JP5578601B2 - 搬送波再生回路、復調回路および搬送波再生方法 - Google Patents
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Description
本発明は、搬送波再生回路、復調回路および搬送波再生方法に関する。
ディジタル通信おいて、周波数帯域の利用効率を向上させ、データ通信を高速化する方法の１つに、直交振幅変調（Quadrature Amplitude Modulation；ＱＡＭ）や多相位相変調（Phase Shift Keying；ＰＳＫ）など、位相情報をデータの識別に使用する変調方式を用いて、ディジタル変復調を多値化する方法がある。位相情報をデータの識別に使用する、これらの変調方式では、送信装置や受信装置において生じる位相誤差（位相雑音）が、ビット誤り率（Bit Error Rate；ＢＥＲ）を悪化させる原因となる。そこで、これらの変調方式を用いる無線通信システムの受信装置は、通常、この位相誤差の補償（位相誤差補償、位相雑音補償）を行うことにより、ビット誤り率の改善を図る。
図１６は、従来のディジタル無線通信システムの受信装置における復調回路９のブロック構成の概略を示す構成図である。
同図において、復調回路９は、基準発振器１００１と直交検波器１００２とＡ／Ｄ変換器１００３と搬送波再生回路９１とを具備する。搬送波再生回路９１は、位相回転器１００４と位相誤差検出器１００５とループフィルタ１００８と数値制御発振器１００９とを具備する。搬送波再生回路９１は、位相同期回路（Phase Locked Loop；ＰＬＬ）である搬送波再生ループを形成する。
基準発振器１００１は、固定周波数の基準信号を出力する。直交検波器１００２は、固定周波数の基準発振器１００１から出力される基準信号を用いて、ＩＦ（Intermediate Frequency；中間周波数）入力信号ｒ９１を直交検波し、Ｉｃｈ（In-phase Channel；同相チャネル）のベースバンド信号とＱｃｈ（Quadrate-phase Channel；直交チャネル）のベースバンド信号とを生成する。直交検波器１００２は、生成したベースバンド信号をＡ／Ｄ変換器１００３に出力する。直交検波器１００２が出力するベースバンド信号は、ＩＦ周波数（ＩＦ入力信号の中間周波数）と基準発振器１００１の固定周波数との位相差による位相誤差を含む。
Ａ／Ｄ変換器１００３は、直交検波器１００２から出力されるベースバンド信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、位相回転器１００４に出力する。
同図において、復調回路９は、基準発振器１００１と直交検波器１００２とＡ／Ｄ変換器１００３と搬送波再生回路９１とを具備する。搬送波再生回路９１は、位相回転器１００４と位相誤差検出器１００５とループフィルタ１００８と数値制御発振器１００９とを具備する。搬送波再生回路９１は、位相同期回路（Phase Locked Loop；ＰＬＬ）である搬送波再生ループを形成する。
基準発振器１００１は、固定周波数の基準信号を出力する。直交検波器１００２は、固定周波数の基準発振器１００１から出力される基準信号を用いて、ＩＦ（Intermediate Frequency；中間周波数）入力信号ｒ９１を直交検波し、Ｉｃｈ（In-phase Channel；同相チャネル）のベースバンド信号とＱｃｈ（Quadrate-phase Channel；直交チャネル）のベースバンド信号とを生成する。直交検波器１００２は、生成したベースバンド信号をＡ／Ｄ変換器１００３に出力する。直交検波器１００２が出力するベースバンド信号は、ＩＦ周波数（ＩＦ入力信号の中間周波数）と基準発振器１００１の固定周波数との位相差による位相誤差を含む。
Ａ／Ｄ変換器１００３は、直交検波器１００２から出力されるベースバンド信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、位相回転器１００４に出力する。
位相回転器１００４は、Ａ／Ｄ変換器１００３から出力されるベースバンド信号の位相を回転させることにより位相誤差補償を行い、ＩｃｈおよびＱｃｈの出力信号ｒ９２を出力する。
