JP3173788B2 - デジタル伝送装置および直接変換レシーバ - Google Patents

デジタル伝送装置および直接変換レシーバ

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、デジタル情報伝送装置、より特定的には電
波またはデジタル無線ビームによる通信装置に関し、該
装置はマイクロ波で直接コヒーレント復調を実行するレ
シーバを含んでいる。
無線ビームはデジタル出力に含まれている情報用の伝
送チャンネルであり、該装置は少なくとも一つのトラン
スミッタと少なくとも一つのレシーバとを含んでいる。
一般に使用される変調は、複素平面において偶数の状態
を有する「群」（constellation）を規定する、複数の
振幅および位相状態を有する変調である。
このタイプの従来のデジタル伝送装置が添付の図１お
よび図２にブロック図の形態で示されている。
該装置は、コヒーレント復調、即ち送信に同期した復
調であり、該復調は直接マイクロ波で、即ち中間周波数
に転換することなく実行される。図１はトランスミッタ
の部分図であり、図２はレシーバの部分図である。
図１に示されているようなトランスミッタは、 出力ターミナル２で送信搬送周波数を供給するシンセ
サイザまたは他のタイプのマイクロ波発振器１と、 ２から搬送周波数を受信すると共に二つの変調入力４
および５でベースバンドに供給される伝送データ列Ｐお
よびＱを従来の方法で受信するマイクロ波変調器３と、 変調器３の出力７で得られる変調信号の増幅器６であ
って、その出力信号８をレシーバ側に送信するように送
信フィルタ（図示せず）を介してアンテナに与える増幅
器６と を上流から下流までに連続して含んでいる。
図２に示されているレシーバは順に、 受信フィルタ（図示せず）を介して受信アンテナから
の無線周波数信号を入力10で受信する低雑音増幅器９、
即ち、AFBと、 増幅器９によって受信且つ増幅された信号をその入力
12で受信するマイクロ波復調器11と、 その出力14が復調器11に接続されているVCO（電圧制
御発振器）型のマイクロ波制御復調発振器13であって、
良好なスペクトル純度と低周波ドリフトとを有する必要
から、一般に高いＱ係数を有する誘電体共振器を使用し
て作られる発振器13と、 ベースバンドで信号処理を実行する部分15であって、
従来、例えば、低雑音増幅器、ローパスフィルタ、グル
ープ伝播遅延調整装置および自動利得制御増幅器（AG
C）などを備えており、復調器11に接続された入力ター
ミナル16および17にそれぞれ与えられた二つの受信且つ
復調されたデータ列ＰおよびＱを処理し、処理後にレシ
ーバの二つの出力18および19で、ベースバンドにおいて
処理されたこれら二つのデータ列ＰおよびＱを供給する
部分15と、 入力21および22で処理デバイス15から出力した二つの
データ列ＰおよびＱを受信すると共に、出力23で発振器
13の制御入力に加えられるDC電圧の形態の位相エラー信
号を供給し、それによって受信された信号と再構成され
た搬送波との間の位相差を打ち消す特性の位相同期ルー
プを形成する、ベースバンドで作動する位相評価器20
（estimateur de phrase）であって、言い換えれば、再
生搬送波と受信搬送波との間の位相エラーの関数である
電圧を生成させ、この位相評価器の23における出力電圧
が受信発振器13の周波数および位相制御を可能にし、そ
れによって受信信号の「コヒーレント」復調を可能にす
る位相評価器20と を含んでいる。
上記に記載の従来の装置は、 レシーバが狭通過帯域を有していること、即ち、復調
発振器13は良好なスペクトル純度と低周波数ドリフトと
を有していなければならないので、該発振器13が高度の
周波数追従性（agilite）を有することは不可能であ
り、従って実際にはこの種のレシーバは、一般的に単一
のチャンネルのみを受信するのに適しており、そのため
に応用がかなり制限されるということと、 上記システムが「疑似ロッキング」に敏感であるとい
うこと、即ち、コヒーレント復調器においては、ここで
説明している復調器についても言えることであるが、二
つの直交軸上での変調の場合に、デジタル情報の伝送レ
ートの1/4の整数倍で搬送周波数の両側に位置する周波
数で疑似ロッキングが発生する可能性があり、従って搬
送波再生装置がそのような疑似ロッキングを検出且つ修
正するための装置を必ず備えていなければならず、特
に、非常に低いデジタル出力の場合、または周波数追従
性であるレシーバが必要とされるときには直接復調を常
に使用することがほぼ不可能になるという結果を生じる
というような欠点を有している。
これらの問題は復調発振器として周波数シンセサイザ
を使用することによって理論的には克服できる。しかし
直接復調の本ケースにおいては、そのようなシンセサイ
ザの発振器はシンセサイザの基準信号（一般的には水
晶）と位相評価器からの出力電圧とによって同時にサー
ボ制御されねばならず、それは当然両立しない。その結
果、今までのところマイクロ波周波数で直接復調を実行
