JP4377516B2 - 復調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル放送により送信される多値直交振幅変調（Quadrature Amplitude Modulation ）信号を復調する復調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、多値直交振幅変調信号（以下、多値ＱＡＭ信号という）を復調する従来のＱＡＭ復調装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図１４に示す従来のＱＡＭ復調装置は、チューナ２０１、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２０２、直交検波および周波数位相誤差補正器２０３、ロールオフフィルタ２０４，２０５、波形等化器２０６、デマッパー２０７、誤り訂正器２０８、クロック再生器２０９、レベル検出および制御器２１０、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled crystal Oscillator ：電圧制御水晶発振器）２１１、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２１２，２１３、周波数位相誤差検出器２１５、ＮＣＯ（Numerical Controlled Oscillator : 数値制御発振器）２１６、マイコン（マイクロコンピュータ）２２０を備える。
【０００４】
デジタル放送により送信される多値ＱＡＭ信号ＱＡは、チューナ２０１により中間周波数に周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器２０２によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された多値ＱＡＭ信号は、直交検波および周波数位相誤差補正器２０３により周波数および位相を補正されるとともに、直交検波され、互いに直交するＩ信号（In-phase signal ）であるＩ軸のデータａ_i （ｉ＝０〜ｎ）およびＱ信号（Quadrature signal ）であるＱ軸のデータｂ_i （ｉ＝０〜ｎ）がそれぞれロールオフフィルタ２０４，２０５へ出力される。
【０００５】
直交検波および周波数位相誤差補正器２０３から出力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i は、ロールオフフィルタ２０４，２０５により所定の帯域に制限され、波形等化器２０６により伝送路で発生した歪みを補正される。補正されたＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i は、デマッパー２０７によりマッピングされて０，１のデータに変換され、最後に誤り訂正器２０８により誤り訂正され、トランスポートストリームＴＳとして出力される。
【０００６】
クロック再生器２０９は、直交検波および周波数位相誤差補正器２０３から出力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i を用いて多値ＱＡＭ信号の周波数とＡ／Ｄ変換器２０２のクロック周波数との誤差を検出する。検出された誤差はＬＰＦ２１２により所定の電圧に変換され、ＶＣＸＯ２１１は、変換された電圧に応じて出力するクロック周波数を変化させ、Ａ／Ｄ変換器２０２のクロック周波数を制御する。
【０００７】
レベル検出および制御器２１０は、直交検波および周波数位相誤差補正器２０３から出力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i を用いてＡ／Ｄ変換器２０２に入力される多値ＱＡＭ信号のレベルが所定のレベルになるようにＬＰＦ２１３の出力電圧を変化させ、チューナ２０１のゲインを制御する。
【０００８】
具体的には、レベル検出および制御器２１０は、直交検波および周波数位相誤差補正器２０３から出力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i を用いて、Ｉ軸のデータの２乗とＱ軸のデータの２乗との加算値の平均値｛（ａ₀ ²＋ｂ₀ ²）＋（ａ₁ ²＋ｂ₁ ²）＋…＋（ａ_n ² ＋ｂ_n ² ）｝／ｎを計算し、Ｉ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i を［｛（ａ₀ ²＋ｂ₀ ²）＋（ａ₁ ²＋ｂ₁ ²）＋…＋（ａ_n ² ＋ｂ_n ² ）｝／ｎ］^1/2 で割り正規化している。
【０００９】
図１５〜図２０は、４ＱＡＭ信号、１６ＱＡＭ信号、３２ＱＡＭ信号、６４ＱＡＭ信号、１２８ＱＡＭ信号および２５６ＱＡＭ信号のマッピング図である。例えば、多値の値が１６すなわち１６ＱＡＭ信号の場合、正規化前のコンスターレーションは、図１６に示すようになる。この場合、１６ＱＡＭ信号のＩ軸のデータの２乗とＱ軸のデータの２乗の加算値の平均値は、１０（＝｛（１² ＋１² ）＋２×（１² ＋３² ）＋（３² ＋３² ）｝×４／１６）となる。したがって、レベル検出および制御器２１０は、Ｉ軸のデータがａ₀ ／１０^1/2 ，ａ₁ ／１０^1/2 ，…，ａ_n ／１０^1/2 となり、Ｑ軸のデータがｂ₀ ／１０^1/2 ，ｂ₁ ／１０^1/2 ，…，ｂ_n ／１０^1/2 となるように、チューナ２０１のゲインを制御して正規化を行う。
【００１０】
上記の処理によりチューナ２０１のゲインが制御されて正規化されたデータは、周波数および位相が補正されていない場合、図２１〜図２６に示すような半径を有する各円上のいずれかの位置にあり、黒丸で示す本来の位置に必ずしも停止しない。なお、図２１〜図２６は、円の４分の１のみを図示している。
【００１１】
ここで、直交検波および周波数位相誤差補正器２０３の周波数誤差および位相誤差の検出方法を図２７および図２８を用いて説明する。１６ＱＡＭ信号では、図２７に示すように、周波数および位相のずれがない場合、黒丸で示す各位置にデータが存在し、周波数および位相のずれがある場合、黒丸の各位置からθ回転した黒三角で示す位置にデータが存在する。また、４ＱＡＭ信号でも同様に、図２８に示すような座標に各データがマッピングされる。
【００１２】
このため、周波数誤差および位相誤差の検出では、黒三角の位置と黒丸の位置との誤差θおよび回転の方向（＋または−）を求め、回転している方向と反対にθ分だけ戻すようにＮＣＯ２１６の周波数および位相が制御される。
【００１３】
図２７および図２８からわかるように、周波数および位相の誤差を検出するためには、データがどの領域に存在するかを判別しないと周波数誤差検出ができない。すなわち、多値ＱＡＭ信号の多値の値がわからなければ、誤差検出に誤りが発生し、周波数および位相の誤差を補正することができない。
【００１４】
このため、周波数位相誤差検出器２１５は、マイコン２２０から多値ＱＡＭ信号の多値の値の情報を取得し、それぞれの多値の値に相当するリファレンスパターンと波形等化器２０６の出力データとを用いて、Ａ／Ｄ変換器２０２に入力される多値ＱＡＭ信号の周波数誤差および位相誤差を検出し、検出した誤差を基にＮＣＯ２１６の周波数および位相を制御している。
【００１５】
このように、従来のＱＡＭ復調装置では、周波数および位相の誤差を検出するため、多値ＱＡＭ信号の多値の値が未知の場合、可能性のある全ての多値の値を用いて周波数および位相の誤差の検出を行い、検出された誤差が収束方向に向かって一定値になったか否かを判断することにより、多値ＱＡＭ信号の多値の値を検出している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のＱＡＭ復調装置では、多値ＱＡＭ信号の多値の値に対応するリファレンスパターンを予めマイコン２２０内に記憶し、各リファレンスパターンと多値ＱＡＭ信号との周波数および位相の誤差を求め、この誤差をＮＣＯ２１６にフィードバックし、所定時間以内に周波数および位相の誤差が０付近に収束すれば、そのときのリファレンスパターンに相当する多値の値を多値ＱＡＭ信号の多値の値とし、収束しない場合、次のリファレンスパターンと多値ＱＡＭ信号とを上記と同様に順次比較し、多値ＱＡＭ信号の多値の値を判別している。
【００１７】
上記の判別方法では、判別すべき多値の値として、４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの６種類の値がある場合、１回の周波数および位相の補正処理に１００ｍｓｅｃの時間を要すると、多値の値の判別に最大６００ｍｓｅｃの時間が必要になり、多値直交振幅変調信号の復調処理時間に長時間を要する。このため、所定のチャネルを選局してから映像および音声を出力するまでの時間が非常に長くなり、その改善が要望されている。
【００１８】
本発明の目的は、多値直交振幅変調信号の多値の値を短時間に判別して多値直交振幅変調信号の復調処理時間を短縮することができる復調装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
（１）第１の発明
第１の発明に係る復調装置は、多値直交振幅変調信号を直交検波してＩ信号およびＱ信号を出力する直交検波手段と、Ｉ信号およびＱ信号を基に多値直交振幅変調信号の多値の値を判別する多値判別手段と、多値判別手段により判別された多値の値を基に多値直交振幅変調信号の周波数の誤差を検出する周波数誤差検出手段と、周波数誤差検出手段により検出された誤差に応じて多値直交振幅変調信号の周波数を補正する補正手段とを備えるものである。
【００２０】
本発明に係る復調装置においては、多値直交振幅変調信号を直交検波し、直交検波されたＩ信号およびＱ信号を基に多値直交振幅変調信号の多値の値を判別した後、判別された多値の値を基に多値直交振幅変調信号の周波数の誤差を検出し、検出された誤差に応じて多値直交振幅変調信号の周波数を補正している。したがって、多値直交振幅変調信号の多値の値を判別するために周波数誤差が収束するまで待つ必要がなく、多値直交振幅変調信号の多値の値の判別を多値直交振幅変調信号の周波数の補正と独立して短時間に行うことができる。この結果、多値直交振幅変調信号の多値の値を短時間に判別して多値直交振幅変調信号の復調処理時間を短縮することができる。
【００２１】
（２）第２の発明
第２の発明に係る復調装置は、第１の発明に係る復調装置の構成において、多値判別手段は、Ｉ信号の値の２乗とＱ信号の値の２乗との加算値をｋ乗（ｋは任意の正数）した乗算値が所定の数値範囲内に入る確率を基に多値直交振幅変調信号の多値の値を判別するものである。
【００２２】
この場合、Ｉ信号の値の２乗とＱ信号の値の２乗との加算値をｋ乗した乗算値が所定の数値範囲内に入る確率を基に多値直交振幅変調信号の多値の値を判別しているので、乗算値により多値ごとの特徴を強調することができ、正確に多値の値を判別することができる。
