JP3088292B2 - Ａｍデータ多重被変調波信号復調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＭデータ多重変
調装置によって生成されたＡＭデータ多重被変調波信号
中から、ベースバンドデジタル信号を取り出すＡＭデー
タ多重被変調波信号復調装置に関し、さらに詳細には、
本特許出願人が提案している、アナログ信号波で周波数
ｆｃの搬送波をＡＭ変調器によって振幅変調し、周波数
軸上で周波数ｆｃの搬送波を軸として線対称な周波数
（ｆｃ＋ｆα）の位置と周波数（ｆｃ−ｆα）の位置と
に、デジタル被変調波信号が多重されたＡＭデータ多重
被変調波信号からベースバンドデジタル信号を取り出す
ＡＭデータ多重被変調波信号復調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ多重被変調波信号復調方式
は、変調方式が時分割多重方式の場合、または周波数多
重方式の場合に大別される。時分割方式の場合はデータ
が多重されている時間を選択して希望のデータを取り出
し、周波数多重方式の場合はデータが多重されている周
波数帯域を選択して希望のデータを取り出す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アナログ信号
波で周波数ｆｃの搬送波をＡＭ変調器によって振幅変調
し、周波数軸上で周波数ｆｃの搬送波を軸として線対称
な周波数（ｆｃ＋ｆα）の位置と周波数（ｆｃ−ｆα）
の位置とに、デジタル被変調波信号が多重されたＡＭデ
ータ多重変調方式ではＡＭ信号とデータ信号が同一周波
数帯域、同一時間に多重されているため、周波数軸、時
間軸双方ともデータのみを選択することができない。

【０００４】本発明は、多重されたデジタル被変調波信
号に基づくベースバンドデジタル信号をＡＭデータ多重
被変調波信号から復調するＡＭデータ多重被変調波信号
復調装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるＡＭデー
タ多重被変調波信号復調装置は、アナログ信号波で周波
数ｆｃの搬送波をＡＭ変調器によって振幅変調し、周波
数軸上で周波数ｆｃの搬送波を軸として線対称な周波数
（ｆｃ＋ｆα）の位置と周波数（ｆｃ−ｆα）の位置と
に、デジタル被変調波信号が多重されたＡＭデータ多重
被変調波信号からベースバンドデジタル信号を復調する
ＡＭデータ多重被変調波信号復調装置であって、ＡＭデ
ータ多重被変調波信号を周波数（ｆｃ＋ｆα）の信号で
直交検波する第１の直交検波器と、前記ＡＭデータ多重
被変調波信号を周波数（ｆｃ−ｆα）の信号で直交検波
する第２の直交検波器と、第１の直交検波器からのＩ信
号成分と第２の直交検波器からのＩ信号との差を演算す
る第１の演算手段と、第１の直交検波器からのＱ信号成
分と第２の直交検波器からのＱ信号との和を演算する第
２の演算手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】本発明にかかるＡＭデータ多重被変調波信
号復調装置によれば、周波数軸上で周波数ｆｃの搬送波
を軸として線対称な周波数（ｆｃ＋ｆα）の位置と周波
数（ｆｃ−ｆα）の位置とにデジタル被変調波信号が多
重されたＡＭデータ多重被変調波信号が周波数（ｆｃ＋
ｆα）の信号で第１の直交検波器によって直交検波さ
れ、かつ周波数（ｆｃ−ｆα）の信号で第２の直交検波
器によって直交検波される。両直交検波出力中のＩ信号
の差が第１の演算手段によって演算され、Ｑ信号の和が
第２の演算手段によって演算されて、この過程において
振幅変調成分が打ち消され、多重されたデータであるベ
ースバンドデジタル信号が得られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明にかかるＡＭデータ多重被
変調波信号復調装置を実施の一形態によって説明する。

【０００８】図１は本発明の実施の一形態にかかるＡＭ
データ多重被変調波信号復調装置の構成を示すブロック
図である。図１に示す本発明の実施の一形態にかかるＡ
Ｍデータ多重被変調波信号復調装置は、デジタル変調方
式にＱＰＳＫ（４相ＰＳＫ）変調方式を用いたときの一
例である。