位相誤差検出器１００５は、出力信号ｒ９２に含まれる（残存する）位相誤差を検出し、検出した位相誤差を電圧値で示す位相誤差信号を出力する。
ループフィルタ１００８は、位相誤差信号に含まれる不要な高周波成分を除去する。
数値制御発振器１００９は、ループフィルタ１００８を通過した位相誤差信号に基づき、この信号が示す位相と逆相の正弦波信号および余弦波信号を生成する。数値制御発振器１００９は、生成した正弦波信号および余弦波信号を位相回転器１００４に出力し、位相回転器１００４は、数値制御発振器１００９から出力された正弦波信号および余弦波信号に基づいて、ベースバンド信号に対して上記の位相誤差補償を行う。
位相誤差検出器１００５は、出力信号ｒ９２に含まれる（残存する）位相誤差を検出し、検出した位相誤差を電圧値で示す位相誤差信号を出力する。
ループフィルタ１００８は、位相誤差信号に含まれる不要な高周波成分を除去する。
数値制御発振器１００９は、ループフィルタ１００８を通過した位相誤差信号に基づき、この信号が示す位相と逆相の正弦波信号および余弦波信号を生成する。数値制御発振器１００９は、生成した正弦波信号および余弦波信号を位相回転器１００４に出力し、位相回転器１００４は、数値制御発振器１００９から出力された正弦波信号および余弦波信号に基づいて、ベースバンド信号に対して上記の位相誤差補償を行う。
以上のように、位相回転器１００４が位相誤差補償を行う際、位相誤差検出器１００５が出力する位相誤差信号に含まれる不要な高周波成分を、ループフィルタ１００８が除去することにより、数値制御発振器１００９が生成する正弦波信号および余弦波信号の短期的な変動を抑制する。これにより、搬送波再生回路９１の動作が安定するＰＬＬロック状態に至ることが可能となる。
ここで、直交検波器１００２が出力するベースバンド信号に含まれる位相誤差の大きさや変調方式などにより、ループフィルタ１００８の最適な帯域幅が異なる。そのため、位相誤差の大きさや変調方式などに応じてループフィルタ１００８の帯域幅を調整することが望ましい。
ここで、直交検波器１００２が出力するベースバンド信号に含まれる位相誤差の大きさや変調方式などにより、ループフィルタ１００８の最適な帯域幅が異なる。そのため、位相誤差の大きさや変調方式などに応じてループフィルタ１００８の帯域幅を調整することが望ましい。
ループフィルタ１００８の帯域幅を調整する方法として、特許文献１では、誤り訂正回路がビット誤り率を測定し、測定したビット誤り率が予め定められた閾値よりも大きいか否かに基づいて、制御回路がループフィルタの係数を設定する技術が示されている。また、特許文献２では、搬送波再生回路が、位相雑音および加法性雑音を推定し、推定した位相雑音および加法性雑音に基づいてユーザが搬送波のループ帯域幅を最適化することが記載されている。
また、特許文献３では、ＱＡＭ変調やＰＳＫ変調の信号点配置（コンスタレーション・ビットマップ；Constellation Bitmap）における信号点（コンスタレーション・ポインツ；Constellation Points）の座標と復調信号の座標とから、位相誤差を算出する方法が示されている。また、特許文献４では、ＱＡＭ変調の信号点配置における信号点毎に、信号点の周辺領域を４分割することにより、搬送波再生回路における位相遅れまたは位相進みを判定する技術が示されている。
また、特許文献３では、ＱＡＭ変調やＰＳＫ変調の信号点配置（コンスタレーション・ビットマップ；Constellation Bitmap）における信号点（コンスタレーション・ポインツ；Constellation Points）の座標と復調信号の座標とから、位相誤差を算出する方法が示されている。また、特許文献４では、ＱＡＭ変調の信号点配置における信号点毎に、信号点の周辺領域を４分割することにより、搬送波再生回路における位相遅れまたは位相進みを判定する技術が示されている。