【００２３】
（３）第３の発明
第３の発明に係る復調装置は、第２の発明に係る復調装置の構成において、多値判別手段は、乗算値が予め区分された複数の数値範囲の各数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率と多値ごとに複数の数値範囲の各々に対して予め設定された各基準値との誤差の和を算出し、算出された誤差の和が最小になる多値の値を多値直交振幅変調信号の多値の値と判別するものである。
【００２４】
この場合、乗算値が予め区分された複数の数値範囲の各数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率と多値ごとに複数の数値範囲の各々に対して予め設定された各基準値との誤差の和を算出し、算出された誤差の和が最小になる多値の値を多値直交振幅変調信号の多値の値と判別しているので、多値の値ごとに当該多値の値を判別するのに最も適する複数の数値範囲および基準値を用いることができ、より正確に多値の値を判別することができる。
【００２５】
（４）第４の発明
第４の発明に係る復調装置は、第２の発明に係る復調装置の構成において、多値判別手段は、乗算値が多値ごとに予め選択された数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率が予め設定された基準値を超える場合に当該多値の値を多値直交振幅変調信号の多値の値と判別するものである。
【００２６】
この場合、乗算値が多値ごとに予め選択された数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率が予め設定された基準値を超える場合に当該多値の値を多値直交振幅変調信号の多値の値と判別しているので、多値の値ごとに当該多値の値を判別するのに最も適する数値範囲および基準値を用いることができ、より正確に多値の値を判別することができる。
【００２７】
（５）第５の発明
第５の発明に係る復調装置は、第１の発明に係る復調装置の構成において、多値判別手段は、Ｉ信号の値のｍ乗（ｍは任意の正数）とＱ信号の値のｍ乗とを加算した加算値が所定の数値範囲内に入る確率を基に多値直交振幅変調信号の多値の値を判別するものである。
【００２８】
この場合、Ｉ信号の値のｍ乗とＱ信号の値のｍ乗とを加算した加算値が所定の数値範囲内に入る確率を基に多値直交振幅変調信号の多値の値を判別しているので、この加算値により多値ごとの特徴を強調することができ、正確に多値の値を判別することができる。
【００２９】
（６）第６の発明
第６の発明に係る復調装置は、第５の発明に係る復調装置の構成において、多値判別手段は、加算値が予め区分された複数の数値範囲の各数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率と多値ごとに複数の数値範囲の各々に対して予め設定された各基準値との誤差の和を算出し、算出された誤差の和が最小になる多値の値を多値直交振幅変調信号の多値の値と判別するものである。
【００３０】
この場合、加算値が予め区分された複数の数値範囲の各数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率と多値ごとに複数の数値範囲の各々に対して予め設定された各基準値との誤差の和を算出し、算出された誤差の和が最小になる多値の値を多値直交振幅変調信号の多値の値と判別しているので、多値の値ごとに当該多値の値を判別するのに最も適する複数の数値範囲および基準値を用いることができ、より正確に多値の値を判別することができる。
【００３１】
（７）第７の発明
第７の発明に係る復調装置は、第５の発明に係る復調装置の構成において、多値判別手段は、加算値が多値ごとに予め選択された数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率が予め設定された基準値を超える場合に当該多値の値を多値直交振幅変調信号の多値の値と判別するものである。
【００３２】
この場合、加算値が多値ごとに予め選択された数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率が予め設定された基準値を超える場合に当該多値の値を多値直交振幅変調信号の多値の値と判別しているので、多値の値ごとに当該多値の値を判別するのに最も適する数値範囲および基準値を用いることができ、より正確に多値の値を判別することができる。
【００３３】
（８）第８の発明
第８の発明に係る復調装置は、第１〜第７のいずれかの発明に係る復調装置の構成において、多値直交振幅変調信号を受信し、中間周波数に変換した多値直交振幅変調信号を直交検波手段に出力する受信手段と、多値判別手段により多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまで、Ｉ信号およびＱ信号を基に多値直交振幅変調信号のレベルが正規化されるように受信手段の利得を制御し、多値判別手段により多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、多値直交振幅変調信号のレベルが多値判別手段により判別された多値直交振幅変調信号の多値の値ごとに予め設定された基準値に応じたレベルになるように受信手段の利得を制御するレベル制御手段とをさらに備えるものである。
【００３４】
この場合、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまで、Ｉ信号およびＱ信号を基に多値直交振幅変調信号のレベルが正規化されるように受信手段の利得が制御され、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、多値直交振幅変調信号のレベルが多値判別手段により判別された多値直交振幅変調信号の多値の値ごとに予め設定された基準値に応じたレベルになるように受信手段の利得が制御される。したがって、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまでは、多値直交振幅変調信号のレベルを多値判別に適する正規化されたレベルにすることができるので、多値判別を短時間かつ正確に行うことができるとともに、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、多値直交振幅変調信号のレベルを判別された多値の値に適するレベルにすることができるので、周波数補正等の他の処理を短時間かつ正確に行うことができる。
【００３５】
（９）第９の発明
第９の発明に係る復調装置は、第８の発明に係る復調装置の構成において、レベル制御手段は、多値判別手段により多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまで、Ｉ信号の値の２乗とＱ信号の値の２乗とを加算した加算値の平均値の平方根を基に多値直交振幅変調信号のレベルを制御し、多値判別手段により多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、Ｉ信号の値の２乗とＱ信号の値の２乗とを加算した加算値の平均値の平方根と多値ごとに予め設定された基準値との差を基に多値直交振幅変調信号のレベルを制御するものである。
【００３６】
この場合、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまで、Ｉ信号の値の２乗とＱ信号の値の２乗とを加算した加算値の平均値の平方根を基に多値直交振幅変調信号のレベルが制御され、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、Ｉ信号の値の２乗とＱ信号の値の２乗とを加算した加算値の平均値の平方根と多値ごとに予め設定された基準値との差を基に多値直交振幅変調信号のレベルが制御される。したがって、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまでは、Ｉ信号およびＱ信号により特定されるデータの原点からの距離を正規化することができるとともに、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、Ｉ信号およびＱ信号により特定されるデータの原点からの距離を判別された多値の値に適する基準値にすることができる。
【００３７】
（１０）第１０の発明
第１０の発明に係る復調装置は、第８の発明に係る復調装置の構成において、レベル制御手段は、多値判別手段により多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまで、Ｉ信号の値の２乗とＱ信号の値の２乗とを加算した加算値の平均値の平方根を基に多値直交振幅変調信号のレベルを制御し、多値判別手段により多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、Ｉ信号の絶対値とＱ信号の絶対値とを加算した加算値の平均値と多値ごとに予め設定された基準値との差を基に多値直交振幅変調信号のレベルを制御するものである。
【００３８】
この場合、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまで、Ｉ信号の値の２乗とＱ信号の値の２乗とを加算した加算値の平均値の平方根を基に多値直交振幅変調信号のレベルが制御され、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、Ｉ信号の絶対値とＱ信号の絶対値とを加算した加算値の平均値と多値ごとに予め設定された基準値との差を基に多値直交振幅変調信号のレベルが制御される。したがって、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまでは、Ｉ信号およびＱ信号により特定されるデータの原点からの距離を正規化することができるとともに、多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、Ｉ信号の絶対値とＱ信号の絶対値とを加算した加算値の平均値を判別された多値の値に適する基準値にすることができる。
【００３９】
（１１）第１１の発明
第１１の発明に係る復調装置は、第１〜第１０のいずれかの発明に係る復調装置の構成において、受信手段から出力される中間周波数の多値直交振幅変調信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して直交検波手段に出力するアナログ／デジタル変換手段と、Ｉ信号およびＱ信号を基にアナログ／デジタル変換手段のクロック周波数を制御するクロック周波数制御手段とをさらに備えるものである。
【００４０】
この場合、Ｉ信号およびＱ信号を基にアナログ／デジタル変換手段のクロック周波数を制御しているので、受信手段から出力される中間周波数の多値直交振幅変調信号に適したクロック周波数で多値直交振幅変調信号をアナログ信号からデジタル信号に正確に変換することができる。