【０００９】本発明の実施の一形態にかかるＡＭデータ
多重被変調波信号復調装置は、周波数（ｆｃ＋ｆα）の
信号でＡＭ多重被変調波信号を直交検波する直交検波器
１と、周波数（ｆｃ−ｆα）の信号でＡＭ多重被変調波
信号を直交検波する直交検波器２と、直交検波器１から
出力されるＩ信号成分と直交検波器２から出力されるＱ
信号成分との差を演算する減算器３と、直交検波器１か
ら出力されるＱ信号成分と直交検波器２から出力される
Ｉ信号成分との和を演算する加算器４と、減算器３から
の出力中の高域成分を除去するローパスフィルタ５と、
加算器４からの出力中の高域成分を除去するローパスフ
ィルタ６とから構成してある。

【００１０】上記のように構成された本発明の実施の一
形態にかかるＡＭデータ多重被変調波信号復調装置の作
用について説明する。

【００１１】復調の説明に先立って、直交検波器１およ
び２に供給されるＡＭデータ多重被変調波信号について
説明する。

【００１２】搬送波を信号波で変調したときのＡＭ被変
調波信号νAM(t)は、搬送波の振幅を１、搬送波の角周
波数をωc(rad/s)、変調度をκ、信号波をνm(t)とする
と、下記の式（１）のように表わされる。

【００１３】 νAM(t)＝｛１＋κνm(t)｝cos ωc t ……式（１）

【００１４】ＱＰＳＫベースバンドデジタル信号発生器
で発生したＩ、Ｑのデジタル信号列をＩn、Ｑnで表す。
Ｉｎ、Ｑｎのデジタル信号列をダイビットとも記す。こ
こで、 Ｉn＝±１ Ｑn＝±１ とする。

【００１５】ＱＰＳＫベースバンドデジタル信号発生器
からの出力信号は２つに分岐され、その一方は周波数
（ｆｃ＋ｆα）の搬送波が供給されている直交変調器に
入力されて、複素信号列で角周波数（ωc＋ωα）（rad
/s)の搬送波を直交変調する。この直交被変調波信号νD
H(t)は下記の式（２）に示す如くである。

【００１６】 νDH(t)＝Ｉn cos(ωc＋ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc＋ωα）ｔ …式（２）

【００１７】ＱＰＳＫベースバンドデジタル信号発生器
からの出力信号のもう一方は、符号反転器に供給され
て、出力信号Ｉn、Ｑnの符号は反転されて（−Ｉn）、
（−Ｑn）に変換され、複素共役器によって複素共役が
とられて（−Ｉn）、（Ｑn）に変換される。この複素信
号列が、周波数（ｆｃ−ｆα）の搬送波が供給されてい
る直交変調器に入力され、複素信号列で角周波数（ωc
−ωα）（rad/s)の搬送波を直交変調する。この直交被
変調波信号νDL(t)は下記の式（３）に示す如くであ
る。

【００１８】 νDL(t)＝−Ｉn cos（ωc−ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc−ωα）ｔ …式（３）

【００１９】式（２）および式（３）の出力信号νDH
(t)とνDL(t)が加算され、その加算出力であるデジタル
被変調波信号νD(t)は下記の式（４）に示すごとくにな
る。

【００２０】 νD(t)＝νDH(t)＋νDL(t) ＝Ｉn cos(ωc＋ωα)ｔ＋Ｑn sin(ωc＋ωα)ｔ −Ｉn cos(ωc−ωα)ｔ＋Ｑn sin(ωc−ωα)ｔ ……式（４）

【００２１】ＡＭ被変調波信号νAM(t)とデジタル被変
調波信号νD(t)は加算され、加算出力信号はＡＭデータ
多重被変調波信号として出力される。このＡＭデータ多
重被変調波信号ν(t)は式（１）および式（４）より下
記の式（５）に示すごとくになる。

【００２２】 ν(t)＝νAM(t)＋νD(t) ＝｛１＋κνm(t)｝cos ωc ｔ ＋Ｉn cos（ωc＋ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc＋ωα）ｔ −Ｉn cos（ωc−ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc−ωα）ｔ ……式（５）

【００２３】ωαはデジタル変調搬送波とＡＭ変調搬送
波との差の角周波数（rad/s)である。式（５）にて示さ
れるＡＭデータ多重被変調波信号が直交検波器１および
２に入力される。