従来の受信装置では、位相誤差の大きさや変調方式などによらず、想定される位相誤差のうち最も大きい位相誤差に備えて定められたループ帯域幅がループフィルタ１００８に設定される。位相誤差が小さい（位相誤差特性が良い）受信装置のループフィルタ１００８に対しても、想定される位相誤差のうち最も大きい位相誤差に備えて定められたループ帯域幅が設定されるため、位相誤差が小さいことのビット誤り率特性への反映が不十分である。
また、特許文献１に記載された技術では、上述したように、ビット誤り率に基づいてループ帯域幅を設定するが、ビット誤り率は、位相誤差が小さい場合でも送受信装置間の伝搬路状況等により悪化するため、適切な帯域幅を設定することができないおそれがある。
また、特許文献２の方法は、ユーザがループ帯域幅を最適化するものであり、ループ帯域幅を自動的に設定することはできない。さらには、特許文献２には、ユーザが行う最適化の内容は示されていない。
また、特許文献１に記載された技術では、上述したように、ビット誤り率に基づいてループ帯域幅を設定するが、ビット誤り率は、位相誤差が小さい場合でも送受信装置間の伝搬路状況等により悪化するため、適切な帯域幅を設定することができないおそれがある。
また、特許文献２の方法は、ユーザがループ帯域幅を最適化するものであり、ループ帯域幅を自動的に設定することはできない。さらには、特許文献２には、ユーザが行う最適化の内容は示されていない。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ビット誤り率特性に優れた搬送波再生回路、復調回路および搬送波再生方法を提供することにある。
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による搬送波再生回路は、準同期検波装置の搬送波再生回路であって、入力信号の位相を回転する位相回転器と、前記位相回転器が位相を回転した入力信号に含まれる位相誤差を検出する位相誤差検出器と、前記位相回転器が位相を回転した入力信号に含まれる振幅誤差を検出する振幅誤差検出器と、前記位相誤差検出器が検出した位相誤差の高周波成分を、設定される帯域幅に応じて除去するループフィルタと、前記位相誤差検出器が検出した位相誤差と前記振幅誤差検出器が検出した振幅誤差とに基づいて前記ループフィルタの帯域幅を制御するループフィルタ制御部と、前記ループフィルタが高調波成分を除去した位相誤差に基づいて位相回転制御信号を生成する位相回転制御部と、を備え、前記位相回転器は、前記位相回転制御信号に基づいて前記入力信号の位相を回転し、前記ループフィルタ制御部は、前記位相誤差から前記振幅誤差を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅を広げる設定を行い、前記ループフィルタの帯域幅を狭めると振幅誤差が小さくなると判断したときは、前記ループフィルタの帯域幅を狭める設定を行うことを特徴とする。
また、本発明の一態様による搬送波再生回路は、上述の搬送波再生回路であって、前記ループフィルタ制御部は、前記振幅誤差から過去における前記振幅誤差の最小値を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときに、前記ループフィルタの帯域幅を狭めると振幅誤差が小さくなると判断することを特徴とする。
また、本発明の一態様による搬送波再生回路は、上述の搬送波再生回路であって、入力信号の位相を回転する第２の位相回転器と、前記第２の位相回転器が位相を回転した入力信号に含まれる位相誤差を検出する第２の位相誤差検出器と、前記第２の位相回転器が位相を回転した入力信号に含まれる振幅誤差を検出する第２の振幅誤差検出器と、前記第２の位相誤差検出器が検出した位相誤差の高周波成分を除去する第２のループフィルタと、前記第２のループフィルタが高調波成分を除去した位相誤差に基づいて位相回転制御信号を生成する第２の位相回転制御部と、をさらに備え、前記第２の位相回転器は、前記第２の位相回転制御部が生成した前記位相回転制御信号に基づいて前記入力信号の位相を回転し、前記ループフィルタ制御部は、前記ループフィルタと前記第２のループフィルタとを互いに異なる帯域幅に設定し、前記位相誤差検出器が検出する位相誤差から前記振幅誤差検出器が検出する振幅誤差を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅に加えて前記第２のループフィルタの帯域幅を広げる設定を行い、前記振幅誤差検出器が検出した振幅誤差と前記第２の振幅誤差検出器が検出した振幅誤差との差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅を狭めると振幅誤差が小さくなると判断して、前記ループフィルタの帯域幅に加えて前記第２のループフィルタの帯域幅を狭める設定を行うことを特徴とする。
