JP3311910B2 - 位相比較器及び復調器並びに通信装置 - 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、位相比較器及び復
調器並びに通信装置に関し、特に、多値変調信号を復調
する復調器において送信されてきた搬送波と再生搬送波
との位相差を検出する位相比較器、及びそれを含む復調
器並びに通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多重化信号を伝送するために、一般的に
多値変調方式が使用されている。この多値変調方式の利
用によって、多重化信号のような高いビットレートの信
号を少ないチャネル数で効率よく伝送することができ
る。この伝送効率をさらに高くするために、多値変調方
式のレベル数も増加している。例えば、デジタル固定無
線では、２５６ＱＡＭ（直交振幅変調）が実用化されて
いる。このような多値変調方式では、変調側において
は、高い精度の信号点のマッピングが必要であり、また
復調側においては、高い精度の信号点の識別機能が必要
である。

【０００３】デジタル無線通信では、フェージング、干
渉波、及び熱雑音によって、無線信号が影響を受け、復
調特性が劣化する。フェージングを補償するためには、
一般的にトランスバーサルフィルタを用いたベースバン
ド帯トランスバーサル自動等化器が適用されている。

【０００４】また、熱雑音の影響を低減するために、復
調器では、一般に、同期検波方式が使用されている。同
期検波方式では、送信されてきた無線信号から基準搬送
波を再生し、それを無線信号に乗じてベースバンド信号
を抽出する。熱雑音下において、安定した再生搬送波を
生成できるので、優れた復調特性が得られる。同期検波
方式における搬送波再生のためには、ベースバンド信号
を使用して到来搬送波と再生搬送波との位相の比較を行
うコスタスループ方式が、一般的に使用されている。こ
の位相比較器は、フェージング下での位相比較特性を向
上させるために、前述のトランスバーサル等化器の後段
に設けられる。

【０００５】図１２に、従来の復調器のブロック系統図
を示す。この復調器には同期検波方式が適用されてい
る。受信機（図示せず）で受信した無線信号（例えば、
５ＧＨｚ、１１ＧＨｚ等）は、周波数ダウンコンバージ
ョン回路（図示せず）によって、中間周波数信号（ＩＦ
信号，例えば７０ＭＨｚ）に変換される。変調方式とし
ては、４ＰＳＫ（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎ
ｇ）、１６ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ａ
ｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の多値変
調が適用できる。このＩＦ信号が、図１２に示される復
調器に入力される。

【０００６】図１２に示される復調器では、ＩＦ信号
は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１から供給される再生搬
送波とそれを９０°シフトした信号と、ミキサ２ａ、２
ｂで乗算され、同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ：Ｉ）チャネル
信号と、直交位相（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓ
ｅ：Ｑ）チャネル信号とを出力する。Ｉ、Ｑチャネル信
号はベースバンド信号であり、それぞれＡ／Ｄ変換器３
ａ、３ｂにおいて、量子化される。８ビットで量子化が
行われる場合、Ａ／Ｄ変換器３ａ、３ｂは、それぞれ
（ｉ₇ ，ｉ₆ ，・・・ｉ₀ ）、（ｑ₇ ，ｑ₆ ，・・・ｑ
₀ ）を出力する。

【０００７】図１３に、復調における４ＰＳＫ信号の信
号空間図を示す。変調信号は、一般的に図１３に示すよ
うに、搬送波信号（Ｉ軸）を基準に表すことができ、Ｉ
軸とＱ軸（９０°シフトした搬送波信号）とで表される
図を信号空間図と称する。即ち、信号空間図におけるベ
ースバンド信号の位置は、Ａ／Ｄ変換器３ａ、３ｂの出
力で決定される座標によって示される。また、ベースバ
ンド信号の時間に対する最小単位は、シンボル（Ｂ（ｂ
ｉｎａｒｙ）ＰＳＫの場合はビットと同じ）と称され、
その時間的間隔はタイムスロットと称され、さらに、タ
イムスロットの中心タイミングにおける信号空間上のベ
ースバンド信号の位置は、「信号点」として以後参照さ
れる。

【０００８】ＩＦ信号が４ＰＳＫ信号の場合、ベースバ
ンド信号は、信号空間上の４つの信号点で示される。こ
の４つの信号点は、Ａ／Ｄ変換器３ａ、３ｂの出力の
（ｉ₇、ｑ₇ ）で識別することができ、この出力信号を
識別信号（Ｄｉ、Ｄｑ）と称する。例えば、Ａ／Ｄ変換
器３ａ、３ｂの出力の（ｉ₇ 、ｑ₇ ）が（１、１）の場
合、入力信号は、信号空間上の第１象限上の信号点であ
ると識別できる。

【０００９】また、Ａ／Ｄ変換器３ａ、３ｂの出力の
（ｉ₆ 、ｑ₆ ）は、図１３において１点鎖線で分割され
る領域を示している。例えば、信号点が第１象限の領域
Ａに位置するならば、（ｉ₇ 、ｑ₇ ）は（１、１）で、
かつ（ｉ₆ 、ｑ₆ ）は（１、０）となる。Ａ／Ｄ変換器
３ａ、３ｂの出力の（ｉ₆ 、ｑ₆ ）は、誤差信号（Ｅ
ｉ、Ｅｑ）と称される。識別信号（Ｄｉ、Ｄｑ）と誤差
信号（Ｅｉ、Ｅｑ）とによって、ベースバンド信号が、
信号空間上のどの領域に存在するかを決定できる。

【００１０】この場合、図１３において、ベースバンド
信号が各象限の領域Ａに存在する場合は、再生搬送波の
位相が到来搬送波のそれに比べて進んでいると考えら
れ、またベースバンド信号が各象限の領域Ｂに存在する
場合は、再生搬送波の位相が到来搬送波のそれに比べて
遅れていると考えられる。従って、ベースバンド信号が
領域Ａに存在する場合は、位相比較器４は、ＶＣＯ１の
出力周波数を低くするための信号を出力し、ベースバン
ド信号が領域Ｂに存在する場合は、位相比較器４は、Ｖ
ＣＯ１の出力周波数を高くするための信号を出力する。

【００１１】位相比較器４は、ＥＸ−ＮＯＲ５，ＥＸ−
ＯＲ６と抵抗７ａ，７ｂを含んでいる。ＥＸ−ＮＯＲ５
には、識別信号Ｄｉと誤差信号Ｅｑが供給され、ＥＸ−
ＯＲ６には、識別信号Ｄｑと誤差信号Ｅｉが供給されて
いる。ＥＸ−ＮＯＲ５によって、Ｑ軸方向において領域
Ａ１と領域Ｂ１が識別され、ＥＸ−ＯＲ６によって、Ｉ
軸方向において領域Ａ２と領域Ｂ２が識別される。この
とき、ベースバンド信号が領域Ａ１に存在するとき、Ｅ
Ｘ−ＮＯＲ５は０を出力し、領域Ｂ１に対しては１を出
力する。一方、ベースバンド信号が領域Ａ２に存在する
とき、ＥＸ−ＯＲ６は０を出力し、領域Ｂ２に対しては
１を出力する。ＥＸ−ＮＯＲ５の出力とＥＸ−ＯＲ６の
出力は、抵抗７ａ、７ｂを介して加算される。この加算
出力８が、ＶＣＯ１の出力周波数を制御するための位相
誤差信号である。

【００１２】例えば、ベースバンド信号が領域Ａに存在
するとき、ＥＸ−ＮＯＲ５の出力は０で、かつＥＸ−Ｏ
Ｒ６の出力も０で、従って加算出力は０となる。ベース
バンド信号が領域Ｂに存在するとき、ＥＸ−ＮＯＲ５の
出力は１で、かつＥＸ−ＯＲ６の出力も１で、従って加
算出力は２となる。ベースバンド信号が領域Ｃに存在す
るとき、ＥＸ−ＮＯＲ５とＥＸ−ＯＲ６の一方のみが１
で、従って加算出力は１となる。即ち、加算出力８は、
３値レベルを有し、領域Ｂでは最大レベル、領域Ａでは
最小レベル、領域Ｃでは中間レベルを示す。この加算出
力８は、ループフィルタ９を介してＶＣＯ１の制御電圧
入力に供給される。