【００４１】
（１２）第１２の発明
第１２の発明に係る復調装置は、第１〜第１１のいずれかの発明に係る復調装置の構成において、直交検波手段から出力されるＩ信号およびＱ信号から伝送路で発生した波形の歪みを補正する波形補正手段をさらに備え、周波数誤差検出手段は、多値判別手段により判別された多値の値を基に波形補正手段から出力される信号から多値直交振幅変調信号の周波数の誤差を検出するものである。
【００４２】
この場合、Ｉ信号およびＱ信号から伝送路で発生した波形の歪みを補正し、補正された信号から判別された多値の値を基に多値直交振幅変調信号の周波数の誤差を正確に検出することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるＱＡＭ復調装置について図面を参照しながら説明する。
【００４４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態によるＱＡＭ復調装置の構成を示すブロック図である。
【００４５】
図１に示すＱＡＭ復調装置は、チューナ１、Ａ／Ｄ変換器２、直交検波および周波数位相誤差補正器３、ロールオフフィルタ４，５、波形等化器６、デマッパー７、誤り訂正器８、クロック再生器９、レベル検出および制御器１０、ＶＣＸＯ１１、ＬＰＦ１２，１３、多値判別器１４、周波数位相誤差検出器１５およびＮＣＯ１６を備える。
【００４６】
チューナ１は、デジタル放送により送信される多値ＱＡＭ信号ＱＡ、例えばケーブルテレビ局からケーブルを介して送信される多値ＱＡＭ信号を中間周波数の信号に変換するとともに、ＬＰＦ１３の出力電圧に応じてゲインを変化させ、中間周波数の多値ＱＡＭ信号をＡ／Ｄ変換器２へ出力する。
【００４７】
Ａ／Ｄ変換器２は、ＶＣＸＯ１１から出力されるクロックに応じて中間周波数に変換された多値ＱＡＭ信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、直交検波および周波数位相誤差補正器３へ出力する。
【００４８】
直交検波および周波数位相誤差補正器３は、ＮＣＯ１６から出力される信号を基準にデジタル信号に変換された多値ＱＡＭ信号を直交検波し、Ｉ信号であるＩ軸のデータａ_i （ｉ＝０〜ｎ）およびＱ信号であるＱ軸のデータｂ_i （ｉ＝０〜ｎ）をそれぞれロールオフフィルタ４，５へ出力するとともに、両データをクロック再生器９、レベル検出および制御器１０、および多値判別器１４へ出力する。
【００４９】
ロールオフフィルタ４，５は、入力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i の帯域を制限し、波形等化器６へ出力する。波形等化器６は、帯域制限されたＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i から伝送路による歪を除去し、デマッパー７および周波数位相誤差検出器１５へ出力する。
【００５０】
デマッパー７は、伝送路による歪が除去された信号を０、１のデジタルデータに変換し、誤り訂正器８へ出力する。誤り訂正器８は、入力されるデジタルデータの誤り訂正を行い、訂正後のデータをトランスポートストリームＴＳとして出力する。
【００５１】
クロック再生器９は、入力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i を用い、多値ＱＡＭ信号の周波数とＡ／Ｄ変換器２のクロック周波数との誤差を検出し、誤差信号をＬＰＦ１２へ出力する。ＬＰＦ１２は、クロック再生器９から出力される誤差信号に応じたＤＣ電圧をＶＣＸＯ１１へ出力する。ＶＣＸＯ１１は、入力されるＤＣ電圧に応じてクロック周波数を変化させ、Ａ／Ｄ変換器２へ出力する。
【００５２】
レベル検出および制御器１０は、入力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i を用い、多値ＱＡＭ信号が正規化されるようにチューナ１のゲインを制御するための制御信号をＬＰＦ１３へ出力する。例えば、レベル検出および制御器１０は、Ｉ軸のデータａ_i の２乗とＱ軸のデータｂ_i の２乗との加算値の平均値の平方根［｛（ａ₀ ²＋ｂ₀ ²）＋（ａ₁ ²＋ｂ₁ ²）＋…＋（ａ_n ² ＋ｂ_n ² ）｝／ｎ］^1/2 が１になるように、ＬＰＦ１３の出力電圧を変化させ、チューナ１のゲインを制御する。また、レベル検出および制御器１０は、チューナ１におけるゲインの制御動作が終了したことを示すレベル制御完了信号ＬＣを多値判別器１４へ出力する。
【００５３】
ＬＰＦ１３は、レベル検出および制御器１０から出力される制御信号に応じたＤＣ電圧をチューナ１へ出力する。チューナ１は、入力されるＤＣ電圧に応じてゲインを制御し、多値ＱＡＭ信号のレベルを調整する。
【００５４】
多値判別器１４は、入力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i を用い、多値ＱＡＭ信号の多値の値、例えば４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、２５６ＱＡＭのうちのいずれであるかを判別し、判別結果を多値判別信号ＭＤとして周波数位相誤差検出器１５へ出力する。
【００５５】
周波数位相誤差検出器１５は、多値判別器１４から出力される多値判別信号ＭＤに応じてその多値の値が表す多値ＱＡＭ信号に対応するリファレンスパターンを用い、周波数および位相の誤差を検出し、その誤差信号をＮＣＯ１６へ出力する。ＮＣＯ１６は、入力される誤差信号に応じて直交検波および周波数位相誤差補正器３における周波数および位相のずれを補正する。
【００５６】
本実施の形態では、直交検波および周波数位相誤差補正器３が直交検波手段に相当し、周波数位相誤差検出器１５が周波数誤差検出手段に相当し、直交検波および周波数位相誤差補正器３およびＮＣＯ１６が補正手段に相当し、多値判別器１４が多値判別手段に相当し、チューナ１が受信手段に相当し、Ａ／Ｄ変換器２がアナログ／デジタル変換手段に相当し、クロック再生器９、ＶＣＸＯ１１およびＬＰＦ１２がクロック周波数制御手段に相当し、ロールオフフィルタ４，５および波形等化器６が波形補正手段に相当する。
【００５７】
図２は、図１に示す多値判別器１４の構成を示すブロック図である。図２に示す多値判別器１４は、２乗回路２１〜２３、加算器２４〜３０、乗算器３１〜３６、領域判別器３７、確率計算器３８、４ＱＡＭリファレンスパターン発生器３９、１６ＱＡＭリファレンスパターン発生器４０、３２ＱＡＭリファレンスパターン発生器４１、６４ＱＡＭリファレンスパターン発生器４２、１２８ＱＡＭリファレンスパターン発生器４３、２５６ＱＡＭリファレンスパターン発生器４４および最小誤差検出器４５を含む。
【００５８】
直交検波および周波数位相誤差補正器３から出力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i は、２乗回路２１，２２により２乗され、加算器２４に出力される。加算器２４は、２乗された両データを加算し、２乗回路２３へ出力する。２乗回路２３は、加算されたデータをさらに２乗した値（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² を領域判別器３７へ出力する。領域判別器３７は、入力されるデータ（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が予め設定した複数の数値範囲のうちのどの数値範囲に入るかを判別し、確率計算器３８は、各数値範囲に入るデータの確率を計算し、加算器２５〜３０へ出力する。
【００５９】
加算器２５は、各数値範囲ごとに確率計算器３８により計算された確率から４ＱＡＭリファレンスパターン発生器３９から出力される４ＱＡＭ信号用のリファレンスパターンを減算し、減算結果を加算して４ＱＡＭ信号用のリファレンスパターンに対する誤差の和を算出する。乗算器３１は、算出された誤差の和を２乗して最小誤差検出器４５へ出力する。他のリファレンスパターン発生器４０〜４４、加算器２６〜３０および乗算器３２〜３６も、上記と同様に動作し、確率計算器３８から出力される確率と各リファレンスパターンとの２乗誤差を最小誤差検出器４５へ出力する。なお、計算された確率とリファレンスパターンとの誤差は、各多値ＱＡＭ信号の特徴に応じて数値範囲ごとに所定の重み付けをして加算するようにしてもよい。
【００６０】
最小誤差検出器４５は、２乗された誤差の和から最小となる誤差の和を選択し、誤差の和が最小となるリファレンスパターンに対応する多値の値を多値ＱＡＭ信号の多値の値と判別し、判別結果を多値判別信号ＭＤとして周波数位相誤差検出器１５へ出力する。
【００６１】
最小誤差検出器４５は、例えば、４ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして１を出力し、１６ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして２を出力し、３２ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして３を出力し、６４ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして４を出力し、１２８ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして５を出力し、２５６ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして６を出力する。
【００６２】
また、最小誤差検出器４５には、レベル検出および制御器１０からチューナ１におけるゲインの制御動作が終了したことを示すレベル制御完了信号ＬＣが入力され、このレベル制御完了信号ＬＣに応じて多値判別信号ＭＤを出力している。例えば、最小誤差検出器４５は、チューナ１の制御動作が完了していない場合、多値判別信号ＭＤとして０を出力し、チューナ１の制御動作が完了した場合、上記のように多値判別信号ＭＤを１〜６のいずれかの値で出力する。
【００６３】
図３は、図２に示す領域判別器３７および確率計算器３８の構成を示すブロック図である。図３に示す領域判別器３７は、領域判定器３７１〜３７５を含み、確率計算器３８は、カウンタ３８１〜３８５、除算器３８６〜３９０およびパラレル／シリアル変換器３９１を含む。
【００６４】
領域判定器３７１は、入力されるデータ（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が所定値Ａ以上で所定値Ｂより小さいか否かを判定し、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＡ以上でＢより小さい数値範囲に入る場合、カウンタ３８１をカウントアップする。カウンタ３８１は、領域判定器３７１によりカウント動作が制御され、カウント値を除算器３８６へ出力する。除算器３８６は、入力されるカウント値をＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i のデータ数ｎで除算して上記の数値範囲に入る確率を計算し、計算した確率をパラレル／シリアル変換器３９１へ出力する。