また、本発明の一態様による復調回路は、固定周波数の信号を自走発振する基準発振器と、中間周波数入力信号を前記固定周波数の信号で検波して互いに直交するベースバンド信号を生成する直交検波器と、前記互いに直交するベースバンド信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記ディジタル信号に変換された互いに直交するベースバンド信号の位相を回転する位相回転器と、前記位相回転器が位相を回転したベースバンド信号に含まれる位相誤差を検出する位相誤差検出器と、前記位相回転器が位相を回転したベースバンド信号に含まれる振幅誤差を検出する振幅誤差検出器と、前記位相誤差検出器が検出した位相誤差の高調波成分を、設定される帯域幅に応じて除去するループフィルタと、前記位相誤差検出器が検出した位相誤差と前記振幅誤差検出器が検出した振幅誤差とに基づいて前記ループフィルタの帯域幅を制御するループフィルタ制御部と、前記ループフィルタが高調波成分を除去した位相誤差に基づいて位相回転制御信号を出力する位相回転制御部と、前記ディジタル信号に変換された互いに直交するベースバンド信号の位相を回転する第２の位相回転器と、前記第２の位相回転器が位相を回転したベースバンド信号に含まれる位相誤差を検出する第２の位相誤差検出器と、前記第２の位相回転器が位相を回転したベースバンド信号に含まれる振幅誤差を検出する第２の振幅誤差検出器と、前記第２の位相誤差検出器が検出した位相誤差の高調波成分を、設定される帯域幅に応じて除去する第２のループフィルタと、前記第２のループフィルタが高調波成分を除去した位相誤差に基づいて位相回転制御信号を出力する第２の位相回転制御部と、を備え、前記位相回転器は、前記位相回転制御部が出力する位相回転制御信号に基づいて、前記ディジタル信号に変換された互いに直交するベースバンド信号の位相を回転し、 前記第２の位相回転器は、前記第２の位相回転制御部が出力する位相回転制御信号に基づいて、前記ディジタル信号に変換された互いに直交するベースバンド信号の位相を回転し、 前記ループフィルタ制御部は、前記ループフィルタと前記第２のループフィルタとが互いに異なる帯域幅を有するよう制御し、前記位相誤差検出器が検出する位相誤差から前記振幅誤差検出器が検出する振幅誤差を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅と前記第２のループフィルタの帯域幅とを広げる設定を行い、前記振幅誤差検出器が検出した振幅誤差と前記第２の振幅誤差検出器が検出した振幅誤差との差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅と前記第２のループフィルタの帯域幅とを狭める設定を行うことを特徴とする。
また、本発明の一態様による搬送波再生方法は、ループフィルタを備える準同期検波装置の搬送波再生回路の搬送波再生方法であって、前記搬送波再生回路が、入力信号の位相を回転する位相回転ステップと、前記搬送波再生回路が、前記位相回転ステップにて位相を回転した入力信号に含まれる位相誤差を検出する位相誤差検出ステップと、前記搬送波再生回路が、前記位相回転ステップにて位相を回転した入力信号に含まれる振幅誤差を検出する振幅誤差検出ステップと、前記搬送波再生回路が、前記位相誤差検出ステップにて検出した位相誤差と前記振幅誤差検出ステップにて検出した振幅誤差とに基づいて前記ループフィルタのループ帯域幅を制御するループフィルタ制御ステップと、を備え、前記ループフィルタ制御ステップでは、前記位相誤差から前記振幅誤差を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅を広げる設定を行い、前記ループフィルタの帯域幅を狭めると振幅誤差が小さくなると判断したときは、前記ループフィルタの帯域幅を狭める設定を行うことを特徴とする。