【００１３】この場合、フィルタ９から出力される制御
電圧と位相誤差信号との関係は、以下の動作を満足する
ように設定される。信号点が領域Ａに変位した場合は、
再生搬送波の周波数が低く制御され、位相が遅らされ、
従って信号点が領域Ｂの方向にシフトされる。一方、信
号点が領域Ｂに変位した場合は、再生搬送波の周波数が
高く制御され、位相が進められ、従って信号点が領域Ａ
の方向にシフトされる。その結果、信号点は領域Ａと領
域Ｂの間に位置するように制御される。このようにし
て、安定な再生搬送波が生成できる。

【００１４】この場合、位相誤差信号の大きさは、再生
搬送波と到来搬送波との位相差の大きさに係わらず、領
域Ａ及び領域Ｂにおいて一定である。即ち、従来の復調
器における搬送波再生回路では、再生搬送波の位相が到
来搬送波の位相より進んでいるか、或いは遅れている
か、或いはほぼ一致しているかのみ検出することによっ
て、比較的安定に再生搬送波を生成することができた。

【００１５】なお、１６ＱＡＭでは、図１４に示すよう
に、Ａ／Ｄ変換器３ａ、３ｂの出力の上位２ビットを識
別信号、３ビット目を誤差信号とすることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の復調器の位相比較器には次のような問題点があ
る。送受信装置においては、搬送波が不必要にＦＭ変調
されたり、フェージングの影響を受けたりすることがあ
り、復調時に信号空間上の信号点の分布が広がる。現
在、装置の低コスト化のために、安価な局部発振器や、
汎用の送受信機が多く使用されている。このような低品
質の発振器を使用することによって、搬送波が不必要に
ＦＭ変調されやすくなる。図１５は、搬送波がＦＭ変調
された場合の１６ＱＡＭ信号の信号空間図である。搬送
波が角度変調されているため、その角度の変位の方向に
信号点も変動している。この場合、識別のためのスレッ
ショールド線に近い信号点の分布密度が低下する。従っ
て、位相比較器の感度が劣化する。また、雑音やフェー
ジングによっても、同様に位相比較器の感度が劣化す
る。

【００１７】さらに、前述したように、多重無線装置の
復調器は一般的に、搬送波再生回路の中に等化器を含ん
でいる。この場合、等化器の遅延に、搬送波再生の遅延
を整合させるために、ループフィルタの帯域を狭くし応
答を遅くする必要がある。しかし、この場合、ＦＭ変調
を影響がさらに強くなり、復調器の特性が劣化する。近
年、ディシジョンフィードバックの手法がトランスバー
サルフィルタ型等化器に使用されるようになり、上述し
た遅延はさらに大きくなっている。

【００１８】本発明の目的は、上記の問題点を鑑みて、
位相比較器及び復調器並びに通信装置を提案するもので
ある。本位相比較器及び復調器並びに通信装置では、搬
送波が不必要に角度変調されても、復調器において高速
にかつ安定に再生搬送波を生成でき、フェージング及び
雑音下において良好な復調特性が得られる。従って、こ
れらによって上記の問題点を解決することができる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、下記の手段を講じたことを特徴とするも
のである。請求項１記載の発明装置では、多値変調信号
の復調器において、再生搬送波の位相と到来搬送波の位
相とを比較する位相比較器であって、再生搬送波の位相
及び９０°シフトした位相を座標軸としベースバンド信
号の座標を信号点として表すとき、所定の信号点から検
波された信号点への距離及び方向に応じた位相誤差信号
を出力する位相比較手段を有し、前記位相比較手段は、
前記多値変調信号を直交検波することによって生成され
た同相ベースバンド信号と直交ベースバンド信号のうち
一方の信号から前記検波された信号点を識別するための
識別信号を抽出する識別信号抽出手段と、前記同相ベー
スバンド信号と前記直交ベースバンド信号のうち他方の
信号から前記所定の信号点から前記検波された信号点へ
の距離及び方向を示す誤差信号を抽出する誤差信号抽出
手段と、前記識別信号と前記誤差信号を乗算して前記位
相誤差信号を生成する乗算手段とを含み、前記同相ベー
スバンド信号及び前記直交ベースバンド信号が量子化さ
れているとき、前記識別信号抽出手段は、前記同相ベー
スバンド信号と前記直交ベースバンド信号のうちの一方
の信号の最上位ビットからｎビット（ｎは自然数）で表
される値を、符号ビットを含む複数ビットの表現変換し
て前記識別信号を生成する手段を含み、前記誤差信号抽
出手段は、前記同相ベースバンド信号と前記直交ベース
バンド信号のうちの他方の信号のｎ＋１ビットからｍビ
ット（ｍは自然数）で表される値を、符号ビットを含む
複数ビット表現に変換して前記誤差信号を生成する手段
を含むことを特徴とする。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】請求項５記載の発明装置では、多値変調信
号の復調器において、再生搬送波の位相と到来搬送波の
位相とを比較する位相比較器であって、再生搬送波の位
相及び９０°シフトした位相を座標軸としベースバンド
信号の座標を信号点として表すとき、所定の信号点から
検波された信号点への距離及び方向に応じた位相誤差信
号を出力する位相比較手段を有し、前記位相比較手段
は、前記多値変調信号を直交検波することによって得ら
れた同相ベースバンド信号から前記検波された信号点を
識別するための第１の識別信号を抽出する第１の識別信
号抽出手段と、前記多値変調信号を直交検波することに
よって得られた直交ベースバンド信号から前記検波され
た信号点を識別するための第２の識別信号を抽出する第
２の識別信号抽出手段と、前記同相ベースバンド信号か
ら前記所定の信号点から前記検波された信号点への距離
及び方向を示す第１の誤差信号を抽出する第１の誤差信
号抽出手段と、前記直交ベースバンド信号から前記所定
の信号点から前記検波された信号点への距離及び方向を
示す第２の誤差信号を抽出する第２の誤差信号抽出手段
と、前記第１の識別信号と前記第２の誤差信号を乗算し
て第１の乗算信号を出力する第１の乗算手段と、前記第
２の識別信号と前記第１の誤差信号を乗算して第２の乗
算信号を出力する第２の乗算手段と、前記第１の乗算信
号と前記第２の乗算信号とを合成して前記位相誤差信号
を生成する合成手段とを含み、前記同相ベースバンド信
号及び前記直交ベースバンド信号が量子化されていると
き、前記第１の識別信号抽出手段は、前記同相ベースバ
ンド信号の最上位ビットからｎビット（ｎは自然数）で
表される値を、符号ビットを含む複数ビット表現に変換
して前記第１の識別信号を生成する手段を含み、前記第
１の誤差信号抽出手段は、前記同相ベースバンド信号の
ｎ＋１ビットからｍビット（ｍは自然数）で表される値
を、符号ビットを含む複数ビット表現に変換して前記第
１の誤差信号を生成する手段を含み、前記第２の識別信
号抽出は、前記直交ベースバンド信号の最上位ビットか
らｎビット（ｎは自然数）で表される値を、符号ビット
を含む複数ビット表現に変換して前記第２の識別信号を
生成する手段を含み、前記第１の誤差信号抽出手段は、
前記直交ベースバンド信号のｎ＋１ビットからｍビット
（ｍは自然数）で表される値を、符号ビットを含む複数
ビット表現に変換して前記第２の誤差信号を生成する手
段を含むことを特徴とする。