【００６５】
このようにして、領域判定器３７１、カウンタ３８１および除算器３８６では、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＡ以上でＢより小さい数値範囲に入る確率を計算している。同様に、領域判定器３７１、カウンタ３８２および除算器３８７により、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＢ以上でＣより小さい数値範囲に入る確率が計算され、領域判定器３７３、カウンタ３８３および除算器３８８により（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＣ以上でＤより小さい数値範囲に入る確率が計算され、領域判定器３７４、カウンタ３８４および除算器３８９により（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＤ以上でＥより小さい数値範囲に入る確率が計算され、領域判定器３７５、カウンタ３８５および除算器３９０により（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＥ以上でＦより小さい数値範囲に入る確率が計算される。なお、Ａ〜Ｆは、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆを満たす所定の値である。
【００６６】
パラレル／シリアル変換器３９１は、上記のようにして計算された各数値範囲の発生確率を表すデータをパラレルデータからシリアルデータへ変換し、加算器２５〜３０へ出力する。
【００６７】
図４は、図２に示す各リファレンスパターン発生器３９〜４４に用いられる多値ＱＡＭ信号のリファレンスパターンの一例を示す図である。図４に示すように、例えば、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² の数値範囲として、０以上で１より小さい数値範囲、１以上で２より小さい数値範囲、２以上で３より小さい数値範囲、３以上で４より小さい数値範囲、４以上で５より小さい数値範囲、および５以上の数値範囲に区分された場合、４ＱＡＭ信号の各数値範囲でのリファレンスパターンは、０、１、０、０、０、０となり、１６ＱＡＭ信号の各数値範囲でのリファレンスパターンは、０．２５、０．５、０、０．２５、０、０となり、３２ＱＡＭ信号、６４ＱＡＭ信号、１２８ＱＡＭ信号および２５６ＱＡＭ信号の各数値範囲でのリファレンスパターンは、図示のようになる。
【００６８】
なお、リファレンスパターンとしては、多値ＱＡＭ信号のＣ／Ｎ等に応じて、図４に示すような種々のリファレンスパターンを用いることができ、また、これらの例に特に限定されず、他のリファレンスパターンを用いてもよい。
【００６９】
上記のように、本実施の形態では、多値判別器１４により、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が予め区分された複数の数値範囲の各数値範囲内に入る確率と、多値ごとに予め設定されたリファレンスパターンとの誤差の和が算出され、算出された誤差の和の２乗が最小になるリファレンスパターンに対応する多値の値を多値ＱＡＭ信号の多値の値として判別することができる。
【００７０】
このように、本実施の形態では、多値ＱＡＭ信号の多値の値を判別するために周波数誤差が収束するまで待つ必要がなく、多値ＱＡＭ信号の多値の値の判別を周波数および位相の補正と独立して短時間に行うことができる。また、判別された多値の値の多値ＱＡＭ信号に対する周波数および位相の誤差が周波数位相誤差検出器１５により検出され、検出された誤差に応じて直交検波および周波数位相誤差補正器３等により周波数および位相のずれが短時間に補正される。この結果、多値ＱＡＭ信号の多値の値を短時間に判別して多値ＱＡＭ信号の復調処理時間を短縮することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態では、直交検波および周波数位相誤差補正器３等により周波数および位相を補正しているが、周波数のみを補正するようにしてもよい。また、本実施の形態では、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）を２乗したデータを用いたが、この例に特に限定されず、３乗等の他の正数乗のデータを用いてもよい。これらの点に関しては他の実施の形態も同様である。
【００７２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態によるＱＡＭ復調装置について説明する。第２の実施の形態のＱＡＭ復調装置と第１の実施の形態のＱＡＭ復調装置とで異なる点は、図１に示す多値判別器１４が以下に説明する多値判別器１４ａに変更された点であり、その他の点は同様であるので、以下、多値判別器１４ａについてのみ詳細に説明する。
【００７３】
図５は、第２の実施の形態によるＱＡＭ復調装置に適用される多値判別器１４ａの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、多値判別器１４ａが多値判別手段に相当し、その他の点は第１の実施の形態と同様である。
【００７４】
図５に示す多値判別器１４ａは、２乗回路２１〜２３、加算器２４、４ＱＡＭ判別部５１、１６ＱＡＭ判別部５２、３２ＱＡＭ判別部５３、６４ＱＡＭ判別部５４、１２８ＱＡＭ判別部５５、２５６ＱＡＭ判別部５６および判別選択回路５７を含む。
【００７５】
４ＱＡＭ判別部５１は、２乗回路２３から出力されるデータ（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² を用い、多値ＱＡＭ信号が４ＱＡＭ信号であるか否かを判別し、判別結果を判別選択回路５７に出力する。１６ＱＡＭ判別部５２、３２ＱＡＭ判別部５３、６４ＱＡＭ判別部５４、１２８ＱＡＭ判別部５５および２５６ＱＡＭ判別部５６も、上記と同様に動作し、多値ＱＡＭ信号が１６ＱＡＭ信号、３２ＱＡＭ信号、６４ＱＡＭ信号、１２８ＱＡＭ信号および２５６ＱＡＭ信号であるか否かをそれぞれ判別し、判別結果を判別選択回路５７に出力する。
【００７６】
判別選択回路５７は、各判別部５１〜５６の判別結果に応じて多値判別信号ＭＤを周波数位相誤差検出器１５へ出力する。例えば、４ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして１を出力し、１６ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして２を出力し、３２ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして３を出力し、６４ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして４を出力し、１２８ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして５を出力し、２５６ＱＡＭ信号の場合、多値判別信号ＭＤとして６を出力する。
【００７７】
また、判別選択回路５７には、レベル検出および制御器１０からチューナ１におけるゲインの制御動作が終了したことを示すレベル制御完了信号ＬＣが入力され、このレベル制御完了信号ＬＣに応じて多値判別信号ＭＤを出力している。例えば、判別選択回路５７は、チューナ１の制御動作が完了していない場合、多値判別信号ＭＤとして０を出力し、チューナ１の制御動作が完了した場合、上記のように多値判別信号ＭＤを１〜６のいずれかの値で出力するとともに、判別部５１〜５６により誤って２つ以上の多値の値が判別された場合、多値判別信号として７を出力する。
【００７８】
図６は、図５に示す４ＱＡＭ判別部５１、１６ＱＡＭ判別部５２、３２ＱＡＭ判別部５３、６４ＱＡＭ判別部５４、１２８ＱＡＭ判別部５５、２５６ＱＡＭ判別部５６および判別選択回路５７の構成を示すブロック図である。
【００７９】
図６に示す４ＱＡＭ判別部５１は、領域判定器５１１、カウンタ５１２、除算器５１３および４ＱＡＭ判定器５１４を含む。１６ＱＡＭ判別部５２は、領域判定器５２１、カウンタ５２２、除算器５２３および１６ＱＡＭ判定器５２４を含む。３２ＱＡＭ判別部５３は、領域判定器５３１、カウンタ５３２、除算器５３３および３２ＱＡＭ判定器５３４を含む。６４ＱＡＭ判別部５４は、領域判定器５４１、カウンタ５４２、除算器５４３および６４ＱＡＭ判定器５４４を含む。１２８ＱＡＭ判別部５５は、領域判定器５５１、カウンタ５５２、除算器５５３および１２８ＱＡＭ判定器５５４を含む。２５６ＱＡＭ判別部５６は、領域判定器５６１、カウンタ５６２、除算器５６３および２５６ＱＡＭ判定器５６４を含む。判別選択回路５７は、加算器５７１および計算器５７２を含む。
【００８０】
領域判定器５１１は、入力されるデータ（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が所定値Ａ以上で所定値Ｂより小さいか否かを判断し、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＡ以上でＢより小さい数値範囲に入る場合、カウンタ５１２をカウントアップする。カウンタ５１２は、領域判定器５１１によりカウント動作が制御され、カウント値を除算器５１３へ出力する。除算器５１３は、入力されるカウント値をＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i のデータ数ｎで除算して上記の数値範囲に入る確率を計算し、計算した確率を４ＱＡＭ判定器５１４へ出力する。４ＱＡＭ判定器５１４は、入力される確率と４ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値とを比較し、入力される確率が基準値を越えている場合に多値ＱＡＭ信号が４ＱＡＭ信号であると判定し、判定結果を加算器５７１へ出力する。
【００８１】
