JP3159324B2 - ディジタル復調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多値ディジタル無線通
信システムで用いられるディジタル復調装置に係り、特
にトランスバーサル等化器の制御性の向上技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル無線通信では、周波数
有効利用の観点から、１６ＱＡＭから３２ＱＡＭや６４
ＱＡＭへ、更に２５６ＱＡＭへというように多値化が進
んでいるが、このように多値化が進むと伝搬路で発生す
る歪みが重要な問題となってくる。そこで、ディジタル
復調装置は、例えば図６に示すように、復調器５１と信
号処理系のインターフェースである６列／５列変換回路
５３との間にトランスバーサル等化器５４を介在させ、
復調信号に所定の波形処理をしてから信号処理をするよ
うにしている。以下、図６を参照して従来のディジタル
復調装置について説明する。

【０００３】図６において、復調器５１は、直交同期検
波回路（乗算器２、同３、π／２移相器４、搬送波再生
回路５）と低域ろ波器（６、７）とクロック発生器８と
Ａ／Ｄ変換器（９、１０）とで基本的に構成される。ま
た、トランスバーサル等化器５４は、トランスバーサル
フィルタ１１と制御信号発生回路１４とで基本的に構成
される。

【０００４】復調器５１では、まず直交同期検波回路
が、入力端子１に印加される３２ＱＡＭのディジタル変
調信号について直交同期検波処理をし、互いに直交する
ＰチャネルとＱチャネルの２系列の検波信号を形成す
る。即ち、入力端子１に印加される３２ＱＡＭのディジ
タル変調信号は２分岐され、一方が乗算器２の一方の入
力となり、他方が乗算器３の一方の入力となるが、乗算
器３の他方の入力には搬送波再生回路５の出力が直接与
えられる一方、乗算器２の他方の入力には搬送波再再生
回路５の出力がπ／２移相器４で９０°移相されて与え
られるので、入力ディジタル変調信号は再生搬送波信号
とそれを９０°移相した直交再生搬送波信号とによって
直交同期検波される。従って、図示例では、乗算器２が
Ｐチャネルの検波信号を出力し、乗算器３がＱチャネル
の検波信号を出力することになる。

【０００５】次いで、この２系列の検波信号は、低域ろ
波器（６、７）の対応するものにて高調波成分除去処理
を受け、Ａ／Ｄ変換器（９、１０）の対応するものに入
力し、クロック発生器８からのクロックＣＬＫに従って
サンプリングされ、符号間干渉を受けたディジタル信号
（各Ｎビット）として識別再生され、それぞれトランス
バーサル等化器５４に出力される。具体的には、各再生
ディジタル信号のビット長Ｎは図示例では４ビットであ
るが、この各再生ディジタル信号Ｎビットはトランスバ
ーサルフィルタ１１に与えられ、その最上位ビット（主
データ信号）は象限判定信号（Ｄ_p、Ｄ_q)として制御信号
発生回路１４に与えられる。

【０００６】トランスバーサル等化器５４の各要素につ
いては後述するが、トランスバーサルフィルタ１１の各
出力（４ビット）の最下位１ビットが誤差信号（Ｅ_p、Ｅ
_q)として制御信号発生回路１４に与えられる。この誤差
信号（Ｅ_p、Ｅ_q)は再生ディジタル信号に含まれる符号間
干渉等の誤差成分に比例した量である。

【０００７】このトランスバーサル等化器５４では、制
御信号発生回路１４が象限判定信号（Ｄ_p、Ｄ_q)と誤差信
号（Ｅ_p、Ｅ_q)との相関をとってトランスバーサルフィル
タ１１の各タップを制御し、これによりトランスバーサ
ルフィルタ１１が再生ディジタル信号に含まれる符号間
干渉等の誤差成分を除去し、波形等化をした補償後デー
タ（４ビット）を出力するようになっている。この各補
償後データの上位３ビットが６列／５列変換回路５３に
与えられる。

【０００８】６列／５列変換回路５３は、入力された６
列のディジタル信号を送信側の変調部が行った動作と逆
の動作によって５列のディジタル信号に変換し、図外の
信号処理部へ出力する。