本発明によれば、受信装置のビット誤り率を向上させることができる。
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。
本発明は、ＰＳＫやＱＡＭなど、位相情報をデータの識別に使用する変調方式を対象とする。本実施形態では、変調方式が１６ＱＡＭである場合を例に説明するが、位相情報をデータの識別に使用する変調方式であれば１６ＱＡＭ以外であってもよい。また、本発明は、復調回路の検波方式に関して、準同期検波方式を対象とする。準同期検波方式は、復調回路が、自ら生成する固定周波数の周波数信号を用いて検波を行い、検波後に位相誤差を取り除く方式であり、搬送波に完全同期する信号を生成する必要が無いため、広く採用されている方式である。
また、第１の実施形態では受信信号のＣ／Ｎ（Carrierto Noise Ratio；搬送波対雑音比）が一定値とみなせることを前提とする。Ｃ／Ｎが変化する場合への対応は、第２の実施形態で説明する。
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。
本発明は、ＰＳＫやＱＡＭなど、位相情報をデータの識別に使用する変調方式を対象とする。本実施形態では、変調方式が１６ＱＡＭである場合を例に説明するが、位相情報をデータの識別に使用する変調方式であれば１６ＱＡＭ以外であってもよい。また、本発明は、復調回路の検波方式に関して、準同期検波方式を対象とする。準同期検波方式は、復調回路が、自ら生成する固定周波数の周波数信号を用いて検波を行い、検波後に位相誤差を取り除く方式であり、搬送波に完全同期する信号を生成する必要が無いため、広く採用されている方式である。
また、第１の実施形態では受信信号のＣ／Ｎ（Carrierto Noise Ratio；搬送波対雑音比）が一定値とみなせることを前提とする。Ｃ／Ｎが変化する場合への対応は、第２の実施形態で説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態における復調回路１の概略構成を示す構成図である。
同図において、復調回路１は、基準発振器１０１と、直交検波器１０２と、Ａ／Ｄ変換器１０３と、搬送波再生回路５１とを具備する。搬送波再生回路５１は、位相回転器１０４と、位相誤差検出器１０５と、振幅誤差検出器１０６と、ループフィルタ制御部１０７と、ループフィルタ１０８と、数値制御発振器（位相回転制御部）１０９とを具備する。搬送波再生回路５１は、ＰＬＬループである搬送波再生ループを形成する。
同図において、復調回路１は、基準発振器１０１と、直交検波器１０２と、Ａ／Ｄ変換器１０３と、搬送波再生回路５１とを具備する。搬送波再生回路５１は、位相回転器１０４と、位相誤差検出器１０５と、振幅誤差検出器１０６と、ループフィルタ制御部１０７と、ループフィルタ１０８と、数値制御発振器（位相回転制御部）１０９とを具備する。搬送波再生回路５１は、ＰＬＬループである搬送波再生ループを形成する。
基準発振器１０１は、変調器の発振器の発振周波数に近い固定周波数で自走発振して、その周波数を持つ周波数信号を生成し、直交検波器１０２に出力する。直交検波器１０２は、基準発振器１０１が生成した周波数信号に基づいて、ＩＦ入力信号ｒ１１を直交検波し、位相が互いに直交するＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とを生成する。ここで、基準発振器１０１の周波数は変調器の発振器の周波数と僅かに異なるため、ベースバンド信号Ｉｃｈ及びＱｃｈには、基準発振器１０１の周波数とＩＦ周波数との差分に相当する周波数の位相回転（位相誤差）が含まれる。直交検波器１０２は、生成したベースバンド信号を、Ａ／Ｄ変換器１０３に出力する。