同様に、領域判定器５２１、カウンタ５２２、除算器５２３および１６ＱＡＭ判定器５２４により、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＣ以上でＤより小さい数値範囲に入る確率が１６ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。領域判定器５３１、カウンタ５３２、除算器５３３および３２ＱＡＭ判定器５３４により、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＥ以上でＦより小さい数値範囲に入る確率が３２ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。領域判定器５４１、カウンタ５４２、除算器５４３および６４ＱＡＭ判定器５４４により、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＧ以上でＨより小さい数値範囲に入る確率が６４ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。領域判定器５５１、カウンタ５５２、除算器５５３および１２８ＱＡＭ判定器５５４により、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＩ以上でＪより小さい数値範囲に入る確率が１２８ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。領域判定器５６１、カウンタ５６２、除算器５６３および２５６ＱＡＭ判定器５６４により、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² がＫ以上でＬより小さい数値範囲に入る確率が２５６ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。なお、Ａ〜Ｌは、多値ＱＡＭ信号ごとに予め設定される所定の値であり、各数値範囲は重複してもよい。
【００８２】
４ＱＡＭ判定器５１４は、多値ＱＡＭ信号が４ＱＡＭ信号であると判定した場合は２を出力し、その他の場合は０を出力する。１６ＱＡＭ判定器５２４は、多値ＱＡＭ信号が１６ＱＡＭ信号であると判定した場合は４を出力し、その他の場合は０を出力する。３２ＱＡＭ判定器５３４は、多値ＱＡＭ信号が３２ＱＡＭ信号であると判定した場合は８を出力し、その他の場合は０を出力する。６４ＱＡＭ判定器５４４は、多値ＱＡＭ信号が６４ＱＡＭ信号であると判定した場合は１６を出力し、その他の場合は０を出力する。１２８ＱＡＭ判定器５５４は、多値ＱＡＭ信号が１２８ＱＡＭ信号であると判定した場合は３２を出力し、その他の場合は０を出力する。２５６ＱＡＭ判定器５６４は、多値ＱＡＭ信号が２５６ＱＡＭ信号であると判定した場合は６４を出力し、その他の場合は０を出力する。
【００８３】
例えば、領域判定器５１１は、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が１以上で２より小さい数値範囲に入るか否かを判定し、４ＱＡＭ判定器５１４は、この数値範囲に入る確率が０．７５より大きい場合に４ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５２１は、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が３以上で４より小さい数値範囲に入るか否かを判定し、１６ＱＡＭ判定器５２４は、この数値範囲に入る確率が０．１８より大きい場合に１６ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５３１は、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が２以上で３より小さい数値範囲に入るか否かを判定し、３２ＱＡＭ判定器５３４は、この数値範囲に入る確率が０．２２より大きい場合に３２ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５４１は、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が５以上の数値範囲に入るか否かを判定し、６４ＱＡＭ判定器５４４は、この数値範囲に入る確率が０．０５２より大きい場合に６４ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５５１は、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が４以上で５より小さい数値範囲に入るか否かを判定し、１２８ＱＡＭ判定器５５４は、この数値範囲に入る確率が０．０４５より大きい場合に１２８ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５６１は、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が４以上の数値範囲に入るか否かを判定し、２５６ＱＡＭ判定器５６４は、この数値範囲に入る確率が０．０７より大きい場合に２５６ＱＡＭ信号であると判定する。
【００８４】
ここで、４ＱＡＭ信号が入力され、領域判定器５１１、カウンタ５１２および除算器５１３により（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が１以上で２より小さい数値範囲に入る確率が１と計算された場合、４ＱＡＭ信号の基準値である０．７５より大きいため、４ＱＡＭ判定器５１４は、４ＱＡＭ信号であると判定し、２を加算器５７１に出力する。この場合、他の判定器では自身の基準値を越えないため、他の判定器はすべて０を出力する。
【００８５】
加算器５７１は、各判定器の出力を加算し、その加算値をべき乗計算器５７２へ出力する。べき乗計算器５７２は、入力された値を２^x に変換し、ｘの値を多値判別信号ＭＤとして出力する。例えば、加算器５７１から２が入力された場合、多値判別信号ＭＤとして１を出力し、４が入力された場合、２を出力し、８が入力された場合、３を出力し、１６が入力された場合、４を出力し、３２が入力された場合、５を出力し、６４が入力された場合、６を出力する。したがって、この場合も、第１の実施の形態と同様に、各多値ＱＡＭ信号の多値の値に応じて１〜６の各値が周波数位相誤差検出器１５へ出力され、以降、第１の実施の形態と同様に各処理が行われる。
【００８６】
上記の処理により、本実施の形態では、例えば、Ｃ／Ｎが７ｄＢ以上で１６ＱＡＭ信号の多値の値を判別することができ、Ｃ／Ｎが１５ｄＢ以上で３２ＱＡＭ信号の多値の値を判別することができ、Ｃ／Ｎが１７ｄＢ以上で６４ＱＡＭ信号の多値の値を判別することができ、Ｃ／Ｎが１６ｄＢ以上で１２８ＱＡＭ信号の多値の値を判別することができ、Ｃ／Ｎが１７ｄＢ以上で２５６ＱＡＭ信号の多値の値を判別することができた。
【００８７】
上記のように、本実施の形態では、多値判別器１４ａにより、（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）² が多値ごとに予め選択された数値範囲内に入る確率が、多値ごとに予め設定された基準値を超える場合に、基準値に対応する多値の値を多値ＱＡＭ信号の多値の値として判別することができる。したがって、本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態によるＱＡＭ復調装置について説明する。第３の実施の形態のＱＡＭ復調装置と第１の実施の形態のＱＡＭ復調装置とで異なる点は、図１に示す多値判別器１４が以下に説明する多値判別器１４ｂに変更された点であり、その他の点は同様であるので、以下、多値判別器１４ｂについてのみ詳細に説明する。
【００８９】
図７は、第３の実施の形態によるＱＡＭ復調装置に適用される多値判別器１４ｂの構成を示すブロック図である。図７に示す多値判別器１４ｂと図２に示す多値判別器１４とで異なる点は、２乗回路２１，２２が４乗回路６１，６２に変更され、２乗回路２３が省略され、リファレンスパターン発生部３９〜４４がリファレンスパターン発生部３９ａ〜４４ａに変更された点であり、その他の点は図２に示す多値判別器１４と同様であるので同一部分には同一符号を付し、以下詳細な説明を省略する。なお、本実施の形態では、多値判別器１４ｂが多値判別手段に相当し、その他の点は第１の実施の形態と同様である。
【００９０】
図７に示すように、直交検波および周波数位相誤差補正器３から出力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i は、４乗回路６１，６２により４乗され、加算器２４に出力される。加算器２４は、４乗された両データを加算した値（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）を領域判別器３７へ出力する。
【００９１】
以降、領域判別器３７および確率計算器３８により第１の実施の形態と同様に処理され、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が予め設定した複数の数値範囲の各数値範囲に入る確率が計算され、加算器２５〜３０へ出力される。
【００９２】
加算器３５は、各数値範囲ごとに確率計算器３８により計算された確率から４ＱＡＭリファレンスパターン発生器３９ａから出力される４ＱＡＭ信号用のリファレンスパターンを減算し、減算結果を加算して４ＱＡＭ信号用のリファレンスパターンに対する誤差の和を算出する。乗算器３１は、算出された誤差の和を２乗して最小誤差検出器４５へ出力する。他のリファレンスパターン発生器４０ａ〜４４ａ、加算器２６〜３０および乗算器３２〜３６も、上記と同様に動作し、確率計算器３８から出力される確率と各リファレンスパターンとの２乗誤差を最小誤差検出器４５へ出力する。
【００９３】
最小誤差検出器４５は、第１の実施の形態と同様に、２乗された誤差の和から最小となる誤差の和を選択し、誤差の和が最小となるリファレンスパターンに対応する多値の値を多値ＱＡＭ信号の多値の値と判別し、判別結果を多値判別信号ＭＤとして周波数位相誤差検出器１５へ出力する。
【００９４】
図８は、図７に示す各リファレンスパターン発生器３９ａ〜４４ａに用いられる多値ＱＡＭ信号のリファレンスパターンの一例を示す図である。図８に示すように、例えば、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）の数値範囲として、０以上で０．５より小さい数値範囲、０．５以上で１より小さい数値範囲、１以上で１．５より小さい数値範囲、１．５以上で２より小さい数値範囲、２以上で２．５より小さい数値範囲、２．５以上で３より小さい数値範囲、および３以上の数値範囲に区分された場合、４ＱＡＭ信号の各数値範囲でのリファレンスパターンは、０、１、０、０、０、０、０となり、１６ＱＡＭ信号の各数値範囲でのリファレンスパターンは、０．２５、０．５、０、０．２５、０、０、０となり、３２ＱＡＭ信号、６４ＱＡＭ信号、１２８ＱＡＭ信号および２５６ＱＡＭ信号の各数値範囲でのリファレンスパターンは、図示のようになる。
【００９５】
なお、リファレンスパターンとしては、多値ＱＡＭ信号のＣ／Ｎ等に応じて、図８に示すような種々のリファレンスパターンを用いることができ、また、これらの例に特に限定されず、他のリファレンスパターンを用いてもよい。
【００９６】