【００２４】請求項３記載の発明装置では、請求項１又
は２記載の位相比較器において、前記位相比較手段から
出力された前記位相誤差信号をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器をさらに有することを特徴とする。

【００２５】請求項４記載の発明装置では、請求項３記
載の位相比較器において、前記Ｄ／Ａ変換器は、複数の
入力信号をそれぞれ抵抗を介して合成する重み付け回路
と、該重み付け回路の出力を増幅する増幅器とを含むこ
とを特徴とする。

【００２６】請求項５記載の発明装置では、請求項１又
は２記載の位相比較器において、前記再生搬送波が再生
されないとき、前記位相比較手段から出力された前記位
相誤差信号を所定の値に設定する制限手段をさらに含む
ことを特徴とする。

【００２７】請求項６記載の発明装置では、請求項１又
は２記載の位相比較器において、前記再生搬送波が再生
されないときかつ前記位相誤差信号の値が実質的に中央
値であるとき、前記位相誤差信号を交番信号に切り替え
る選択手段とをさらに含むことを特徴とする。

【００２８】

【００２９】請求項７記載の発明装置では、多値変調信
号を復調する復調器であって、再生搬送波を生成する電
圧制御発振器と、前記再生搬送波で前記多値変調信号を
直交検波して同相ベースバンド信号及び直交ベースバン
ド信号を供給する直交検波器と、前記同相ベースバンド
信号及び前記直交ベースバンド信号をそれぞれ量子化す
るＡ／Ｄ変換器と、前記再生搬送波の位相及びそれを９
０°シフトした位相を座標軸とし前記同相及び直交ベー
スバンド信号の座標を信号点として表すとき、所定の信
号点から検波された信号点への距離及び方向に応じた位
相誤差信号を出力する位相比較器と、前記位相誤差信号
をフィルタリングして前記電圧制御発振器の周波数制御
電圧に供給するループフィルタとを有し、前記位相比較
器は、前記同相ベースバンド信号と前記直交ベースバン
ド信号のうち一方の信号信号の最上位ビットからｎビッ
ト（ｎは自然数）で表される値を、符号ビットを含むデ
ータ形式に変換して前記検波された信号点を識別するた
めの識別信号を抽出する識別信号抽出手段と、前記同相
ベースバンド信号と前記直交ベースバンド信号のうち他
方の信号のｎ＋１ビットからｍビット（ｍは自然数）で
表される値を、符号ビットを含むデータ形式に変換して
前記所定の信号点から前記検波された信号点への距離及
び方向を示す誤差信号を抽出する誤差信号抽出手段と、
前記識別信号と前記誤差信号を乗算して前記位相誤差信
号を生成する乗算手段とを含むことを特徴とする。

【００３０】請求項８記載の発明装置では、多値変調信
号を復調する復調器であって、再生搬送波を生成する電
圧制御発振器と、前記再生搬送波で前記多値変調信号を
直交検波して同相ベースバンド信号及び直交ベースバン
ド信号を供給する直交検波器と、前記同相ベースバンド
信号及び前記直交ベースバンド信号をそれぞれ量子化す
るＡ／Ｄ変換器と、前記再生搬送波の位相及びそれを９
０°シフトした位相を座標軸とし前記同相及び直交ベー
スバンド信号の座標を信号点として表すとき、所定の信
号点から検波された信号点への距離及び方向に応じた位
相誤差信号を出力する位相比較器と、前記位相誤差信号
をフィルタリングして前記電圧制御発振器の周波数制御
電圧に供給するループフィルタとを有し、前記位相比較
器は、前記同相ベースバンド信号の最上位ビットからｎ
ビット（ｎは自然数）で表される値を、符号ビットを含
むデータ形式に変換して前記検波された信号点を識別す
るための第１の識別信号を抽出する第１の識別信号抽出
手段と、前記直交ベースバンド信号の最上位ビットから
ｎビット（ｎは自然数）で表される値を、符号ビットを
含むデータ形式に変換して前記検波された信号点を識別
するための第２の識別信号を抽出する第２の識別信号抽
出手段と、前記同相ベースバンド信号のｎ＋１ビットか
らｍビット（ｍは自然数）で表される値を、符号ビット
を含むデータ形式に変換して前記所定の信号点から前記
検波された信号点への距離及び方向を示す第１の誤差信
号を抽出する第１の誤差信号抽出手段と、前記直交ベー
スバンド信号のｎ＋１ビットからｍビット（ｍは自然
数）で表される値を、符号ビットを含むデータ形式に変
換して前記所定の信号点から前記検波された信号点への
距離及び方向を示す第２の誤差信号を抽出する第２の誤
差信号抽出手段と、前記第１の識別信号と前記第２の誤
差信号を乗算して第１の乗算信号を出力する第１の乗算
手段と、前記第２の識別信号と前記第１の誤差信号を乗
算して第２の乗算信号を出力する第２の乗算手段と、前
記第１の乗算信号と前記第２の乗算信号とを合成して前
記位相誤差信号を生成する合成手段とを含むことを特徴
とする。

【００３１】

【００３２】請求項９記載の発明装置では、多値変調信
号のための通信装置であって、伝送周波数の多値変調信
号を受信して復調に適した周波数の多値変調信号に変換
する受信手段と、前記受信信号を復調する復調器であっ
て、再生搬送波を生成する電圧制御発振器と、前記再生
搬送波で前記多値変調信号を直交検波して同相ベースバ
ンド信号及び直交ベースバンド信号を供給する直交検波
器と、前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバ
ンド信号をそれぞれ量子化するＡ／Ｄ変換器と、前記再
生搬送波の位相及びそれを９０°シフトした位相を座標
軸とし前記同相及び直交ベースバンド信号の座標を信号
点として表すとき、所定の信号点から検波された信号点
への距離及び方向に応じた位相誤差信号を出力する位相
比較器と、前記位相誤差信号をフィルタリングして前記
電圧制御発振器の周波数制御電圧に供給するループフィ
ルタとを含む復調器とを有し、前記位相比較器は、前記
同相ベースバンド信号と前記直交ベースバンド信号のう
ち一方の信号信号の最上位ビットからｎビット（ｎは自
然数）で表される値を、符号ビットを含むデータ形式に
変換して前記検波された信号点を識別するための識別信
号を抽出する識別信号抽出手段と、前記同相ベースバン
ド信号と前記直交ベースバンド信号のうち他方の信号の
ｎ＋１ビットからｍビット（ｍは自然数）で表される値
を、符号ビットを含むデータ形式に変換して前記所定の
信号点から前記検波された信号点への距離及び方向を示
す誤差信号を抽出する誤差信号抽出手段と、前記識別信
号と前記誤差信号を乗算して前記位相誤差信号を生成す
る乗算手段とを含むことを特徴とする。