【００２４】直交検波器１における直交検波のために、
式（５）のＡＭ多重被変調波信号ν(t)にcos（ωｃ＋ω
α）ｔとsin（ωｃ＋ωα）ｔが直交検波器１において
乗算される。この乗算出力はそれぞれ式（６）（Ｉ出
力）および式（７）（Ｑ出力）に示すごとくになる。

【００２５】 ２｛ν(t) cos（ωｃ＋ωα）ｔ｝ ＝｛１＋κνm(t)｝cos（−ωα）ｔ＋Ｉn cos ０＋Ｑn sin ０ −Ｉn cos（−２ωα）ｔ＋Ｑn sin（−２ωα）ｔ ＋｛１＋κνm(t)｝cos（２ωｃ＋ωα）ｔ ＋Ｉn cos２（ωｃ＋ωα）ｔ＋Ｑn sin２（ωｃ＋ωα）ｔ −Ｉn cos２ωｃ ｔ＋Ｑn sin２ωｃ ｔ ……式（６）

【００２６】 ２｛ν(t) sin（ωｃ＋ωα）ｔ｝ ＝−｛１＋κνm(t)｝sin（−ωα）ｔ−Ｉn sin ０＋Ｑn cos ０ ＋Ｉn sin（−２ωα）ｔ＋Ｑn cos（−２ωα）ｔ ＋｛１＋κνm(t)｝sin（２ωｃ＋ωα）ｔ ＋Ｉn sin２（ωｃ＋ωα）ｔ−Ｑn cos２（ωｃ＋ωα）ｔ −Ｉn sin２ωｃ ｔ−Ｑn cos２ωｃ ｔ ……式（７）

【００２７】直交検波器２における直交検波のために、
式（５）のＡＭ多重被変調波信号ν(t)にcos（ωｃ−ω
α）ｔとsin（ωｃ−ωα）ｔが直交検波器２において
乗算される。この乗算出力はそれぞれ式（８）（Ｉ出
力）および式（９）（Ｑ出力）に示すごとくになる。

【００２８】 ２｛ν(t) cos（ωｃ−ωα）ｔ｝ ＝｛１＋κνm(t)｝cos ωα ｔ＋Ｉn cos ２ωα ｔ＋Ｑn sin ２ωα ｔ −Ｉn cos ０＋Ｑn sin ０＋｛１＋κνm(t)｝cos（２ωｃ−ωα）ｔ ＋Ｉn cos ２ωα ｔ＋Ｑn sin２ ωα ｔ−Ｉn cos２（ωｃ−ωα）ｔ ＋Ｑn sin２（ωｃ−ωα）ｔ ……式（８）

【００２９】 ２｛ν(t) sin（ωｃ−ωα）ｔ｝ ＝−｛１＋κνm(t)｝sin ωα ｔ−Ｉn sin ２ωα ｔ＋Ｑn cos ２ωα ｔ ＋Ｉn sin ０＋Ｑn cos ０＋｛１＋κνm(t)｝sin（２ωｃ−ωα）ｔ ＋Ｉn sin ２ωα ｔ−Ｑn cos ２ωα ｔ−Ｉn sin２（ωｃ−ωα）ｔ −Ｑn cos２（ωｃ−ωα）ｔ ……式（９）

【００３０】減算器３には式（６）と式（８）とが入力
されて、式（６）から式（８）が減算される。加算器４
には式（７）と式（９）とが入力されて、加算される。
sin０＝０、cos ０＝１、sin（−ｘ）＝−sin ｘ、cos
（−ｘ）＝cos ｘの関係を用いて、減算器３からの出力
は式（１０）に示すごとくになり、加算器４からの出力
は式（１１）に示すごとくになる。

【００３１】 ν(t) cos（ωｃ＋ωα）ｔ−ν(t) cos（ωｃ−ωα）ｔ ＝Ｉn−Ｉn cos２ωα ｔ−Ｑn sin２ωα ｔ−Ｉn cos２ωｃ ｔ ＋１／２｛Ｉn cos２（ωｃ＋ωα）ｔ＋Ｑn sin２（ωｃ＋ωα）ｔ ＋Ｉn cos２（ωｃ＋ωα）ｔ−Ｑn sin２（ωｃ＋ωα）ｔ｝……式（１０）