【０００９】さて、トランスバーサル等化器５４の各要
素について説明する。トランスバーサルフィルタ１１
が、例えば図３に示すように、３タップのものであると
すれば、制御信号発生回路１４は図７（基本制御信号発
生回路）及び図５（タップ制御信号発生回路）に示すよ
うに構成される。

【００１０】図７において、この従来の基本制御信号発
生回路は、クロックＣＬＫに従って並列動作をする６個
のフリップフロップ（３０１〜３０６）を備え、象限判
定信号（Ｄ_p、Ｄ_q)と誤差信号（Ｅ_p、Ｅ_q)に１ビットずつ
の遅延操作をして１ビットずつずれた制御信号を形成
し、それをタップ制御信号発生回路へ与える。

【００１１】具体的には、フリップフロップ（３０１、
３０２）は、象限判定信号（Ｄ_p 、Ｄ_q)を１ビット遅延
させた象限判定信号（Ｄ_p0、Ｄ_q0）を出力する。これら
は、タップ制御信号発生回路（図５）の排他的論理和回
路（３１１〜３２２）の一方の入力となっている。

【００１２】また、誤差信号（Ｅ_p、Ｅ_q)は、まず２分岐
され、一方は誤差信号（Ｅ_p-1 、Ｅ_q-1)として前記排他
的論理和回路（３１１〜３１４）の他方の入力となり、
他方はフリップフロップ（３０３、３０５）にて１ビッ
ト遅延されて誤差信号（Ｅ_p0、Ｅ_q0）となり、更にフリ
ップフロップ（３０４、３０６）にて１ビット遅延され
て誤差信号（Ｅ_p+1 、Ｅ_q+1)となる。誤差信号（Ｅ_p0、
Ｅ_q0）は排他的論理和回路（３１５〜３１８）の他方の
入力となり、誤差信号（Ｅ_p+1、Ｅ_q+1)は排他的論理和回
路（３１９〜３２２）の他方の入力となっている。

【００１３】次に、図５において、タップ制御信号発生
回路は、時間関係の異なる誤差信号（Ｅ_p-1 、Ｅ_p0、Ｅ
_p+1 、Ｅ_q-1 、Ｅ_q0、Ｅ_q+1)と象限判定信号（Ｄ_p0、Ｄ
_q0）との相関をとる排他的論理和回路（３１１〜３２
２）と、この排他的論理和回路（３１１〜３２２）の対
応する出力をクロックＣＬＫに従って取り込むフリップ
フロップ（３３１〜３４２）と、このフリップフロップ
（３３１〜３４２）の対応する出力をクロックＣＬＫに
従って計数して平均化操作をしタップ制御信号（Ｒ
_p-1 、Ｒ_p0、Ｒ_p+1 、Ｒ_q-1 、Ｒ_q0、Ｒ_q+1 、Ｉ_p-1 、
Ｉ_p0、Ｉ_p+1 、Ｉ_q0、Ｉ_q-1 、Ｉ_q+1)を出力するアップ
ダウン計数回路（３５１〜３６２）とで構成される。

【００１４】ここに、Ｒ_p-1 、Ｒ_p0、Ｒ_p+1 、Ｒ_q-1 、
Ｒ_q0、Ｒ_q+1 は同相干渉用制御信号であり、Ｉ_p-1 、Ｉ
_p0、Ｉ_p+1 、Ｉ_q-1 、Ｉ_q0、Ｉ_q+1 は直交干渉用制御信
号である。そして、トランスバーサルフィルタ１１で
は、Ｒ_p-1 とＩ_p-1 とＲ_q-1 とＩ_q-1 とが前段タップ
に、Ｒ_p0とＩ_p0とＲ_q0とＩ_q0とが中段タップに、Ｒ_p+1
とＩ_p+1 とＲ_q+1 とＩ_q+1 とが後段タップにそれぞれ与
えられる（図３）。