【００３３】請求項１０記載の発明装置では、多値変調
信号のための通信装置であって、伝送周波数の多値変調
信号を受信して復調に適した周波数の多値変調信号に変
換する受信手段と、前記受信信号を復調する復調器であ
って、再生搬送波を生成する電圧制御発振器と、前記再
生搬送波で前記多値変調信号を直交検波して同相ベース
バンド信号及び直交ベースバンド信号を供給する直交検
波器と、前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベース
バンド信号をそれぞれ量子化するＡ／Ｄ変換器と、前記
再生搬送波の位相及びそれを９０°シフトした位相を座
標軸とし前記同相及び直交ベースバンド信号の座標を信
号点として表すとき、所定の信号点から検波された信号
点への距離及び方向に応じた位相誤差信号を出力する位
相比較器と、前記位相誤差信号をフィルタリングして前
記電圧制御発振器の周波数制御電圧に供給するループフ
ィルタとを含む復調器とを有し、前記位相比較器は、前
記同相ベースバンド信号の最上位ビットからｎビット
（ｎは自然数）で表される値を、符号ビットを含むデー
タ形式に変換して前記検波された信号点を識別するため
の第１の識別信号を抽出する第１の識別信号抽出手段
と、前記直交ベースバンド信号の最上位ビットからｎビ
ット（ｎは自然数）で表される値を、符号ビットを含む
データ形式に変換して前記検波された信号点を識別する
ための第２の識別信号を抽出する第２の識別信号抽出手
段と、前記同相ベースバンド信号のｎ＋１ビットからｍ
ビット（ｍは自然数）で表される値を、符号ビットを含
むデータ形式に変換して前記所定の信号点から前記検波
された信号点への距離及び方向を示す第１の誤差信号を
抽出する第１の誤差信号抽出手段と、前記直交ベースバ
ンド信号のｎ＋１ビットからｍビット（ｍは自然数）で
表さ れる値を、符号ビットを含むデータ形式に変換して
前記所定の信号点から前記検波された信号点への距離及
び方向を示す第２の誤差信号を抽出する第２の誤差信号
抽出手段と、前記第１の識別信号と前記第２の誤差信号
を乗算して第１の乗算信号を出力する第１の乗算手段
と、前記第２の識別信号と前記第１の誤差信号を乗算し
て第２の乗算信号を出力する第２の乗算手段と、前記第
１の乗算信号と前記第２の乗算信号とを合成して前記位
相誤差信号を生成する合成手段とを含むことを特徴とす
る。

【００３４】上記発明装置は、以下のように作用する。
請求項１又は２記載の位相比較器、及び請求項７又は８
記載の復調器、並びに請求項９又は１０記載の通信装置
においては、復調器における位相比較器は、所定の信号
点から検波された信号点への距離及び方向に応じた位相
誤差信号を出力する。

【００３５】従って、再生搬送波の位相と到来搬送波と
の位相差が比較的大きい場合、比較的大きな位相誤差信
号が出力できる。よって、この位相誤差信号をコスタス
ループ型再生搬送波回路に使用する場合、ループ利得を
大きくできる。これにより、安価な局部発振器等を採用
したために、多値変調信号が不必要にＦＭ変調されて
も、安定な再生搬送波を高速に生成することができ、復
調特性の劣化を防ぐことができる。結果的に、通信装置
のコストを低減できる。

【００３６】請求項２記載の位相比較器、及び請求項８
記載の復調器、並びに請求項１０記載の通信装置におい
ては、検波した信号点に係わる位相誤差信号を、同相及
び直交ベースバンド信号の両誤差信号を用いて決定す
る。従って、位相誤差を正確に求めることができる。よ
って、より正確に再生搬送波を生成することができ、よ
り良い復調特性が得られる。

【００３７】請求項１又は２記載の位相比較器において
は、位相誤差信号は、同相ベースバンド信号及び直交ベ
ースバンド信号の上位ビットによって生成される。従っ
て、本発明に係わる位相比較器を簡易に構成することが
できる。また、位相比較器を除くその他の部品を改造す
る必要がないので、本位相比較器を容易に従来の復調器
や通信装置に適用することができ、受信特性の向上が図
れる。

【００３８】請求項３記載の位相比較器においては、位
相誤差信号がＤ／Ａ変換によってアナログ信号に変換さ
れる。従って、従来のコスタスループ型搬送波再生回路
に直接的に適用することができる。請求項４記載の位相
比較器においては、位相誤差信号の各ビットを重み付け
することができる。従って、本位相比較器をコスタスル
ープ型搬送波再生回路に適用した場合、雑音環境に応じ
て自由にループ利得を調整することができ、優れた復調
特性が得られる。

【００３９】請求項５記載の位相比較器においては、再
生搬送波が再生されないとき、位相誤差信号を比較的大
きい値に設定できる。従って、本位相比較器をコスタス
ループ型搬送波再生回路に適用した場合、該ループがア
ンロック状態のとき、ループ利得を大きくでき、かつキ
ャプチャレンジを拡大できる。

【００４０】請求項６記載の位相比較器においては、再
生搬送波が再生されていないときかつ前記位相誤差信号
の値が実質的に中央値であるとき、前記位相誤差信号が
交番信号に切り替えられる。従って、ループ利得を大き
くでき、さらにキャプチャレンジを拡大できる。

【００４１】

【発明の実施の形態】始めに、図１を参照して本発明の
位相比較器を含む復調器の第１実施例について説明す
る。図１は、本発明に係わる位相比較器を含む復調器の
第１実施例のブロック系統図である。図１に示す復調器
は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１、ミキサ２ａ，２ｂ、
Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂ、位相比較器４０、ループフィ
ルタ９、及びデジタル信号処理回路１０を含んでいる。
位相比較器４０を除く上記の回路は、図１２の従来の復
調器の各回路と同じ機能を有する。

【００４２】本発明の位相比較器４０では、位相誤差信
号が多値を有することができ、それによって位相誤差の
大きさに比例した位相誤差信号を供給することができ
る。以下では、図１に係わる復調器の動作は、ＩＦ信号
が１６ＱＡＭ信号である場合について説明する。しか
し、本復調器は、種々の多値変調信号を復調するのにも
使用できる。

【００４３】図１に示される復調器では、１６ＱＡＭの
ＩＦ信号は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１から供給され
る再生搬送波とそれを９０°シフトした信号と、ミキサ
２ａ、２ｂで乗算され、Ｉチャネル信号と、Ｑチャネル
信号とを出力する。Ｉ、Ｑチャネル信号はベースバンド
信号であり、それぞれＡ／Ｄ変換器３ａ、３ｂにおい
て、量子化される。８ビットで量子化が行われる場合、
Ａ／Ｄ変換器３ａ、３ｂは、それぞれ（ｉ₇ ，ｉ₆ ，・
・・ｉ₀ ）、（ｑ₇ ，ｑ₆ ，・・・ｑ₀ ）を出力する。

【００４４】図２に、復調における１６ＱＡＭ信号の信
号空間図を示す。ＩＦ信号が１６ＱＡＭ信号の場合、ベ
ースバンド信号は、信号空間上の１６個の信号点で示さ
れる。この１６個の信号点は、Ａ／Ｄ変換器３ａ、３ｂ
の出力の（ｉ₇ ，ｉ₆ 、ｑ₇，ｑ₆ ）で識別することが
でき、この出力信号を識別信号（Ｄｉ、Ｄｑ）と称す
る。また、本発明に係わる復調器では、Ａ／Ｄ変換器３
ａ、３ｂの出力の（ｉ₅，ｉ₄ 、ｑ₅ ，ｑ₄ ）のビット
が、誤差信号（Ｅｉ、Ｅｑ）として使用される。特に、
図１の第１実施例では、識別信号Ｄｉ（ｉ₇ ，ｉ₆ ）
と、誤差信号Ｅｑ（ｑ₅ ，ｑ₄ ）が、位相比較器４０に
供給される。

【００４５】位相比較器４０は、識別信号抽出回路４
２、誤差信号抽出回路４４、乗算器４６、及びＤ／Ａ変
換器４８を含んでいる。図２の信号空間図において、信
号空間は、識別信号Ｄｉ（ｉ₇ ，ｉ₆ ）によって、Ｉ軸
方向に４つの領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に分割される。こ
れらの領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、それぞれ番号（３、
２、１、０）で表すことができる。識別信号抽出回路４
２では、これらの番号（３、２、１、０）が、それぞれ
（＋３、＋１、−１、−３）に変換される。これらの数
値は、符号ビットを含めた３ビットで表すことができ
る。これは、入力データをＹとしたとき、式（Ｙ×２−
３）によって容易に変換できる。また、この式は、簡易
な論理回路によって容易に達成できる。