する際に周波数シンセサイザを使用することは残念なが
ら不可能であった。
本発明はこれらの欠点を改善することを目的とする。
このために本発明は、特にマイクロ波無線ビームによる
デジタル情報伝送装置を提供し、該装置は、マイクロ波
搬送波によるデジタルデータの少なくとも一つのトラン
スミッタと、マイクロ波周波数で直接コヒーレント復調
を実行する少なくとも一つのレシーバとを含んでいる。
本発明によると、トランスミッタが、搬送周波数を生成
するために、伝送するべきデジタル出力のクロック周波
数によってその基準信号が供給される第１の周波数シン
セサイザを使用し、さらにレシーバが、第１の周波数シ
ンセサイザと少なくとも機能的に同一であると共にその
基準信号が受信デジタル出力から再生されたクロック周
波数によって同様な方法で供給されるもう一つの周波数
シンセサイザを復調発振器として使用し、その結果この
復調発振器の周波数が上記送信搬送周波数と同一である
と共に該周波数に同期しており、必要に応じて、レシー
バ、特にループ回路によって生成され得る位相オフセッ
トを補正するために、復調発振器の出力と対応する復調
器の制御入力との間に補助位相オフセット回路が設けら
れる。
本発明は、添付の図面を参照して下記に記載されてい
るようなデジタルデータ伝送装置の非限定的実施例を読
むことによりその利点および他の特徴が良く理解される
であろう。
図３および図４は無線ビームによるデジタル通信装置
の一つの実施例におけるトランスミッタおよびレシーバ
のそれぞれのブロック図である。
図５はトランスミッタおよびレシーバの両方に備えら
れているようなシンセサイザ発振器のブロック図であ
る。
図６は一部が改善されたレシーバの変形例を示す図４
と同様なブロック図である。
図３を上記記載の図１と綿密に比較してみると、無線
ビームのトランスミッタは図１のトランスミッタと同様
な変調器３と増幅器６とを備えているが、そのシンセサ
イザ発振器1A、即ち周波数シンセサイザは、伝送用２進
出力のクロック信号Ｈを、より正確に言うと、図５を参
照して記載しているクロック周波数Ｈの約数を基準信号
として入力24で受信する。
このようなシンセサイザ発振器1Aの一つの可能な実施
例が、図５を参照して単なる例として記載されている
が、現在知られている多くのタイプの周波数シンセサイ
ザを考慮すれば、この例が全く限定的でないことが理解
されよう。
周波数シンセサイザは、無線周波数搬送波Ｆを構成す
るマイクロ波信号を出力２で供給する電圧制御マイクロ
波発振器、即ち「VCO」25を含んでいる。
出力信号の一部は、結合器26によって収集されて、通
常分割レベルN2で分割するための調整可能な分割器28を
備えているループ27を伝わる。
ループ信号が位相コンパレータ30の二つの入力のうち
の一方29に与えられ、その他方の入力31は、クロック周
波数Ｈ、即ち24で入力されて、分割レベルN1で分割する
調整可能な分割手段32によって分割される２進データ伝
送速度を与える周波数を受信する。
位相コンパレータ30から出力されたエラー信号33は、
増幅器／ループフィルタ35を通過した後で発振器25の制
御入力34に与えられる。
従って、搬送周波数Ｆは、デジタル出力のクロック周
波数Ｈによって設定され、より正確には、下記の値 Ｆ＝HxN2/N1 に設定される。
図４を図２と比較してみると、レシーバは、図２に示
されているレシーバと同様な増幅器９、復調器11および
ベースバンドプロセッサ15を有しているのがわかる。
対照的に本発明によれば、その復調発振器13Aは、送
信に使用される、即ち上記に説明したものと同様な分割
レベルN1およびN2を含む発振器1Aと同一の周波数シンセ
サイザによって構成されている。
この発振器13Aがその入力23で受信する該発振器の基
準信号は、伝送クロック周波数と同一であると共に、ベ
ースバンドで復調且つ処理されたデータＰおよびＱを二
つの入力37および38で受信する従来の伝送速度再生回路
36によって再生されるデジタル出力のクロック周波数Ｈ
によって構成されており、二つのデータ列がこのレシー
バのブロック図の出力18および19上に存在する。
従って発振器13Aの出力39で得られる周波数は、再生
された伝送速度Ｈによって制御されるので、必然的に伝
送無線周波数Ｆと同一であると共に該周波数に同期して
いる。従って従来技術の装置において発生し得る上記の
疑似ロッキングは、この場合全く発生し得ない。
それ自体周知の回路である伝送速度再生回路36は、実
際上一定の位相オフセットを発生させるという欠点を有
する論理ゲートまたは他の機能素子をしばしば含むとい
うことに注意すべきである。
これが、発振器13Aの出力39のマイクロ波信号が復調
器11の入力14に直接与えられず、位相オフセット値を制
御するための制御電圧Ｖの制御のもとに固定位相シフト
を生成させる調整可能な位相シフト回路40によって主に
処理される理由であり、該電圧Ｖは位相シフト回路40の
制御入力41に与えられる。
固定位相シフトは、伝送速度再生回路36を含むループ
内の上記の位相オフセットを補正するように調整され