【００１５】次に、図３において、３タップのトランス
バーサルフィルタは、前段タップの乗算器（１０１、１
０４、２０１、２０４）と、中段タップの乗算器（１０
２、１０５、２０２、２０５）と、後段タップの乗算器
（１０３、１０６、２０３、２０６）と、２段の遅延回
路であるフリップフロップ（１０７、１０８）と、同
（２０７、２０８）と、加算回路（１０９、１１０、２
０９、２１０、３１１、３１２）とを備える。

【００１６】復調器５１の出力である２系列の再生ディ
ジタル信号は、それぞれ３分岐され、Ｐチャネルでは乗
算器１０１と同１０４とフリップフロップ１０７に入力
し、Ｑチャネルでは乗算器２０１と同２０４とフリップ
フロップ２０７に入力する。次いで、Ｐチャネルでは、
フリップフロップ１０７で１ビット遅延されたディジタ
ル信号は乗算器１０２と同１０５とフリップフロップ１
０８に入力し、フリップフロップ１０８で更に１ビット
遅延されたディジタル信号は乗算器１０３と同１０６と
に入力する。

【００１７】同様に、Ｑチャネルでは、フリップフロッ
プ２０７で１ビット遅延されたディジタル信号は乗算器
２０２と同２０５とフリップフロップ２０８に入力し、
フリップフロップ２０８で更に１ビット遅延されたディ
ジタル信号は乗算器２０３と同２０６とに入力する。

【００１８】Ｐチャネルでは、乗算器（１０１、１０
２、１０３）において入力ディジタル信号と同相干渉用
制御信号（Ｒ_p-1 、Ｒ_p0、Ｒ_p+1)との乗算が行われ、そ
の乗算結果が加算回路１０９で加算される。また、乗算
器（１０４、１０５、１０６）において、入力ディジタ
ル信号と直交干渉用制御信号（Ｉ_p-1 、Ｉ_p0、Ｉ_p+1)と
の乗算が行われ、その乗算結果が加算回路１１０で加算
される。

【００１９】同様に、Ｑチャネルでは、乗算器（２０
１、２０２、２０３）において入力ディジタル信号と同
相干渉用制御信号（Ｒ_q-1 、Ｒ_q0、Ｒ_q+1)との乗算が行
われ、その乗算結果が加算回路２０９で加算される。ま
た、乗算器（２０４、２０５、２０６）において、入力
ディジタル信号と直交干渉用制御信号（Ｉ_q-1 、Ｉ_q0、
Ｉ_q+1)との乗算が行われ、その乗算結果が加算回路２１
０で加算される。

【００２０】そして、加算回路１０９と同２０９との出
力が加算回路３１１にて加算され、また、加算回路１１
０と同２１０との出力が加算回路３１２にて加算され、
それぞれ補償後のデータとなる。以上の操作によって、
補償後データは、符号間干渉による誤差成分が２乗平均
の意味で最小となることが保証される。なお、補償後デ
ータは、それぞれ４ビットデータであるが、加算回路３
１１の出力補償後データの最下位ビットが誤差信号Ｅ_p
であり、加算回路３１２の出力補償後データの最下位ビ
ットが誤差信号Ｅ_q である。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のディジ
タル復調装置では、トランスバーサル等化器は、位相平
面上の信号点配置位置に信号は実際には存在しないにも
拘らず、信号が存在するかの如く制御するという問題が
ある。図８を参照して説明する。

【００２２】図８は３２ＱＡＭ変調方式での位相平面上
の信号点配置を示す。伝搬路の周波数特性が劣化する
と、データ信号は直交干渉を受け、Ｐチャネルのデータ
がＱチャネルのデータに干渉を与え、またＱチャネルの
データがＰチャネルのデータに干渉を与える。これを図
８の信号点配置図で言えば、相対的にＰ（Ｑ）軸が右回
転または左回転したのと等化である。そして、劣化の程
度が軽く図８の点Ａに位置した信号点の移動が点Ｂに到
達しない程度の範囲内であるときには、トランスバーサ
ル等化器は、この軸を逆方向へ回転させる正常の制御を
する。