【００４６】一方、誤差信号Ｅｑ（ｑ₅ ，ｑ₄ ）は、各
信号点で定義される領域を、Ｑ軸方向に４つの領域
（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）に分割している。これらの領域
（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）は、それぞれ番号（３、２、１、
０）で表すことができる。誤差信号抽出回路４４では、
これらの番号（３、２、１、０）が、それぞれ（＋３、
＋１、−１、−３）に変換される。これらの数値は、符
号ビットを含めた３ビットで表すことができる。これ
は、入力データをＺとしたとき、式（Ｚ×２−３）によ
って容易に変換できる。また、この式は、簡易な論理回
路によって容易に達成できる。

【００４７】図３に、識別信号抽出回路４２と誤差信号
抽出回路４４の１例を示す。２ビットの入力は、１ビッ
トシフトされることによって２倍される。２倍された値
から３（０，１，１）が減算される。この論理回路を変
更することによって、識別信号及び誤差信号は、例え
ば、（＋６、＋２、−２、−６）、（＋４、＋２、−
２、−４）等の種々の値に変換することができる。

【００４８】上記の識別抽出回路４２の出力及び誤差抽
出回路４４の出力は、乗算器４６によって互いに乗算さ
れ、ＭＳＢは符号ビットである５ビットの位相誤差信号
を出力する。図４は、図１に示す第１実施例によって得
られる各領域の位相誤差信号の値を示す。例えば、信号
点Ｓ１では、４つの領域に対して（＋３、＋１、−１、
−３）の位相誤差信号の値が得られている。信号点Ｓ２
では、４つの領域に対して（−３、−１、＋１、＋３）
の位相誤差信号の値が得られている。信号点Ｓ３では、
４つの領域に対して（＋９、＋３、−３、−９）の位相
誤差信号の値が得られている。このように、各信号点か
らの距離に応じて位相誤差信号の値は増加している。信
号点Ｓ３の位相誤差信号に示すように、識別信号ｉ₆ は
重み付けを表している。重み付けが不必要な場合、識別
信号ｉ₇ のみ使用される。

【００４９】これによって、信号点が大きくシフトした
場合、より大きな位相誤差信号が発生し、大きな電圧で
ＶＣＯ１を制御できる。即ち、信号点が±３の領域にシ
フトしたとき、±１の３倍の利得で制御が行われる。従
って、信号点がＦＭ変調によって大きく回転しても、再
生搬送波を到来搬送波に高速に追従させることができ
る。多値変調信号が好ましくなくＦＭ変調されても、良
好な復調特性を得ることができる。

【００５０】本発明の実施例では、誤差信号として２ビ
ットが使用され、各信号点に対してＩ軸、Ｑ軸の各方向
に４つの領域が定義された。さらに細かな制御を行うた
めには、さらに多くのビット数（例えば、ｑ₅ ，ｑ₄ ，
ｑ₃ ）を誤差信号として使用することができる。

【００５１】次に、図５を参照して本発明の位相比較器
を含む復調器の第２実施例について説明する。図５は、
本発明に係わる位相比較器を含む復調器の第２実施例の
ブロック系統図である。図５に示す復調器は、位相比較
器５０を除いて図１に示す復調器と同じ構成を有してい
る。

【００５２】本発明の位相比較器５０は、図１に示す位
相比較器４０を２システム有しており、それらの出力を
加算した値を位相誤差信号として出力する。詳しくは、
位相比較器は、識別信号抽出回路４２ａ、４２ｂ、誤差
信号抽出回路４４ａ、４４ｂ、乗算回路４６ａ、４６
ｂ、加算器５２、及びＤ／Ａ変換器５４を含んでいる。
識別信号抽出回路４２ａには、識別信号Ｄｉ（ｉ₇ ，ｉ
₆ ）が、誤差信号抽出回路４４ａには、誤差信号Ｅｑ
（ｑ₅ ，ｑ₄ ）が、供給される。また、識別信号抽出回
路４２ｂには、識別信号Ｄｑ（ｑ₇ ，ｑ₆ ）が、誤差信
号抽出回路４４ｂには、誤差信号Ｅｉ（ｉ₅ ，ｉ₄ ）
が、供給される。

【００５３】識別信号抽出回路４２ａ、誤差信号抽出回
路４４ａ、及び乗算回路４６ａは、図１に示す識別信号
抽出回路４２、誤差信号抽出回路４４、及び乗算回路４
６と同じである。従って、乗算回路４６ａは、図４に示
す位相誤差信号の値を出力する。

【００５４】一方、識別信号抽出回路４２ｂでは、識別
信号Ｄｑ（ｑ₇ ，ｑ₆ ）で表される数値（３、２、１、
０）が、それぞれ（＋３、＋１、−１、−３）に変換さ
れる。これは、入力データをＹとしたとき、式（Ｙ×２
−３）によって容易に変換できる。また、この式は、簡
易な論理回路によって容易に達成できる。また、誤差信
号抽出回路４４ｂでは、Ｅｉ（ｉ₅ ，ｉ₄ ）で表される
数値（３、２、１、０）が、それぞれ（−３、−１、＋
１、＋３）に変換される。これは、入力データをＺとし
たとき、式（Ｚ×（−２）＋３）によって容易に変換で
きる。また、この式は、簡易な論理回路によって容易に
達成できる。

【００５５】上記の識別抽出回路４２ｂの出力及び誤差
抽出回路４４ｂの出力は、乗算器４６ｂによって互いに
乗算され、ＭＳＢは符号ビットである５ビットの位相誤
差信号を出力する。さらに、乗算器４６ａの出力と、乗
算器４６ｂの出力が、加算器５２によって加算されて、
位相誤差信号が出力される。図６に、図５に示す第２実
施例の位相比較器によって供給される位相誤差信号の値
を示す。

【００５６】これによって、信号点が大きくシフトした
場合、より大きな位相誤差信号が発生し、大きな電圧で
ＶＣＯ１を制御できる。また、第１実施例の復調器に比
べて、より正確な位相誤差信号が得られている。従っ
て、より正確に再生搬送波を生成でき、より良好な復調
特性を得ることができる。

【００５７】図５の復調器において、加算器５２から出
力された位相誤差信号は、Ｄ／Ａ変換器５４でアナログ
信号に変換されてループフィルタ９を介してＶＣＯ１に
供給される。このＤ／Ａ変換器５４は、図７に示すよう
に簡略化できる。図７は、簡略化されたＤ／Ａ変換器の
構成図である。本Ｄ／Ａ変換器は、重み付け回路５６と
演算増幅器５８を含んでいる。重み付け回路５６は、６
つの抵抗Ｒ１〜Ｒ６を含んでおり、これらの抵抗の値
は、３２Ｒ１＝１６Ｒ２＝８Ｒ３＝４Ｒ４＝２Ｒ５＝Ｒ
６なる関係を有している。加算器５２からの位相誤差信
号のＭＳＢが、最も大きな利得を有するように構成され
ている。また、演算増幅器５８は、加算動作をする反転
増幅器であり、その入力抵抗は比較的小さく設定されて
いる。以上の簡易な構成によっても、加算器５２から出
力された位相誤差信号を、容易にアナログ信号に変換す
ることができる。

【００５８】次に、本発明に係わる位相比較器の第３の
実施例について説明する。図８は、本発明に係わる位相
比較器の第３の実施例のブロック構成図である。この位
相比較器の第３実施例は、図５の位相比較器５０に加え
て、加算器５２とＤ／Ａ変換器５４との間に制限回路６
０を含んでいる。この制限回路６０は、６個の選択器６
２−１〜６２−６を含んでおり、加算器５２の出力の６
ビットが各選択器６２−１〜６２−６の２つの入力のう
ち１つに供給されている。また、選択器６２−１〜６２
−６の残りの入力には、本実施例における位相誤差信号
の値の最大値（＋１８）と最小値（−１８）が、符号ビ
ット（Ｐｅ６）に応じて供給される。