上記のように、本実施の形態では、多値判別器１４ｂにより、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が予め区分された複数の数値範囲の各数値範囲内に入る確率と、多値ごとに予め設定されたリファレンスパターンとの誤差の和が算出され、算出された誤差の和の２乗が最小になるリファレンスパターンに対応する多値の値を多値ＱＡＭ信号の多値の値として判別することができる。したがって、本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態では、ａ_i およびｂ_i を４乗して加算したデータを用いたが、この例に特に限定されず、他の正数乗の加算データを用いてもよい。この点に関して他の実施の形態も同様である。
【００９８】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態によるＱＡＭ復調装置について説明する。第４の実施の形態のＱＡＭ復調装置と第１の実施の形態のＱＡＭ復調装置とで異なる点は、図１に示す多値判別器１４が以下に説明する多値判別器１４ｃに変更された点であり、その他の点は同様であるので、以下、多値判別器１４ｃについてのみ詳細に説明する。
【００９９】
図９は、第４の実施の形態によるＱＡＭ復調装置に適用される多値判別器１４ｃの構成を示すブロック図である。図９に示す多値判別器１４ｃと図５に示す多値判別器１４ａとで異なる点は、２乗回路２１，２２が４乗回路６１，６２に変更され、２乗回路２３が省略され、判別部５１〜５６が判別部５１ａ〜５６ａに変更された点であり、その他の点は図５に示す多値判別器１４ａと同様であるので同一部分には同一符号を付し、以下詳細な説明を省略する。なお、本実施の形態では、多値判別器１４ｃが多値判別手段に相当し、その他の点は第１の実施の形態と同様である。
【０１００】
図９に示すように、直交検波および周波数位相誤差補正器３から出力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i は、４乗回路６１，６２により４乗され、加算器２４に出力される。加算器２４は、４乗された両データを加算した値（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）を判別部５１ａ〜５６ａへ出力する。
【０１０１】
４ＱＡＭ判別部５１ａは、加算器２４から出力されるデータ（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）を用い、多値ＱＡＭ信号が４ＱＡＭ信号であるか否かを判別し、判別結果を判別選択回路５７に出力する。１６ＱＡＭ判別部５２ａ、３２ＱＡＭ判別部５３ａ、６４ＱＡＭ判別部５４ａ、１２８ＱＡＭ判別部５５ａおよび２５６ＱＡＭ判別部５６ａも、上記と同様に動作し、多値ＱＡＭ信号が１６ＱＡＭ信号、３２ＱＡＭ信号、６４ＱＡＭ信号、１２８ＱＡＭ信号および２５６ＱＡＭ信号であるか否かをそれぞれ判別し、判別結果を判別選択回路５７に出力する。判別選択回路５７は、第２の実施の形態と同様に動作し、各判別部５１ａ〜５６ａの判別結果に応じて多値判別信号ＭＤを周波数位相誤差検出器１５へ出力する。
【０１０２】
図１０は、図９に示す４ＱＡＭ判別部５１ａ、１６ＱＡＭ判別部５２ａ、３２ＱＡＭ判別部５３ａ、６４ＱＡＭ判別部５４ａ、１２８ＱＡＭ判別部５５ａ、２５６ＱＡＭ判別部５６ａおよび判別選択回路５７の構成を示すブロック図である。
【０１０３】
図１０に示す４ＱＡＭ判別部５１ａは、領域判定器５１１ａ、カウンタ５１２、除算器５１３および４ＱＡＭ判定器５１４ａを含む。１６ＱＡＭ判別部５２ａは、領域判定器５２１ａ、カウンタ５２２、除算器５２３および１６ＱＡＭ判定器５２４ａを含む。３２ＱＡＭ判別部５３ａは、領域判定器５３１ａ、カウンタ５３２、除算器５３３および３２ＱＡＭ判定器５３４ａを含む。６４ＱＡＭ判別部５４ａは、領域判定器５４１ａ、カウンタ５４２、除算器５４３および６４ＱＡＭ判定器５４４ａを含む。１２８ＱＡＭ判別部５５ａは、領域判定器５５１ａ、カウンタ５５２、除算器５５３および１２８ＱＡＭ判定器５５４ａを含む。２５６ＱＡＭ判別部５６ａは、領域判定器５６１ａ、カウンタ５６２、除算器５６３および２５６ＱＡＭ判定器５６４ａを含む。
【０１０４】
領域判定器５１１ａは、入力されるデータ（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が所定値Ａ’以上で所定値Ｂ’より小さいか否かを判断し、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）がＡ’以上でＢ’より小さい数値範囲に入る場合、カウンタ５１２をカウントアップする。カウンタ５１２および除算器５１３は、第２の実施の形態と同様に動作し、上記の数値範囲に入る確率を計算し、計算した確率を４ＱＡＭ判定器５１４ａへ出力する。４ＱＡＭ判定器５１４ａは、入力される確率と４ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値とを比較し、入力される確率が基準値を越えている場合に多値ＱＡＭ信号が４ＱＡＭ信号であると判定し、判定結果を加算器５７１へ出力する。
【０１０５】
同様に、領域判定器５２１ａ、カウンタ５２２、除算器５２３および１６ＱＡＭ判定器５２４ａにより、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）がＣ’以上でＤ’より小さい数値範囲に入る確率が１６ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。領域判定器５３１ａ、カウンタ５３２、除算器５３３および３２ＱＡＭ判定器５３４ａにより、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）がＥ’以上でＦ’より小さい数値範囲に入る確率が３２ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。領域判定器５４１ａ、カウンタ５４２、除算器５４３および６４ＱＡＭ判定器５４４ａにより、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）がＧ’以上でＨ’より小さい数値範囲に入る確率が６４ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。領域判定器５５１ａ、カウンタ５５２、除算器５５３および１２８ＱＡＭ判定器５５４ａにより、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）がＩ’以上でＪ’より小さい数値範囲に入る確率が１２８ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。領域判定器５６１ａ、カウンタ５６２、除算器５６３および２５６ＱＡＭ判定器５６４ａにより、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）がＫ’以上でＬ’より小さい数値範囲に入る確率が２５６ＱＡＭ信号に対して予め設定された基準値を越えているか否かが判定され、判定結果が加算器５７１へ出力される。なお、Ａ’〜Ｌ’は、多値ＱＡＭ信号ごとに予め設定される所定の値であり、各数値範囲は重複してもよい。
【０１０６】
４ＱＡＭ判定器５１４ａは、多値ＱＡＭ信号が４ＱＡＭ信号であると判定した場合は２を出力し、その他の場合は０を出力する。１６ＱＡＭ判定器５２４ａは、多値ＱＡＭ信号が１６ＱＡＭ信号であると判定した場合は４を出力し、その他の場合は０を出力する。３２ＱＡＭ判定器５３４ａは、多値ＱＡＭ信号が３２ＱＡＭ信号であると判定した場合は８を出力し、その他の場合は０を出力する。６４ＱＡＭ判定器５４４ａは、多値ＱＡＭ信号が６４ＱＡＭ信号であると判定した場合は１６を出力し、その他の場合は０を出力する。１２８ＱＡＭ判定器５５４ａは、多値ＱＡＭ信号が１２８ＱＡＭ信号であると判定した場合は３２を出力し、その他の場合は０を出力する。２５６ＱＡＭ判定器５６４ａは、多値ＱＡＭ信号が２５６ＱＡＭ信号であると判定した場合は６４を出力し、その他の場合は０を出力する。
【０１０７】
例えば、領域判定器５１１ａは、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が０．５以上で１より小さい数値範囲に入るか否かを判定し、４ＱＡＭ判定器５１４ａは、この数値範囲に入る確率が０．６５より大きい場合に４ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５２１ａは、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が０．７５以上で１．２５より小さい数値範囲に入るか否かを判定し、１６ＱＡＭ判定器５２４ａは、この数値範囲に入る確率が０．２５より大きい場合に１６ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５３１ａは、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が１．５以上で２より小さい数値範囲に入るか否かを判定し、３２ＱＡＭ判定器５３４ａは、この数値範囲に入る確率が０．３５より大きい場合に３２ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５４１ａは、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が１以上で１．５より小さい数値範囲に入るか否かを判定し、６４ＱＡＭ判定器５４４ａは、この数値範囲に入る確率が０．１８より大きい場合に６４ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５５１ａは、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が２以上で２．５より小さい数値範囲に入るか否かを判定し、１２８ＱＡＭ判定器５５４ａは、この数値範囲に入る確率が０．０８より大きい場合に１２８ＱＡＭ信号であると判定する。領域判定器５６１ａは、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が３以上の数値範囲に入るか否かを判定し、２５６ＱＡＭ判定器５６４ａは、この数値範囲に入る確率が０．００７より大きい場合に２５６ＱＡＭ信号であると判定する。
【０１０８】
ここで、４ＱＡＭ信号が入力され、領域判定器５１１ａ、カウンタ５１２および除算器５１３により（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が０．５以上で１より小さい数値範囲に入る確率が１と計算された場合、４ＱＡＭ信号の基準値である０．６５より大きいため、４ＱＡＭ判定器５１４ａは、４ＱＡＭ信号であると判定し、２を加算器５７１に出力する。この場合、他の判定器では自身の基準値を越えないため、他の判定器はすべて０を出力する。