【００２３】ところが、更に周波数特性の劣化が厳しく
なり、図８の点Ａに位置した信号点が点Ｂにまで回転移
動した場合には、実際には点Ａが回転して点Ｂまで移動
したのか、点Ｃが回転して点Ｂまで移動したのか区別が
つかないが、トランスバーサル等化器は配置領域外の点
Ｄの原点からの距離が小さくなったと判断して制御を行
うので、誤動作となるのである。

【００２４】本発明の目的は、トランスバーサル等化器
の制御動作が伝搬路の周波数特性の劣化程度に依存しな
いようにできる手段を備えたディジタル復調装置を提供
することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のディジタル復調装置は、入力された３２Ｑ
ＡＭのディジタル変調信号について復調処理をし所定ビ
ット長の復調信号を出力する復調器と； 前記復調器出
力についての波形等化処理を各タップの制御信号に従っ
て行い、所定ビット長の補償後データを出力するトラン
スバーサルフィルタと； 前記復調器出力の中の主デー
タ信号の最上位ビットである象限判定信号と前記トラン
スバーサルフィルタ出力の中の誤差信号とから当該トラ
ンスバーサルフィルタの前記各タップの制御信号を発生
する制御信号発生回路と； を備え、トランスバーサル
フィルタ出力の中の誤差信号を除くデータ信号について
信号処理をするディジタル復調装置において； トランススバーサルフィルタ出力のデータ信号を受けて
各信号の位相平面上の配置位置が正方形配置の各頂点の
最外殻点を除く信号点配置領域の内外何れにあるかを示
す領域判定信号を出力する領域判定回路； を設けると
共に、前記制御信号発生回路に、前記領域判定信号が領
域外を示すときはその領域外での誤差信号の入力を禁止
しその領域外となる直前の誤差信号を用いて制御信号を
発生し、前記最外殻点の信号点で誤ったトランスバーサ
ル制御するのを防止する手段； を設けている。

【００２６】

【作用】次に、前記の如く構成される本発明のディジタ
ル復調装置の作用を説明する。本発明では、各信号の位
相平面上の配置位置がその位相平面上に規定される信号
点配置領域の外となったときは、その期間内トランスバ
ーサルフィルタに与える制御信号（象限判定信号と誤差
信号との相関をとって形成される）は、領域外となる直
前の誤差信号を用いて形成する。

【００２７】その結果、領域外であるときは、実際には
存在しない信号点位置における相関信号を用いないよう
にでき、伝搬路の周波数特性の劣化に伴いトランスバー
サル等化器が誤動作するのを防止できる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係るディジタル復調
装置を示す。本発明では、領域判別回路１３を追加して
あると共に、制御信号発生回路１２に若干の機能追加を
してある。その他の要素は従来例装置（図６）と同様で
ある。

【００２９】領域判別回路１３は、トランスバーサルフ
ィルタ１１の出力の中の誤差信号（Ｅ_p、Ｅ_q)を除くデー
タ信号を受けて、各信号の位相平面上の配置位置がその
位相平面上に規定される信号点配置領域の内外何れにあ
るかを判定し、その判定結果を示す領域判定信号Ｄ_e を
制御信号発生回路１２に出力する。

【００３０】信号点配置は、３２ＱＡＭ方式では図８に
示したようになるので、これを領域判別用に書き直すと
図２に示すようになる。即ち、図２において、実線で囲
んだ領域が信号点配置領域であり、その外側の斜線部が
領域外である。領域判別回路１３は、トランスバーサル
フィルタ（図３）１１の出力（４ビット）の中の誤差信
号（Ｅ_p、Ｅ_q)を除くデータ信号（３ビット）に基づき、
周知の方法で領域判定を行い、領域内と判定したときは
領域判定信号Ｄ_e を例えば“１”にし、領域外と判定し
たときは領域判定信号Ｄ_e を“０”にする。この領域判
定信号Ｄ_e は制御信号発生回路１２の基本制御信号発生
回路（図４）に与えられる。つまり、タップ制御信号発
生回路（図５）は機能追加なく従来と同様である。