【００５９】選択器６２−１〜６２−６の入力は、搬送
波再生回路のループの同期を示す非同期信号によって選
択される。即ち、搬送波再生回路が非同期状態で、再生
搬送波が正しく生成されていないとき、一般的には、位
相誤差信号は種々の値を有する。このとき非同期信号は
０である。従って、制限回路６０は加算器５２からの位
相誤差信号の代わりに、信号点がプラス方向にシフトし
ている（Ｐｅ６が０）場合、最大値＋１８を出力する。
一方、信号点がマイナス方向にシフトしている（Ｐｅ６
が１）、最小値−１８を出力する。このようにして、再
生搬送波が収束動作中の場合、位相誤差信号の値が最大
に制御され、搬送波再生回路のループ利得を高めること
ができる。

【００６０】非同期信号は、搬送波再生回路の同期状態
から検出ことができる。また、既知の信号を受信してフ
レーム同期を検出するシステムでは、フレーム同期の非
検出信号が非同期信号として利用できる。さらに、上記
の制限回路６０において、位相誤差信号の最大値、最小
値は±１８に限定されず、種々の値を設定できる。

【００６１】次に、本発明に係わる位相比較器の第４の
実施例について説明する。図９は、本発明に係わる位相
比較器の第４の実施例のブロック構成図である。この位
相比較器の第４実施例は、図５の位相比較器５０に加え
て、加算器５２とＤ／Ａ変換器５４との間に選択回路７
０を含んでいる。この選択回路７０は、６個の選択器７
２−１〜７２−６を含んでおり、加算器５２の出力の６
ビットが各選択器７２−１〜７２−６の２つの入力のう
ち１つに供給されている。また、選択器７２−１〜６７
−６の残りの入力には、低周波数発振器７４によって、
本実施例における位相誤差信号の値の最大値（＋１８）
と最小値（−１８）が、交互に供給される。

【００６２】搬送波再生回路が収束動作中のとき、非同
期状態において一時的に位相誤差信号がオールゼロにな
る場合がある。この場合、搬送波再生回路において位相
制御は行われない。従ってこの状態がＯＲ７６によって
検出されたとき、選択回路７０は加算器５２からの位相
誤差信号の代わりに、最大値及び最小値±１８を低周波
数で交互に出力する。このようにして、再生搬送波が収
束動作中でかつ位相誤差信号がオールゼロの場合、位相
誤差信号の値が最大値及び最小値に交互に制御され、搬
送波再生回路のキャプチャレンジを拡大できる。

【００６３】図１０は、本発明に係わる復調器の第５実
施例のブロック構成図である。図１０に示す復調器は、
実質的に図５に示す復調器の第２実施例と同じ構成を有
している。図１０に示す復調器では、さらに位相比較器
とＡ／Ｄ変換器３ａ，３ｂとの間にトランスバーサル等
化器、又はディシジョンフィードバック等化器で構成さ
れる歪補償部８０が供給されている。また、位相比較器
においては、図８で示した制限回路６０及び図９で示し
た選択回路７０が接続されている。デジタル信号処理回
路１０から供給されるフレーム同期外れ信号が、非同期
信号として使用されている。

【００６４】以上の構成によって、各信号点からの距離
に応じて、正確に位相誤差信号の値を増加できる。従っ
て、信号点が大きくシフトした場合、より大きな位相誤
差信号が発生できる。また、搬送波再生回路が非同期状
態にあるとき、最大の位相誤差信号が出力できる。その
場合、位相誤差信号がオールゼロになっても、最大の位
相誤差信号が出力できる。従って、雑音、フェージン
グ、好ましくないＦＭ変調によって搬送波が影響を受け
ても、再生搬送波をより正確に生成でき、良好な復調特
性を得ることができる。

【００６５】図１１は、本発明に係わる通信装置の実施
例のブロック構成図である。本通信装置９０は、アンテ
ナ９１、フィルタ９２、送信機９３、変調器９４、受信
機９５、及び復調器９６を有している。復調器９６は、
上記復調器の実施例の何れかを適用できる。従って、本
通信装置では、受信信号が不必要に変調されたり、フェ
ージングや雑音の影響を受けても、良好な復調特性を有
することができる。よって、受信機９５において、ＦＭ
変調を受けやすいが安価な局部発振器を使用したり、安
価なミキサ回路を使用したりできる。また電磁波シール
ドも簡易化できる。これらによって、通信装置のコスト
を大幅に低減できる。

【００６６】以上、本発明の実施例により説明したが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本
発明の範囲内で改良及び変形が可能であることは言うま
でもない。

【００６７】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば以下に
示す効果を有する。請求項１又は２記載の位相比較器、
及び請求項７又は８記載の復調器、並びに請求項９又は
１０記載の通信装置においては、復調器における位相比
較器は、所定の信号点から検波された信号点への距離及
び方向に応じた位相誤差信号を出力する。

【００６８】従って、再生搬送波の位相と到来搬送波と
の位相差が比較的大きい場合、比較的大きな位相誤差信
号が出力できる。よって、この位相誤差信号をコスタス
ループ型再生搬送波回路に使用する場合、ループ利得を
大きくできる。これにより、安価な局部発振器等を採用
したために、多値変調信号が不必要にＦＭ変調されて
も、安定な再生搬送波を高速に生成することができ、復
調特性の劣化を防ぐことができる。結果的に、通信装置
のコストを低減できる。

【００６９】請求項２記載の位相比較器、及び請求項８
記載の復調器、並びに請求項１０記載の通信装置におい
ては、検波した信号点に係わる位相誤差信号を、同相及
び直交ベースバンド信号の両誤差信号を用いて決定す
る。従って、位相誤差を正確に求めることができる。よ
って、より正確に再生搬送波を生成することができ、よ
り良い復調特性が得られる。

【００７０】請求項１又は２記載の位相比較器において
は、位相誤差信号は、同相ベースバンド信号及び直交ベ
ースバンド信号の上位ビットによって生成される。従っ
て、本発明に係わる位相比較器を簡易に構成することが
できる。また、位相比較器を除くその他の部品を改造す
る必要がないので、本位相比較器を容易に従来の復調器
や通信装置に適用することができ、受信特性の向上が図
れる。

【００７１】請求項３記載の位相比較器においては、位
相誤差信号がＤ／Ａ変換によってアナログ信号に変換さ
れる。従って、従来のコスタスループ型搬送波再生回路
に直接的に適用することができる。請求項４記載の位相
比較器においては、位相誤差信号の各ビットを重み付け
することができる。従って、本位相比較器をコスタスル
ープ型搬送波再生回路に適用した場合、雑音環境に応じ
て自由にループ利得を調整することができ、優れた復調
特性が得られる。

【００７２】請求項５記載の位相比較器においては、再
生搬送波が再生されないとき、位相誤差信号を比較的大
きい値に設定できる。従って、本位相比較器をコスタス
ループ型搬送波再生回路に適用した場合、該ループがア
ンロック状態のとき、ループ利得を大きくでき、かつキ
ャプチャレンジを拡大できる。

【００７３】請求項６記載の位相比較器においては、再
生搬送波が再生されていないときかつ前記位相誤差信号
の値が実質的に中央値であるとき、前記位相誤差信号が
交番信号に切り替えられる。従って、ループ利得を大き
くでき、さらにキャプチャレンジを拡大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる位相比較器を含む復調器の第１
実施例のブロック系統図。