る。
二つのシンセサイザ1Aおよび13Aに共通な分割レベルN
1およびN2を適当に調整することにより、搬送周波数Ｆ
を変更することが可能であり、それによってこの装置が
大量のチャンネルをカバーすることが可能になる。
一部が改善されたレシーバの変形例が図６に示されて
いる。
この場合、特に上記の電圧Ｖの手動調整を不要にする
だけでなく、例えば温度変化によりループに発生し得る
位相ドリフトを補正するための自動制御を目的として、
例えば図１の評価器20と同様な位相評価器43によってオ
フセット電圧Ｖが自動的に供給される。従って位相評価
器43は出力18および19に存在する復調されたデータＰお
よびＱによって制御される。
本発明が上記に記載された実施例に限定されないのは
当然である。従って他のタイプのシンセサイザの使用も
可能であり、送信シンセサイザ1Aおよび受信シンセサイ
ザ13Aは、機能的に同一であるなら、即ち、両方とも基
準信号として２進出力伝送速度の倍数または約数を有す
る場合には、構造的に異なっていても良い。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】特にマイクロ波無線ビームによるデジタル
    情報伝送装置であって、該装置は、マイクロ波搬送波
    （Ｆ）による少なくとも一つのデジタルデータ（Ｐ、
    Ｑ）のトランスミッタと、マイクロ波周波数で直接コヒ
    ーレント復調を実行する少なくとも一つのレシーバとを
    含んでおり、 前記トランスミッタが、マイクロ波搬送周波数（Ｆ）を
    生成するためにその基準信号（24、31、32）が伝送され
    るべきデジタル出力のクロック周波数（Ｈ）によって供
    給される第１の周波数シンセサイザ（1A）を使用し、前
    記レシーバが、少なくとも機能的には前記第１の周波数
    シンセサイザ（1A）と同一であると共にその基準信号が
    受信されたデジタル出力から再生されたクロック周波数
    （Ｈ、23）によって同様な方法（31、32）で供給される
    もう一つの周波数シンセサイザ（13A）を復調発振器と
    して使用し、その結果、前記復調発振器（13A）の周波
    数（Ｆ、39）が前記送信搬送周波数（Ｆ、２）と同一で
    あると共に該周波数に同期しており、前記レシーバ、特
    にそのループ回路（36）によって偶発的に発生し得る位
    相オフセットを補正するために、前記復調発振器（13
    A）の出力と対応する復調器（11）の制御入力（14）と
    の間に補助位相オフセット回路（40）が設けられている
    ことを特徴とするデジタル情報伝送装置。
  2. 【請求項２】再生されたクロック信号（Ｈ、23）が、ベ
    ースバンドにおいて復調且つ処理された（15）データ
    （Ｐ、Ｑ）を受信する（37、38）伝送速度再生回路（3
    6）によって前記シンセサイザ復調発振器（13A）に供給
    されることを特徴とする請求項１に記載のデジタル伝送
    装置。
  3. 【請求項３】前記位相オフセット回路（40）がベースバ
    ンドにおいて復調且つ処理された（15）データ（Ｐ、
    Ｑ）を受信する位相評価器（43）によって制御される
    （41）ことを特徴とする請求項１または２に記載のデジ
    タル情報伝送装置。
  4. 【請求項４】前記シンセサイザ（1A、13A）の出力周波
    数（Ｆ）が、 Ｆ＝HxN2/N1 ｛ここで、N2は前記シンセサイザのループ（27）に通常
    取り付けられている調整可能な分割器（28）である｝で
    あるように、クロック周波数Ｈが可変レベルN1の分割器
    を介して前記二つのシンセサイザ（1A、13A）の各々に
    与えられることを特徴とする請求項１から３のいずれか
    一項に記載のデジタル情報伝送装置。
  5. 【請求項５】特に請求項１のデジタル情報伝送装置に用
    いられる、マイクロ波周波数で直接コヒーレント復調を
    実行するためのレシーバであって、該レシーバが、少な
    くとも機能的にトランスミッタの前記第１の周波数シン
    セサイザ（1A）と同一であると共に、その基準信号が受
    信されたデジタル出力から再生されたクロック周波数
    （Ｈ、23）によって同様な方法で（31、32）供給される
    第２の周波数シンセサイザ（13A）を復調発振器として
    使用し、その結果、前記復調発振器（13A）の周波数
    （Ｆ、39）が前記送信搬送周波数（Ｆ、２）と同一であ
    ると共に該周波数に同期しており、前記レシーバに偶発
    的に発生し得る位相オフセットを補正するために、前記
    復調発振器（13A）の出力と対応する前記復調器（11）
    の制御入力（14）との間に補助位相オフセット回路（4
    0）が設けられていることを特徴とするレシーバ。
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