JP3115251B2 - Ａｍデータ多重被変調波信号復調回路 - 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回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ多重被変調波信号復調回路
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、本特許出願人
が特願平８−１６６６３６号において提案している、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（ｆ
ｃ−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によって変調されたＡＭデ
ータ多重被変調波信号ではＡＭ変調成分とデータ変調成
分が同一周波数帯域、同一時間に多重されているため、
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
取り出したり、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したりすることはできな
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
復調回路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回路は、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ＡＭ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回路であって、ＡＭデ
ータ多重被変調波信号から搬送波を再生しπ／２移相し
て送出する搬送波再生手段と、ＡＭデータ多重被変調波
信号と搬送波再生手段からの出力とを乗算する乗算手段
と、乗算出力信号の高域周波数成分を除去する第１のロ
ーパスフィルタと、第１のローパスフィルタの出力信号
を周波数ｆαの直交する２つの搬送波信号で直交検波す
る直交検波手段と、直交検波された出力の高域周波数成
分を除去する第２のローパスフィルタとを備えたことを
特徴とする。

【０００６】本発明にかかるＡＭデータ多重被変調波信
号復調回路によれば、搬送波再生手段によってＡＭデー
タ多重被変調波信号と直交する搬送波が再生され、再生
された搬送波とＡＭデータ多重被変調波信号とが乗算手
段によって乗算され、乗算手段からの出力信号の高域周
波数成分は第１のローパスフィルタによって除去され、
第１のローパスフィルタからの出力信号が周波数ｆαの
互いに直交する２つの搬送波信号で直交検波手段によっ
て直交検波され、直交検波された出力の高域周波数成分
は第２のローパスフィルタによって除去されて、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信号が復調される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるＡＭデータ
多重被変調波信号復調回路を実施の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Ａ
Ｍデータ多重被変調波信号復調回路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
ＡＭデータ多重被変調波信号復調回路は、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回路では、入力されたＡＭデータ
多重被変調波信号はキャリア再生器１へ入力してＡＭデ
ータ多重被変調波信号から搬送波を再生する。キャリア
再生器１において再生された搬送波はπ／２移相回路２
へ送出して、π／２移相回路２において搬送波をπ／２
ラジアン移相させる。

【００１０】一方、ＡＭデータ多重被変調波信号は遅延
器３へ入力してＡＭデータ多重被変調波信号を所定時間
遅延させる。遅延器３における遅延量はキャリア再生器
１およびπ／２移相回路２における遅延量の和に設定し
てある。遅延器３において遅延されたＡＭデータ多重被
変調波信号は乗算器４に供給し、π／２移相回路２から
の出力信号と乗算する。

【００１１】乗算器４からの乗算出力信号は、ローパス
フィルタ５に供給して高域周波数成分を除去し、ローパ
スフィルタ５からの出力信号は、直交搬送波発生器６か
ら出力される直交する２つの搬送波信号と共に直交検波
器７に入力して、直交検波する。直交検波器７の出力は
ローパスフィルタ８に供給して高域周波数成分を除去
し、デジタル復調信号として送出する。

【００１２】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回路の作
用について説明する。

【００１３】復調の説明に先立って、キャリア再生器１
および遅延器３に供給されるＡＭデータ多重被変調波信
号について、図２に示す周波数スペクトルを参照して説
明する。

【００１４】搬送波をアナログ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、アナログ信号
波をνm(t)とすると、下記の式（１）のように表わされ
る。ＡＭ被変調波信号νAM(t)は、図２において模式的
にａで示してある。

【００１５】 νAM(t)＝｛１＋κνm(t)｝cos ωc t ……式（１）

【００１６】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（複素信号列）をＩ
n、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。

【００１７】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。直交被変調波
信号νDH(t)は図２において模式的にｃで示してある。

【００１８】 νDH(t)＝Ｉn cos(ωc＋ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc＋ωα）ｔ …式（２）

【００１９】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。直交被変調波信号νDL(t)は図２において模式的に
ｂで示してある。

【００２０】 νDL(t)＝−Ｉn cos（ωc−ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc−ωα）ｔ …式（３）

【００２１】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。

【００２２】 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）

【００２３】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。ＡＭデータ多重被変
調波信号ν(t)は図２において模式的にｄで示してあ
る。

【００２４】 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）

【００２５】ここで、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)であり、デジタル
変調搬送波はＡＭ変調搬送波の上下側波帯中に周波数ｆ
α離れて対称の位置に存在する。また、｜ｆｃ｜≧２｜
ｆα｜とする。

【００２６】上記した式（５）にて示されるＡＭデータ
多重被変調波信号がキャリア再生器１および遅延器３に
入力される。

【００２７】図１に示し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回路において、ＡＭ
データ多重被変調波信号からＡＭ変調波がキャンセルさ
れて、データが復調される過程を以下に示す。

【００２８】入力されたＡＭデータ多重被変調波信号ν
(t) は２つに分岐され、キャリア再生器１および遅延器
３へ入力される。まずキャリア再生器１による搬送波再
生について説明する。キャリア再生器１で再生されるの
はＡＭ変調のための搬送波であって、キャリア再生器１
からの出力νｃ(t) は下記の式（６）に示すようにな
る。

【００２９】 νｃ(t) ＝ cosωｃｔ …式（６）

【００３０】次に、この信号νｃ(t) がπ／２移相回路
２へ入力され、ＡＭ変調のための搬送波と直交する信号
が生成される。すなわち、π／２移相回路２から下記の
式（７）に示す出力信号νｃｑ(t) が得られる。