【０１０９】
以降、加算器５７１およびべき乗計算器５７２が第２の実施の形態と同様に動作し、この場合も、第１の実施の形態と同様に、各多値ＱＡＭ信号の多値の値に応じて１〜６の各値が周波数位相誤差検出器１５へ出力され、以降、第１の実施の形態と同様に各処理が行われる。
【０１１０】
上記のように、本実施の形態では、多値判別器１４ｃにより、（ａ_i ⁴ ＋ｂ_i ⁴ ）が多値ごとに予め選択された数値範囲内に入る確率が、多値ごとに予め設定された基準値を超える場合に、基準値に対応する多値の値を多値ＱＡＭ信号の多値の値として判別することができる。したがって、本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態によるＱＡＭ復調装置について説明する。図１１は、本発明の第５の実施の形態によるＱＡＭ復調装置の構成を示すブロック図である。図１１に示す復調装置と図１に示す復調装置とで異なる点は、レベル検出および検出器１０がレベル検出および制御器１０ａに変更され、多値判別器１４が多値判別器１４ｄに変更された点であり、その他の点は図１に示す復調装置と同様であるので、同一部分には同一符号を付し、以下詳細な説明を省略する。
【０１１２】
多値判別器１４ｄは、入力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i を用い、多値ＱＡＭ信号の多値の値、例えば４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、２５６ＱＡＭのうちのいずれであるかを判別し、判別結果を多値判別信号ＭＤとして周波数位相誤差検出器１５へ出力するとともに、多値判別が完了したことを示す多値判別完了信号ＭＦをレベル検出および制御器１０ａへ出力する。なお、多値判別器１４ｄは、多値判別完了信号ＭＦを出力する点を除き、図２に示す多値判別器１４と同様に構成され、同様に動作し、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。
【０１１３】
レベル検出および制御器１０ａは、多値ＱＡＭ信号の多値の値が判別されるまですなわち多値判別完了信号ＭＦにより多値の判別の完了が通知されるまで、入力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i から（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）の平均値の平方根を計算し、多値ＱＡＭ信号のレベルが正規化されるようにチューナ１のゲインを制御するための制御信号をＬＰＦ１３へ出力し、多値ＱＡＭ信号の多値の値が判別された後すなわち多値判別完了信号ＭＦにより多値の判別の完了が通知された後、多値ＱＡＭ信号のレベルが多値ごとに予め設定された基準値に応じたレベルになるようにチューナ１のゲインを制御するための制御信号をＬＰＦ１３へ出力する。
【０１１４】
本実施の形態では、多値判別器１４ｄが多値判別手段に相当し、レベル検出および制御器１０ａおよびＬＰＦ１３がレベル制御手段に相当し、その他は第１の実施の形態と同様である。
【０１１５】
図１２は、図１１に示すレベル検出および制御器１０ａの構成を示すブロック図である。図１２に示すように、レベル検出および制御器１０ａは、２乗回路１０１，１０２、加算器１０３、平均および平方根回路１０４、加算器１０５，１０６、定数発生器１０７、積分回路１０８，１０９、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路１１０，１１１、選択回路１１２、およびリファレンスパターン発生部１１３を含む。
【０１１６】
直交検波および周波数位相誤差補正器３から出力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i は、２乗回路１０１，１０２により２乗され、加算器１０３へ出力される。加算器１０３は、２乗された両データを加算し、平均および平方根回路１０４へ出力する。平均および平方根回路１０４は、加算器１０３から出力されるデータ（ａ_i ² ＋ｂ_i ² ）を加算してデータ数ｎで除算することにより平均値を求め、求めた平均値の平方根をとり、［｛（ａ₀ ²＋ｂ₀ ²）＋（ａ₁ ²＋ｂ₁ ²）＋…＋（ａ_n ² ＋ｂ_n ² ）｝／ｎ］^1/2 を加算器１０５，１０６へ出力する。
【０１１７】
加算器１０５は、平均および平方根回路１０４から出力されるデータから定数発生器１０７から出力される定数１を減算し、積分回路１０８へ出力する。積分回路１０８は、入力されるデータを積分してＰＷＭ回路１１０へ出力する。ＰＷＭ回路１１０は、Ｉ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i により特定されるデータの原点からの距離が１になるようにすなわち多値ＱＡＭ信号のレベルが正規化されるように、出力するパルス信号のＨレベルの幅とＬレベルの幅とを変化させ、選択回路１１２へ出力する。
【０１１８】
リファレンスパターン発生部１１３は、多値判別器１４ｄから出力される多値判別信号ＭＤに対応する多値ＱＡＭ信号の基準値を加算器１０６へ出力する。加算器１０６は、平均および平方根回路１０４から出力されるデータからリファレンスパターン発生部１１３から出力される基準値を減算し、積分回路１０９へ出力する。積分回路１０９は、入力されるデータを積分してＰＷＭ回路１１１へ出力する。ＰＷＭ回路１１１は、Ｉ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i により特定されるデータの原点からの距離がリファレンスパターン発生部１１３から出力される基準値になるようにすなわち多値ＱＡＭ信号のレベルが多値ごとに予め設定された基準値に応じたレベルになるように、出力するパルス信号のＨレベルの幅とＬレベルの幅とを変化させ、選択回路１１２へ出力する。
【０１１９】
選択回路１１２は、多値判別器１４ｄから出力される多値判別完了信号ＭＦの値に応じてＰＷＭ回路１１０，１１１のうちの一方の出力を選択し、選択した出力をＬＰＦ１３へ出力する。具体的には、多値判別器１４ｄにより多値の値が判別されるまでは、多値判別完了信号ＭＦが０で出力され、選択回路１１２は、ＰＷＭ回路１１０の出力を選択し、多値判別器１４ｄにより多値の値が判別されると、多値判別完了信号ＭＦが１で出力され、選択回路１１２は、ＰＷＭ回路１１１の出力を選択する。
【０１２０】
なお、リファレンスパターン発生部１１３から出力される各多値ＱＡＭ信号の基準値は、図１５から図２０に示した各多値ＱＡＭ信号のデータ（黒丸の部分）間の距離ができるだけ長く、かつ、Ａ／Ｄ変換器２で歪まないようなレベルに設定するのが好ましい。
【０１２１】
上記のように、本実施の形態では、多値判別器１４ｄにより多値ＱＡＭ信号の多値の値が判別されるまでは、Ｉ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i により特定されるデータの原点からの距離を正規化することができるとともに、多値ＱＡＭ信号の多値の値が判別された後、Ｉ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i により特定されるデータの原点からの距離を判別された多値の値に適する基準値にすることができる。
【０１２２】
したがって、多値ＱＡＭ信号の多値の値が判別されるまでは、多値ＱＡＭ信号のレベルを多値判別に適する正規化されたレベルにすることができるので、多値判別を短時間かつ正確に行うことができるとともに、多値ＱＡＭ信号の多値の値が判別された後、多値ＱＡＭ信号のレベルを判別された多値の値に適するレベルにすることができるので、周波数補正等の他の処理を短時間かつ正確に行うことができる。
【０１２３】
なお、本実施の形態では、多値判別器１４ｄとして図２に示す多値判別器１４と同様の構成のものを用いたが、図５に示す多値判別器１４ａ、図７に示す多値判別器１４ｂ、図９に示す多値判別器１４ｃ等を用いてもよく、この場合、上記の各実施の形態と同様の効果を得ることができる。この点について以下の実施の形態も同様である。
【０１２４】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態によるＱＡＭ復調装置について説明する。第６の実施の形態のＱＡＭ復調装置と第５の実施の形態のＱＡＭ復調装置とで異なる点は、図１１に示すレベル検出および制御器１０ａが以下に説明するレベル検出および制御器１０ｂに変更された点であり、その他の点は同様であるので、以下、レベル検出および制御器１０ｂについてのみ詳細に説明する。
【０１２５】
図１３は、第６の実施の形態によるＱＡＭ復調装置に適用されるレベル検出および制御器１０ｂの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、レベル検出および制御器１０ｂがレベル制御手段に相当し、その他の点は第５の実施の形態と同様である。
【０１２６】
図１３に示すように、レベル検出および制御器１０ｂは、２乗回路１０１，１０２、加算器１０３，１２３、平均および平方根回路１０４、加算器１０５，１０６、定数発生器１０７、積分回路１０８，１０９、ＰＷＭ回路１１０，１１１、選択回路１１２、リファレンスパターン発生部１１３ａ、絶対値回路１２１，１２２、および平均値回路１２４を含む。なお、多値判別器１４ｄにより多値の値が判別されるまでの、２乗回路１０１，１０２、加算器１０３、平均および平方根回路１０４、加算器１０５、定数発生器１０７、積分回路１０８、ＰＷＭ回路１１０、および選択回路１１２の動作は、第５の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を省略し、以下異なる点について詳細に説明する。
【０１２７】
直交検波および周波数位相誤差補正器３から出力されるＩ軸のデータａ_i およびＱ軸のデータｂ_i は、絶対値回路１２１，１２２によりその絶対値が求められ、加算器１２３へ出力される。加算器１２３は、両絶対値データを加算し、平均値回路１２４へ出力する。平均値回路１２４は、加算器１２３から出力されるデータ｜ａ_i ｜＋｜ｂ_i ｜を加算してデータ数ｎで除算することにより平均値を求め、｛( ｜ａ₀ ｜＋｜ｂ₀ ｜）＋（｜ａ₁ ｜＋｜ｂ₁ ｜）＋…＋（｜ａ_n ｜＋｜ｂ_n ｜）｝／ｎを加算器１０６へ出力する。
【０１２８】