【００３１】図４において、本発明の基本制御信号発生
回路は、象限判定信号（Ｄ_p、Ｄ_q)の遅延回路たるフリッ
プフロップ（３０７、３０１）、同（３０８、３０２）
に与えるクロックＣＬＫは従来と同様であるが、誤差信
号（Ｅ_p、Ｅ_q)の遅延回路たるフリップフロップ（３０
９、３０３、３０４）、同（３１０、３０５、３０６）
に与えるクロックＣＬＫは、追加した論理積回路３７１
で領域判定信号Ｄ_e と論理積をとったものを用いるよう
にしてある。

【００３２】従って、この基本制御信号発生回路では、
領域判定信号Ｄ_eが“０”で領域外を示すと、論理積回
路３７１の出力は同様に“０”となり、クロックＣＬＫ
は出力されないので、誤差信号（Ｅ_p、Ｅ_q)の遅延回路た
るフリップフロップ（３０９、３０３、３０４）、同
（３１０、３０５、３０６）は直前の状態を保持出力す
る。これは、判定信号Ｄ_e が“１”となるまで継続す
る。

【００３３】その結果、タップ制御信号発生回路（図
５）は、正常時に用いた誤差信号によって、つまり、実
際に存在する信号点位置における相関信号を用いてトラ
ンスバーサルフィルタ１１の各タップを制御することと
なり、実際には存在しない信号点位置における相関信号
でトランスバーサルフィルタ１１を制御することがなく
なるので、伝搬路の周波数特性の劣化に伴いトランスバ
ーサルフィルタ１１が誤った制御をするのを防止でき
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディジタ
ル復調装置によれば、領域判別回路を設け、各信号の位
相平面上の配置位置がその位相平面上に規定される信号
点配置領域の外となったときは、その期間内トランスバ
ーサルフィルタに与える制御信号（象限判定信号と誤差
信号との相関をとって形成される）は、領域外となる直
前の誤差信号を用いて形成するようにしたので、領域外
であるときは、実際には存在しない信号点位置における
相関信号を用いないようにでき、伝搬路の周波数特性の
劣化に伴いトランスバーサルが誤った制御をするのを防
止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るディジタル復調装置の
構成ブロック図である。

【図２】領域判別回路の動作説明図である。

【図３】トランスバーサルフィルタの構成ブロック図で
ある。

【図４】制御信号発生回路における本発明の一実施例に
係る基本制御信号発生回路の構成ブロック図である。

【図５】制御信号発生回路におけるタップ制御信号発生
回路の構成ブロック図である。

【図６】従来のディジタル復調装置の構成ブロック図で
ある。

【図７】従来の基本制御信号発生回路の構成ブロック図
である。

【図８】従来のディジタル復調装置の動作説明図であ
る。

【符号の説明】

１１ トランスバーサルフィルタ １２ 制御信号発生回路 １３ 領域判別回路 ５１ 復調器 ５２ トランスバーサル等化器 ５３ ６列／５列変換回路 ３７１ 論理積回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力された３２ＱＡＭのディジタル変調信
   号について復調処理をし所定ビット長の復調信号を出力
   する復調器と； 前記復調器出力についての波形等化処
   理を各タップの制御信号に従って行い、所定ビット長の
   補償後データを出力するトランスバーサルフィルタと；
   前記復調器出力の中の主データ信号の最上位ビットで
   ある象限判定信号と前記トランスバーサルフィルタ出力
   の中の誤差信号とから当該トランスバーサルフィルタの
   前記各タップの制御信号を発生する制御信号発生回路
   と； を備え、トランスバーサルフィルタ出力の中の誤
   差信号を除くデータ信号について信号処理をするディジ
   タル復調装置において； トランススバーサルフィルタ出力のデータ信号を受けて
   各信号の位相平面上の配置位置が正方形配置の各頂点の
   最外殻点を除く信号点配置領域の内外何れにあるかを示
   す領域判定信号を出力する領域判定回路； を設けると
   共に、前記制御信号発生回路に、前記領域判定信号が領
   域外を示すときはその領域外での誤差信号の入力を禁止
   しその領域外となる直前の誤差信号を用いて制御信号を
   発生し、前記最外殻点の信号点で誤ったトランスバーサ
   ル制御するのを防止する手段； を設けたことを特徴と
   するディジタル復調装置。