Ａ／Ｄ変換器１０３は、直交検波器１０２からアナログ信号にて出力される、Ｉｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とをディジタル信号に変換し、位相回転器１０４に出力する。復調回路１は、これ以降の復調処理をディジタル信号処理により行う。
Ａ／Ｄ変換器１０３は、直交検波器１０２からアナログ信号にて出力される、Ｉｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とをディジタル信号に変換し、位相回転器１０４に出力する。復調回路１は、これ以降の復調処理をディジタル信号処理により行う。
位相回転器１０４は、Ａ／Ｄ変換器１０３から出力される、ディジタル信号に変換されたＩｃｈのベースバンド信号およびＱｃｈのベースバンド信号の各々に対して、数値制御発振器１０９から出力される正弦波および余弦波に基づいて位相回転を行うことにより、位相誤差補償を行い、位相誤差補償後のベースバンド信号である、Ｉｃｈの出力信号およびＱｃｈの出力信号（両者を併せて出力信号ｒ１２）を生成する。位相回転器１０４は、生成した出力信号を、復調回路１の外部と、位相誤差検出器１０５と、振幅誤差検出器１０６とに出力する。
位相誤差検出器１０５は、位相回転器１０４から出力信号ｒ１２を受けて、出力信号ｒ１２に含まれる位相誤差を検出する。位相誤差検出器１０５は、検出した位相誤差を電圧値で示す位相誤差信号を、ループフィルタ制御部１０７とループフィルタ１０８とに出力する。
位相誤差検出器１０５は、位相回転器１０４から出力信号ｒ１２を受けて、出力信号ｒ１２に含まれる位相誤差を検出する。位相誤差検出器１０５は、検出した位相誤差を電圧値で示す位相誤差信号を、ループフィルタ制御部１０７とループフィルタ１０８とに出力する。
振幅誤差検出器１０６は、位相回転器１０４から出力信号ｒ１２を受けて、出力信号ｒ１２に含まれる振幅方向の誤差（振幅誤差）を検出する。振幅誤差検出器１０６は、検出した振幅誤差を電圧値で示す振幅誤差信号を、ループフィルタ制御部１０７に出力する。
ループフィルタ１０８は、位相誤差検出器１０５から出力される位相誤差信号から、不要な高調波成分を除去し、数値制御発振器１０９に出力する。
数値制御発振器１０９は、電圧制御発振器（Voltage Controlled Oscillator；ＶＣＯ）を具備し、ループフィルタ１０８から出力される位相誤差信号に基づいて、逆位相の正弦波信号および余弦波信号（これらを併せて位相回転制御信号）を生成する。数値制御発振器１０９は、生成した正弦波信号および余弦波信号を位相回転器１０４に出力することにより、位相回転器１０４が行う位相回転を制御する。
ループフィルタ制御部１０７は、位相誤差検出器１０５が検出した位相誤差と、振幅誤差検出器１０６が検出した振幅誤差とに基づいてループフィルタ１０８の帯域幅を制御する。
ループフィルタ１０８は、位相誤差検出器１０５から出力される位相誤差信号から、不要な高調波成分を除去し、数値制御発振器１０９に出力する。
数値制御発振器１０９は、電圧制御発振器（Voltage Controlled Oscillator；ＶＣＯ）を具備し、ループフィルタ１０８から出力される位相誤差信号に基づいて、逆位相の正弦波信号および余弦波信号（これらを併せて位相回転制御信号）を生成する。数値制御発振器１０９は、生成した正弦波信号および余弦波信号を位相回転器１０４に出力することにより、位相回転器１０４が行う位相回転を制御する。
ループフィルタ制御部１０７は、位相誤差検出器１０５が検出した位相誤差と、振幅誤差検出器１０６が検出した振幅誤差とに基づいてループフィルタ１０８の帯域幅を制御する。
図２は、位相誤差検出器１０５の概略構成を示す構成図である。
同図において、位相誤差検出器１０５は、シンボル推定部５５１と位相比較部５５２とを具備する。
シンボル推定部５５１は、送受信装置間で用いられる変調方式の信号点配列の中から、出力信号ｒ１２に応じた信号点を選択し、選択した信号点の座標を位相比較部５５２に出力する。位相比較部５５２は、シンボル推定部５５１が選択した信号点の座標とＩＦ入力ｒ１１の座標とを比較し、ＩＦ入力ｒ１１の位相誤差を算出する。
同図において、位相誤差検出器１０５は、シンボル推定部５５１と位相比較部５５２とを具備する。