【００３２】 ν(t) sin（ωｃ＋ωα）ｔ＋ν(t) sin（ωｃ −ωα）ｔ ＝Ｑn−Ｉn sin２ωα ｔ＋Ｑn cos２ωα ｔ−Ｑn cos２ωｃ ｔ ＋１／２｛Ｉn sin２（ωｃ ＋ωα）ｔ−Ｑn cos２（ωｃ＋ωα）ｔ −Ｉn sin２（ωｃ＋ωα）ｔ−Ｑn cos２（ωｃ＋ωα）ｔ｝……式（１１）

【００３３】ここで、式（１０）および式（１１）中に
｛１＋κνm(t)｝の項が存在しないことから、直交検波
および加減算の過程において振幅変調成分が打ち消され
ていることが分かる。

【００３４】減算器３からの出力はローパスフィルタ５
に供給されて高域成分が除去されて、デジタル復調信号
（Ｉ）をＩDEMOD とおき、加算器４からの出力はローパ
スフィルタ６に供給されて高域成分が除去されて、デジ
タル復調信号（Ｑ）をＱDEMOD とおくと、ローパスフィ
ルタ５からの出力は下記の式（１２）のようになり、ロ
ーパスフィルタ６からの出力は下記の式（１３）のよう
になって、ＡＭデータ多重被変調波信号に多重されたデ
ータすなわちベースバンドデジタル信号を、ＡＭデータ
多重被変調波信号から復調することができる。

【００３５】 ＩDEMOD＝Ｉn ……式（１２） ＱDEMOD＝Ｑn ……式（１３）

【００３６】上記した本発明の実施の一形態にかかるＡ
Ｍデータ多重被変調波信号復調装置においては、減算器
３、加算器４の出力をローパスフィルタ５、６に供給し
た場合を例示したが、ローパスフィルタを直交検波器
１、２の入力側に設けてもよい。

【００３７】上記した本発明の実施の一形態にかかるＡ
Ｍデータ多重被変調波信号復調装置においては、実際
上、同期検波を行っているが、ＡＭデータ多重変調側で
データの差動符号化を行っていれば、ローパスフィルタ
の出力側に遅延検波器を接続することによって遅延検波
方式にすることもできる。

【００３８】上記した本発明の実施の一形態にかかるＡ
Ｍデータ多重被変調波信号復調装置においては、ＱＰＳ
Ｋのデータ変調方式の場合を例示したが、ＡＭデータ多
重変調側で他のデータ変調方式を用いたときは、それに
合わせて復調方式をかえなければよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるＡＭ
データ多重被変調波信号復調装置によれば、ベースバン
ドデジタル信号の復調に、直交検波器、加算器および加
算器を用いることで、同時に振幅変調成分を打ち消すこ
とができて、ＡＭデータ多重被変調波信号復調装置の構
成は簡単ですみ、規模を小型化することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態にかかるＡＭデータ多重
被変調波信号復調装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１および２ 直交検波器 ３ 減算器 ４ 加算器 ５および６ ローパスフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 1/00 H04J 4/00 - 15/00 H04L 27/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アナログ信号波で周波数ｆｃの搬送波をＡ
   Ｍ変調器によって振幅変調し、周波数軸上で周波数ｆｃ
   の搬送波を軸として線対称な周波数（ｆｃ＋ｆα）の位
   置と周波数（ｆｃ−ｆα）の位置とに、デジタル被変調
   波信号が多重されたＡＭデータ多重被変調波信号からベ
   ースバンドデジタル信号を復調するＡＭデータ多重被変
   調波信号復調装置であって、ＡＭデータ多重被変調波信
   号を周波数（ｆｃ＋ｆα）の信号で直交検波する第１の
   直交検波器と、前記ＡＭデータ多重被変調波信号を周波
   数（ｆｃ−ｆα）の信号で直交検波する第２の直交検波
   器と、第１の直交検波器からのＩ信号成分と第２の直交
   検波器からのＩ信号との差を演算する第１の演算手段
   と、第１の直交検波器からのＱ信号成分と第２の直交検
   波器からのＱ信号との和を演算する第２の演算手段とを
   備えたことを特徴とするＡＭデータ多重被変調波信号復
   調装置。