【図２】本発明に係わる復調器における１６ＱＡＭ信号
の信号空間図。

【図３】識別信号抽出回路と誤差信号抽出回路の１例を
示す図。

【図４】図１に示す第１実施例によって得られる各領域
の位相誤差信号の値を示す図。

【図５】本発明に係わる位相比較器を含む復調器の第２
実施例のブロック系統図。

【図６】図５に示す実施例２の位相比較器によって供給
される位相誤差信号の値を示す図。

【図７】簡略化されたＤ／Ａ変換器の構成図。

【図８】本発明に係わる位相比較器の第３の実施例のブ
ロック構成図。

【図９】本発明に係わる位相比較器の第４の実施例のブ
ロック構成図。

【図１０】本発明に係わる復調器の第５実施例のブロッ
ク構成図。

【図１１】本発明に係わる通信装置の実施例のブロック
構成図。

【図１２】従来の復調器のブロック系統図。

【図１３】従来の復調器における４ＰＳＫ信号の信号空
間図。

【図１４】従来の復調器における１６ＱＡＭ信号の信号
空間図。

【図１５】搬送波がＦＭ変調された場合の１６ＱＡＭ信
号の信号空間図。

【符号の説明】

１ 電圧制御発振器 ２ａ、２ｂ ミキサ ３ａ、３ｂ Ａ／Ｄ変換器 ４ 位相比較器 ５ ＥＸ−ＮＯＲ ６ ＥＸ−ＯＲ ７ａ、７ｂ 抵抗 ８ 加算点 ９ ループフィルタ １０ デジタル信号処理回路 ４０ 位相比較器 ４２、４２ａ、４２ｂ 識別信号抽出回路 ４４、４４ａ、４４ｂ 誤差信号抽出回路 ４６、４６ａ、４６ｂ 乗算器 ４８ Ｄ／Ａ変換器 ５０ 位相比較器 ５２ 加算器 ５４ Ｄ／Ａ変換器 ５６ 重み付け回路 ５８ 演算増幅器 ６０ 制限回路 ６２−１〜６２−６ 選択器 ７０ 選択回路 ７２−１〜７２−６ 選択器 ７４ 低周波発振器 ７６ ＯＲ ８０ 歪補償回路 ９０ 通信装置 ９１ アンテナ ９２ フィルタ ９３ 送信機 ９４ 変調器 ９５ 受信機 ９６ 復調器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 三夫 宮城県仙台市青葉区一番町１丁目２番25 号 富士通東北ディジタル・テクノロジ 株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−236653（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−54014（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−162470（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多値変調信号の復調器において、再生搬
   送波の位相と到来搬送波の位相とを比較する位相比較器
   であって、 再生搬送波の位相及び９０°シフトした位相を座標軸と
   しベースバンド信号の座標を信号点として表すとき、所
   定の信号点から検波された信号点への距離及び方向に応
   じた位相誤差信号を出力する位相比較手段を有し、 前記位相比較手段は、 前記多値変調信号を直交検波することによって生成され
   た同相ベースバンド信号と直交ベースバンド信号のうち
   一方の信号から前記検波された信号点を識別するための
   識別信号を抽出する識別信号抽出手段と、 前記同相ベースバンド信号と前記直交ベースバンド信号
   のうち他方の信号から前記所定の信号点から前記検波さ
   れた信号点への距離及び方向を示す誤差信号を抽出する
   誤差信号抽出手段と、 前記識別信号と前記誤差信号を乗算して前記位相誤差信
   号を生成する乗算手段とを含み、 前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信
   号が量子化されているとき、前記識別信号抽出手段は、
   前記同相ベースバンド信号と前記直交ベースバンド信号
   のうちの一方の信号の最上位ビットからｎビット（ｎは
   自然数）で表される値を、符号ビットを含む複数ビット
   の表現変換して前記識別信号を生成する手段を含み、前
   記誤差信号抽出手段は、前記同相ベースバンド信号と前
   記直交ベースバンド信号のうちの他方の信号のｎ＋１ビ
   ットからｍビット（ｍは自然数）で表される値を、符号
   ビットを含む複数ビット表現に変換して前記誤差信号を
   生成する手段を含むことを特徴とする位相比較器。
2. 【請求項２】 多値変調信号の復調器において、再生搬
   送波の位相と到来搬送波の位相とを比較する位相比較器
   であって、 再生搬送波の位相及び９０°シフトした位相を座標軸と
   しベースバンド信号の座標を信号点として表すとき、所
   定の信号点から検波された信号点への距離及び方向に応
   じた位相誤差信号を出力する位相比較手段 を有し、 前記位相比較手段は、 前記多値変調信号を直交検波することによって得られた
   同相ベースバンド信号から前記検波された信号点を識別
   するための第１の識別信号を抽出する第１の識別信号抽
   出手段と、 前記多値変調信号を直交検波することによって得られた
   直交ベースバンド信号から前記検波された信号点を識別
   するための第２の識別信号を抽出する第２の識別信号抽
   出手段と、 前記同相ベースバンド信号から前記所定の信号点から前
   記検波された信号点への距離及び方向を示す第１の誤差
   信号を抽出する第１の誤差信号抽出手段と、 前記直交ベースバンド信号から前記所定の信号点から前
   記検波された信号点への距離及び方向を示す第２の誤差
   信号を抽出する第２の誤差信号抽出手段と、 前記第１の識別信号と前記第２の誤差信号を乗算して第
   １の乗算信号を出力する第１の乗算手段と、 前記第２の識別信号と前記第１の誤差信号を乗算して第
   ２の乗算信号を出力する第２の乗算手段と、 前記第１の乗算信号と前記第２の乗算信号とを合成して
   前記位相誤差信号を生成する合成手段とを含み、 前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信
   号が量子化されているとき、前記第１の識別信号抽出手
   段は、前記同相ベースバンド信号の最上位ビットからｎ
   ビット（ｎは自然数）で表される値を、符号ビットを含
   む複数ビット表現に変換して前記第１の識別信号を生成
   する手段を含み、前記第１の誤差信号抽出手段は、前記
   同相ベースバンド信号のｎ＋１ビットからｍビット（ｍ
   は自然数）で表される値を、符号ビットを含む複数ビッ
   ト表現に変換して前記第１の誤差信号を生成する手段を
   含み、前記第２の識別信号抽出は、前記直交ベースバン
   ド信号の最上位ビットからｎビット（ｎは自然数）で表
   される値を、符号ビットを含む複数ビット表現に変換し
   て前記第２の識別信号を生成する手段を含み、前記第１
   の誤差信号抽出手段は、前記直交ベースバンド信号のｎ
   ＋１ビットからｍビット（ｍは自然数）で表される値
   を、符号ビットを含む複数ビット表現に変換し て前記第
   ２の誤差信号を生成する手段を含むことを特徴とする 位
   相比較器。
3. 【請求項３】 前記位相比較手段から出力された前記位
   相誤差信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器をさ
   らに有することを特徴とする請求項１又は２記載の位相
   比較器。
4. 【請求項４】 前記Ｄ／Ａ変換器は、複数の入力信号を
   それぞれ抵抗を介して合成する重み付け回路と、該重み
   付け回路の出力を増幅する増幅器とを含むことを特徴と
   する請求項３記載の位相比較器。
5. 【請求項５】 前記再生搬送波が再生されないとき、前
   記位相比較手段から出力された前記位相誤差信号を所定
   の値に設定する制限手段をさらに含むことを特徴とする
   請求項１又は２記載の位相比較器。
6. 【請求項６】 前記再生搬送波が再生されないときかつ
   前記位相誤差信号の値が実質的に中央値であるとき、前
   記位相誤差信号を交番信号に切り替える選択手段とをさ
   らに含むことを特徴とする請求項１又は２記載の位相比
   較器。
7. 【請求項７】 多値変調信号を復調する復調器であっ
   て、 再生搬送波を生成する電圧制御発振器と、 前記再生搬送波で前記多値変調信号を直交検波して同相
   ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号を供給する
