波パイロット信号生成手段と、上記ビットタイミング信号から第２のパイロット信号を生成する第２のパイロット信号生成手段と、上記変調波信号、上記第１、第２、第３のパイロット信号を送信する送信手段とを備えたことを特徴とする送信局。
送信局からの送信信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信した第１及び第３のパイロット信号から搬送波を生成する搬送波生成手段と、上記受信手段により受信した第２のパイロット信号からビットタイミング信号を生成するビットタイミング生成手段と、上記受信手段により受信した変調波信号と上記搬送波生成手段により生成した搬送波とを混合し低周波変換する復調器と、上記ビットタイミング生成手段により生成したビットタイミング信号によるタイミングに基づいて上記復調器からの出力信号を復号するベースバンド処理回路とを備えたことを特徴とする受信局。