リファレンスパターン発生部１１３ａは、多値判別器１４ｄから出力される多値判別信号ＭＤに対応する多値ＱＡＭ信号の基準値を加算器１０６へ出力する。加算器１０６は、平均値回路１２４から出力されるデータからリファレンスパターン発生部１１３ａから出力される基準値を減算し、積分回路１０９へ出力する。積分回路１０９は、入力されるデータを積分してＰＷＭ回路１１１へ出力する。ＰＷＭ回路１１１は、｜ａ_i ｜＋｜ｂ_i ｜の平均値がリファレンスパターン発生部１１３ａから出力される基準値になるようにすなわち多値ＱＡＭ信号のレベルが多値ごとに予め設定された基準値に応じたレベルになるように、出力するパルス信号のＨレベルの幅とＬレベルの幅とを変化させ、選択回路１１２へ出力する。
【０１２９】
選択回路１１２は、第５の実施の形態と同様に動作し、多値判別器１４ｄにより多値の値が判別されるまでは、ＰＷＭ回路１１０の出力を選択し、多値判別器１４ｄにより多値の値が判別されると、ＰＷＭ回路１１１の出力を選択する。
【０１３０】
なお、リファレンスパターン発生部１１３ａから出力される各多値ＱＡＭ信号の基準値は、図１５から図２０に示した各多値ＱＡＭ信号のデータ（黒丸の部分）間の距離ができるだけ長く、かつ、Ａ／Ｄ変換器２で歪まないようなレベルに設定するのが好ましい。
【０１３１】
上記のように、本実施の形態では、多値ＱＡＭ信号の多値の値が判別されるまでは、Ｉ信号およびＱ信号により特定されるデータの原点からの距離を正規化することができるとともに、多値ＱＡＭ信号の多値の値が判別された後、｜ａ_i ｜＋｜ｂ_i ｜の平均値を判別された多値の値に適する基準値にすることができる。したがって、本実施の形態でも、第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
【発明の効果】
本発明によれば、直交検波されたＩ信号およびＱ信号を基に多値直交振幅変調信号の多値の値を判別した後、判別された多値の値を基に多値直交振幅変調信号の周波数を補正しているので、多値直交振幅変調信号の多値の値を判別するために周波数誤差が収束するまで待つ必要がなく、多値直交振幅変調信号の多値の値の判別を多値直交振幅変調信号の周波数の補正と独立して短時間に行うことができ、多値直交振幅変調信号の多値の値を短時間に判別して多値直交振幅変調信号の復調処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＱＡＭ復調装置の構成を示すブロック図
【図２】図１に示す多値判別器の構成を示すブロック図
【図３】図２に示す領域判別器および確率計算器の構成を示すブロック図
【図４】図２に示す各リファレンスパターン発生器に用いられる多値ＱＡＭ信号のリファレンスパターンの一例を示す図
【図５】第２の実施の形態によるＱＡＭ復調装置に適用される多値判別器の構成を示すブロック図
【図６】図５に示す４ＱＡＭ判別部、１６ＱＡＭ判別部、３２ＱＡＭ判別部、６４ＱＡＭ判別部、１２８ＱＡＭ判別部、２５６ＱＡＭ判別部および判別選択回路の構成を示すブロック図
【図７】第３の実施の形態によるＱＡＭ復調装置に適用される多値判別器の構成を示すブロック図
【図８】図７に示す各リファレンスパターン発生器に用いられる多値ＱＡＭ信号のリファレンスパターンの一例を示す図
【図９】第４の実施の形態によるＱＡＭ復調装置に適用される多値判別器の構成を示すブロック図
【図１０】図９に示す４ＱＡＭ判別部、１６ＱＡＭ判別部、３２ＱＡＭ判別部、６４ＱＡＭ判別部、１２８ＱＡＭ判別部、２５６ＱＡＭ判別部および判別選択回路の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の第５の実施の形態によるＱＡＭ復調装置の構成を示すブロック図
【図１２】図１１に示すレベル検出および制御器の構成を示すブロック図
【図１３】第６の実施の形態によるＱＡＭ復調装置に適用されるレベル検出および制御器の構成を示すブロック図
【図１４】従来のＱＡＭ復調装置の構成を示すブロック図
【図１５】４ＱＡＭ信号のマッピング図
【図１６】１６ＱＡＭ信号のマッピング図
【図１７】３２ＱＡＭ信号のマッピング図
【図１８】６４ＱＡＭ信号のマッピング図
【図１９】１２８ＱＡＭ信号のマッピング図
【図２０】２５６ＱＡＭ信号のマッピング図
【図２１】正規化後の４ＱＡＭ信号のベクトル図
【図２２】正規化後の１６ＱＡＭ信号のベクトル図
【図２３】正規化後の３２ＱＡＭ信号のベクトル図
【図２４】正規化後の６４ＱＡＭ信号のベクトル図
【図２５】正規化後の１２８ＱＡＭ信号のベクトル図
【図２６】正規化後の２５６ＱＡＭ信号のベクトル図
【図２７】周波数および位相の誤差を検出する原理を説明するための第１の図
【図２８】周波数および位相の誤差を検出する原理を説明するための第２の図
【符号の説明】
１ チューナ
２ Ａ／Ｄ変換器
３ 直交検波および周波数位相誤差補正器
４，５ ロールオフフィルタ
６ 波形等化器
７ デマッパー
８ 誤り訂正器
９ クロック再生器
１０，１０ａ，１０ｂ レベル検出および制御器
１１ 電圧制御水晶発振器
１２，１３ ローパスフィルタ
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 多値判別器
１５ 周波数位相誤差検出器
１６ 数値制御発振器

Claims (12)

1. 多値直交振幅変調信号を直交検波してＩ信号およびＱ信号を出力する直交検波手段と、
   前記Ｉ信号および前記Ｑ信号を基に前記多値直交振幅変調信号の多値の値を判別する多値判別手段と、
   前記多値判別手段により判別された多値の値を基に前記多値直交振幅変調信号の周波数の誤差を検出する周波数誤差検出手段と、
   前記周波数誤差検出手段により検出された誤差に応じて前記多値直交振幅変調信号の周波数を補正する補正手段とを備える復調装置。
2. 前記多値判別手段は、前記Ｉ信号の値の２乗と前記Ｑ信号の値の２乗との加算値をｋ乗（ｋは任意の正数）した乗算値が所定の数値範囲内に入る確率を基に前記多値直交振幅変調信号の多値の値を判別することを特徴とする請求項１記載の復調装置。
3. 前記多値判別手段は、前記乗算値が予め区分された複数の数値範囲の各数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率と多値ごとに前記複数の数値範囲の各々に対して予め設定された各基準値との誤差の和を算出し、算出された誤差の和が最小になる多値の値を前記多値直交振幅変調信号の多値の値と判別することを特徴とする請求項２記載の復調装置。
4. 前記多値判別手段は、前記乗算値が多値ごとに予め選択された数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率が予め設定された基準値を超える場合に当該多値の値を前記多値直交振幅変調信号の多値の値と判別することを特徴とする請求項２記載の復調装置。
5. 前記多値判別手段は、前記Ｉ信号の値のｍ乗（ｍは任意の正数）と前記Ｑ信号の値のｍ乗とを加算した加算値が所定の数値範囲内に入る確率を基に前記多値直交振幅変調信号の多値の値を判別することを特徴とする請求項１記載の復調装置。
6. 前記多値判別手段は、前記加算値が予め区分された複数の数値範囲の各数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率と多値ごとに前記複数の数値範囲の各々に対して予め設定された各基準値との誤差の和を算出し、算出された誤差の和が最小になる多値の値を前記多値直交振幅変調信号の多値の値と判別することを特徴とする請求項５記載の復調装置。
7. 前記多値判別手段は、前記加算値が多値ごとに予め選択された数値範囲内に入る確率を算出し、算出された確率が予め設定された基準値を超える場合に当該多値の値を前記多値直交振幅変調信号の多値の値と判別することを特徴とする請求項５記載の復調装置。
8. 多値直交振幅変調信号を受信し、中間周波数に変換した多値直交振幅変調信号を前記直交検波手段に出力する受信手段と、
   前記多値判別手段により前記多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまで、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号を基に前記多値直交振幅変調信号のレベルが正規化されるように前記受信手段の利得を制御し、前記多値判別手段により前記多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、前記多値直交振幅変調信号のレベルが前記多値判別手段により判別された前記多値直交振幅変調信号の多値の値ごとに予め設定された基準値に応じたレベルになるように前記受信手段の利得を制御するレベル制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の復調装置。
9. 前記レベル制御手段は、前記多値判別手段により前記多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまで、前記Ｉ信号の値の２乗と前記Ｑ信号の値の２乗とを加算した加算値の平均値の平方根を基に前記多値直交振幅変調信号のレベルを制御し、前記多値判別手段により前記多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、前記Ｉ信号の値の２乗と前記Ｑ信号の値の２乗とを加算した加算値の平均値の平方根と多値ごとに予め設定された基準値との差を基に前記多値直交振幅変調信号のレベルを制御することを特徴とする請求項８記載の復調装置。
10. 前記レベル制御手段は、前記多値判別手段により前記多値直交振幅変調信号の多値の値が判別されるまで、前記Ｉ信号の値の２乗と前記Ｑ信号の値の２乗とを加算した加算値の平均値の平方根を基に前記多値直交振幅変調信号のレベルを制御し、前記多値判別手段により前記多値直交振幅変調信号の多値の値が判別された後、前記Ｉ信号の絶対値と前記Ｑ信号の絶対値とを加算した加算値の平均値と多値ごとに予め設定された基準値との差を基に前記多値直交振幅変調信号のレベルを制御することを特徴とする請求項８記載の復調装置。
11. 前記受信手段から出力される中間周波数の多値直交振幅変調信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して前記直交検波手段に出力するアナログ／デジタル変換手段と、
    前記Ｉ信号および前記Ｑ信号を基に前記アナログ／デジタル変換手段のクロック周波数を制御するクロック周波数制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の復調装置。
12. 前記直交検波手段から出力される前記Ｉ信号および前記Ｑ信号から伝送路で発生した波形の歪みを補正する波形補正手段をさらに備え、
    前記周波数誤差検出手段は、前記多値判別手段により判別された多値の値を基に前記波形補正手段から出力される信号から前記多値直交振幅変調信号の周波数の誤差を検出することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の復調装置。

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