   直交検波器と、 前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信
   号をそれぞれ量子化するＡ／Ｄ変換器と、 前記再生搬送波の位相及びそれを９０°シフトした位相
   を座標軸とし前記同相及び直交ベースバンド信号の座標
   を信号点として表すとき、所定の信号点から検波された
   信号点への距離及び方向に応じた位相誤差信号を出力す
   る位相比較器と、 前記位相誤差信号をフィルタリングして前記電圧制御発
   振器の周波数制御電圧に供給するループフィルタとを有
   し、 前記位相比較器は、 前記同相ベースバンド信号と前記直交ベースバンド信号
   のうち一方の信号信号の最上位ビットからｎビット（ｎ
   は自然数）で表される値を、符号ビットを含むデータ形
   式に変換して前記検波された信号点を識別するための識
   別信号を抽出す る識別信号抽出手段と、 前記同相ベースバンド信号と前記直交ベースバンド信号
   のうち他方の信号のｎ＋１ビットからｍビット（ｍは自
   然数）で表される値を、符号ビットを含むデータ形式に
   変換して前記所定の信号点から前記検波された信号点へ
   の距離及び方向を示す誤差信号を抽出する誤差信号抽出
   手段と、 前記識別信号と前記誤差信号を乗算して前記位相誤差信
   号を生成する乗算手段とを含むことを特徴とする復調
   器。
8. 【請求項８】 多値変調信号を復調する復調器であっ
   て、 再生搬送波を生成する電圧制御発振器と、 前記再生搬送波で前記多値変調信号を直交検波して同相
   ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号を供給する
   直交検波器と、 前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信
   号をそれぞれ量子化するＡ／Ｄ変換器と、 前記再生搬送波の位相及びそれを９０°シフトした位相
   を座標軸とし前記同相及び直交ベースバンド信号の座標
   を信号点として表すとき、所定の信号点から検波された
   信号点への距離及び方向に応じた位相誤差信号を出力す
   る位相比較器と、 前記位相誤差信号をフィルタリングして前記電圧制御発
   振器の周波数制御電圧に供給するループフィルタとを有
   し、 前記位相比較器は、 前記同相ベースバンド信号の最上位ビットからｎビット
   （ｎは自然数）で表される値を、符号ビットを含むデー
   タ形式に変換して前記検波された信号点を識別するため
   の第１の識別信号を抽出する第１の識別信号抽出手段
   と、 前記直交ベースバンド信号の最上位ビットからｎビット
   （ｎは自然数）で表される値を、符号ビットを含むデー
   タ形式に変換して前記検波された信号点を識別するため
   の第２の識別信号を抽出する第２の識別信号抽出手段
   と、 前記同相ベースバンド信号のｎ＋１ビットからｍビット
   （ｍは自然数）で表される値を、符号ビットを含むデー
   タ形式に変換して前記所定の信号点から前記検 波された
   信号点への距離及び方向を示す第１の誤差信号を抽出す
   る第１の誤差信号抽出手段と、 前記直交ベースバンド信号のｎ＋１ビットからｍビット
   （ｍは自然数）で表される値を、符号ビットを含むデー
   タ形式に変換して前記所定の信号点から前記検波された
   信号点への距離及び方向を示す第２の誤差信号を抽出す
   る第２の誤差信号抽出手段と、 前記第１の識別信号と前記第２の誤差信号を乗算して第
   １の乗算信号を出力する第１の乗算手段と、 前記第２の識別信号と前記第１の誤差信号を乗算して第
   ２の乗算信号を出力する第２の乗算手段と、 前記第１の乗算信号と前記第２の乗算信号とを合成して
   前記位相誤差信号を生成する合成手段とを含むことを特
   徴とする復調器。
9. 【請求項９】 多値変調信号のための通信装置であっ
   て、 伝送周波数の多値変調信号を受信して復調に適した周波
   数の多値変調信号に変換する受信手段と、 前記受信信号を復調する復調器であって、 再生搬送波を生成する電圧制御発振器と、 前記再生搬送波で前記多値変調信号を直交検波して同相
   ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号を供給する
   直交検波器と、 前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信
   号をそれぞれ量子化するＡ／Ｄ変換器と、 前記再生搬送波の位相及びそれを９０°シフトした位相
   を座標軸とし前記同相及び直交ベースバンド信号の座標
   を信号点として表すとき、所定の信号点から検波された
   信号点への距離及び方向に応じた位相誤差信号を出力す
   る位相比較器と、 前記位相誤差信号をフィルタリングして前記電圧制御発
   振器の周波数制御電圧に供給するループフィルタとを含
   む復調器とを有し、 前記位相比較器は、 前記同相ベースバンド信号と前記直交ベースバンド信号
   のうち一方の信号信号の最上位ビットからｎビット（ｎ
   は自然数）で表される値を、符号ビットを含むデータ形
   式に変換して前記検波された信号点を識別するための識
   別信号を抽出する識別信号抽出手段と、 前記同相ベースバンド信号と前記直交ベースバンド信号
   のうち他方の信号のｎ＋１ビットからｍビット（ｍは自
   然数）で表される値を、符号ビットを含むデータ形式に
   変換して前記所定の信号点から前記検波された信号点へ
   の距離及び方向を示す誤差信号を抽出する誤差信号抽出
   手段と、 前記識別信号と前記誤差信号を乗算して前記位相誤差信
   号を生成する乗算手段とを含むことを特徴とする通信装
   置。
10. 【請求項１０】 多値変調信号のための通信装置であっ
    て、 伝送周波数の多値変調信号を受信して復調に適した周波
    数の多値変調信号に変換する受信手段と、 前記受信信号を復調する復調器であって、 再生搬送波を生成する電圧制御発振器と、 前記再生搬送波で前記多値変調信号を直交検波して同相
    ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号を供給する
    直交検波器と、 前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信
    号をそれぞれ量子化するＡ／Ｄ変換器と、 前記再生搬送波の位相及びそれを９０°シフトした位相
    を座標軸とし前記同相及び直交ベースバンド信号の座標
    を信号点として表すとき、所定の信号点から検波された
    信号点への距離及び方向に応じた位相誤差信号を出力す
    る位相比較器と、 前記位相誤差信号をフィルタリングして前記電圧制御発
    振器の周波数制御電圧に供給するループフィルタとを含
    む復調器とを有し、 前記位相比較器は、 前記同相ベースバンド信号の最上位ビットからｎビット
    （ｎは自然数）で表さ れる値を、符号ビットを含むデー
    タ形式に変換して前記検波された信号点を識別するため
    の第１の識別信号を抽出する第１の識別信号抽出手段
    と、 前記直交ベースバンド信号の最上位ビットからｎビット
    （ｎは自然数）で表される値を、符号ビットを含むデー
    タ形式に変換して前記検波された信号点を識別するため
    の第２の識別信号を抽出する第２の識別信号抽出手段
    と、 前記同相ベースバンド信号のｎ＋１ビットからｍビット
    （ｍは自然数）で表される値を、符号ビットを含むデー
    タ形式に変換して前記所定の信号点から前記検波された
    信号点への距離及び方向を示す第１の誤差信号を抽出す
    る第１の誤差信号抽出手段と、 前記直交ベースバンド信号のｎ＋１ビットからｍビット
    （ｍは自然数）で表される値を、符号ビットを含むデー
    タ形式に変換して前記所定の信号点から前記検波された
    信号点への距離及び方向を示す第２の誤差信号を抽出す
    る第２の誤差信号抽出手段と、 前記第１の識別信号と前記第２の誤差信号を乗算して第
    １の乗算信号を出力する第１の乗算手段と、 前記第２の識別信号と前記第１の誤差信号を乗算して第
    ２の乗算信号を出力する第２の乗算手段と、 前記第１の乗算信号と前記第２の乗算信号とを合成して
    前記位相誤差信号を生成する合成手段とを含むことを特
    徴とする通信装置。