【００３１】 νｃｑ(t) ＝sin ωｃｔ …式（７）

【００３２】一方、分岐されたＡＭデータ多重被変調波
信号ν(t) は遅延器３で遅延させられる。遅延器３の遅
延量は、キャリア再生器１およびπ／２移相回路２にお
ける遅延量の総和であるが、ここでは簡単のためそれぞ
れの遅延は考慮に入れないこととし、遅延器３の遅延量
を０とする。従って、遅延器３の出力はＡＭデータ多重
被変調波信号ν(t) と等しくなる。

【００３３】遅延器３からの出力信号が乗算器４に入力
され、π／２移相回路２で生成された信号と乗算され
る。したがって、乗算器４からの出力信号νDｍ(t) は
下記の式（８）に示すごとくになる。

【００３４】 νDｍ(t) ＝ν(t)・νｃｑ(t) ＝〔｛１＋κνm(t)｝cos ωｃｔ＋Ｉn cos（ωｃ＋ωα）ｔ ＋Ｑn sin （ωｃ＋ωα）ｔ−Ｉn cos（ωｃ−ωα）ｔ ＋Ｑn sin （ωｃ−ωα）ｔ〕・sin ωｃｔ ＝−１／２・｛１＋κνm(t)｝sin ０ ＋１／２・｛１＋κνm(t)｝sin ２ωｃｔ ＋１／２・｛−Ｉn sin ωαｔ＋Ｑn cosωαｔ ＋Ｉn sin （−ωα）ｔ＋Ｑn cos（−ωα）ｔ｝ ＋１／２・｛Ｉn sin （２ωｃ＋ωα）ｔ −Ｑn cos（２ωｃ＋ωα）ｔ｝ ＋１／２・｛−Ｉn sin （２ωｃ−ωα）ｔ −Ｑn cos（２ωｃ−ωα）ｔ｝ …式（８）

【００３５】νDｍ(t) がローパスフィルタ５に入力さ
れて高域周波数成分が取り除かれる。ここで、sin ０＝
０、cos（−ｘ）＝ cosｘ、sin （−ｘ）＝−sin ｘで
あるから、ローパスフィルタ５からの出力信号νD(t)
は下記の式（９）に示すようになる。

【００３６】 νD(t) ＝１／２・（−Ｉn sin ωαｔ＋Ｑn cosωαｔ） …式（９）

【００３７】ローパスフィルタ５からの出力信号νD(t)
が直交搬送波発生器６からの出力信号と共に直交検波
器７へ入力される。直交搬送検波器６から出力される直
交搬送波は−sin ωαｔ、 cosωαｔとする。したがっ
て、直交検波器７からの出力信号νＩ(t) 、νＱ(t) は
それぞれ下記の式（１０）、式（１１）に示すようにな
る。

【００３８】 νＩ(t) ＝νD(t) （−sin ωαｔ） ＝１／４・（Ｉn−Ｉn cos２ωαｔ−Ｑn sin ２ωαｔ）…式（１０ ）

【００３９】 νＱ(t) ＝νD(t) cosωαｔ ＝１／４・（Ｑn−Ｉn sin ２ωαｔ＋Ｑn cos２ωαｔ）…式（１１ ）

【００４０】直交検波器７からの出力信号νＩ(t) 、ν
Ｑ(t) は、ローパスフィルタ８に供給されて、ローパス
フィルタ８において高域周波数成分は除去されて、ロー
パスフィルタ８から出力信号ＩDEMOD、ＱDEMODは下記の
式（１２）および式（１３）のようになって、多重され
たデータが復調される。

【００４１】 ＩDEMOD＝Ｉｎ／４ …式（１２） ＱDEMOD＝Ｑｎ／４ …式（１３）

【００４２】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回路においてデータ変調方式とし
てＱＰＳＫ変調の場合を例に説明したが、ＡＭデータ多
重変調方式で別のデータ復調方式を用いた時は、それに
合わせて復調方式を変える必要がある。しかし、ＡＭ変
調成分を打ち消すところまで、すなわち本発明の実施の
一形態にかかるＡＭデータ多重被変調波信号復調回路に
おいてローパスフィルタ５までは同じブロックを使用す
ることができて、直交検波器７以後をデータ変調方式に
応じて変えればよい。

【００４３】

【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回路によれば、構成が簡
単、かつ小規模であるため小型化ができる。

【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
被変調波信号復調回路の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の一形態にかかるＡＭデータ多重
被変調波信号復調回路に入力されるＡＭデータ多重被変
調波信号の説明に供する模式図である。

【符号の説明】

１ キャリア再生器 ２ π／２移相回路 ３ 遅延器 ４ 乗算器 ５および８ ローパスフィルタ ６ 直交搬送波発生器 ７ 直交検波器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−247037（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−268525（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−278633（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−29981（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−326836（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−22974（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−22956（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−178405（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−224417（ＪＰ，Ａ) 米国特許5940365（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38 H04J 1/00 H04J 9/00 H04J 15/00

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ＡＭ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
   調波信号復調回路であって、ＡＭデータ多重被変調波信
   号から搬送波を再生しπ／２移相して送出する搬送波再
   生手段と、ＡＭデータ多重被変調波信号と搬送波再生手
   段からの出力とを乗算する乗算手段と、乗算出力信号の
   高域周波数成分を除去する第１のローパスフィルタと、
   第１のローパスフィルタの出力信号を周波数ｆαの直交
   する２つの搬送波信号で直交検波する直交検波手段と、
   直交検波された出力の高域周波数成分を除去する第２の
   ローパスフィルタ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回路。