シンボル推定部５５１は、送受信装置間で用いられる変調方式の信号点配列の中から、出力信号ｒ１２に応じた信号点を選択し、選択した信号点の座標を位相比較部５５２に出力する。位相比較部５５２は、シンボル推定部５５１が選択した信号点の座標とＩＦ入力ｒ１１の座標とを比較し、ＩＦ入力ｒ１１の位相誤差を算出する。
図３は、振幅誤差検出器１０６の概略構成を示す構成図である。
同図において、振幅誤差検出器１０６は、シンボル推定部５５１と振幅比較部５６２とを具備する。
シンボル推定部５５１は、図２のシンボル推定部５５１と同様である。シンボル推定部５５１は、選択した信号点の座標を振幅比較部５６２に出力する。
振幅比較部５６２は、シンボル推定部５５１が選択した信号点の座標とＩＦ入力ｒ１１の座標とを比較し、ＩＦ入力ｒ１１の振幅誤差を算出する。
同図において、振幅誤差検出器１０６は、シンボル推定部５５１と振幅比較部５６２とを具備する。
シンボル推定部５５１は、図２のシンボル推定部５５１と同様である。シンボル推定部５５１は、選択した信号点の座標を振幅比較部５６２に出力する。
振幅比較部５６２は、シンボル推定部５５１が選択した信号点の座標とＩＦ入力ｒ１１の座標とを比較し、ＩＦ入力ｒ１１の振幅誤差を算出する。
図４は、ループフィルタ制御部１０７の概略構成を示す構成図である。
同図において、ループフィルタ制御部１０７は、最小値保持部５７３と減算器５７１および５７４と帯域幅拡大判定部５７２と帯域幅縮小判定部５７５と帯域幅カウンタ５７６とループフィルタ係数演算部５７７とを具備する。
最小値保持部５７３は、振幅誤差入力ｒ１７２の最小値を記憶する。最小値保持部５７３は、記憶する振幅誤差入力ｒ１７２の最小値を、随時、減算器５７４に出力する。
減算器５７１は、位相誤差入力ｒ１７１から振幅誤差入力ｒ１７２を減じた差分を算出し、帯域幅拡大判定部５７２に出力する。減算器５７４は、振幅誤差入力ｒ１７２から振幅誤差入力ｒ１７２の最小値を減じた差分を算出し、帯域幅縮小判定部５７５に出力する。
同図において、ループフィルタ制御部１０７は、最小値保持部５７３と減算器５７１および５７４と帯域幅拡大判定部５７２と帯域幅縮小判定部５７５と帯域幅カウンタ５７６とループフィルタ係数演算部５７７とを具備する。
最小値保持部５７３は、振幅誤差入力ｒ１７２の最小値を記憶する。最小値保持部５７３は、記憶する振幅誤差入力ｒ１７２の最小値を、随時、減算器５７４に出力する。
減算器５７１は、位相誤差入力ｒ１７１から振幅誤差入力ｒ１７２を減じた差分を算出し、帯域幅拡大判定部５７２に出力する。減算器５７４は、振幅誤差入力ｒ１７２から振幅誤差入力ｒ１７２の最小値を減じた差分を算出し、帯域幅縮小判定部５７５に出力する。
帯域幅拡大判定部５７２は、減算器５７１から出力される差分ｒ１７７と予め記憶する閾値ｒ１７６とを比較することにより、ループフィルタ１０８（図１）の帯域幅を広げるか否かを決定する。帯域幅拡大判定部５７２は、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げると決定した場合は、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げるべきことを示す信号を、帯域幅カウンタ５７６に出力する。
帯域幅縮小判定部５７５は、減算器５７４から出力される値ｒ１７２と予め記憶する閾値２とを比較することにより、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めるか否かを決定する。帯域幅縮小判定部５７５は、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めると決定した場合は、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めるべきことを示す信号を、帯域幅カウンタ５７６に出力する。
帯域幅カウンタ５７６は、帯域幅拡大判定部５７２および帯域幅縮小判定部５７５の決定に応じて、ループフィルタ１０８の帯域幅を示す信号を出力する。
ループフィルタ係数演算部５７７は、帯域幅カウンタ５７６から出力される信号に基づいて、ループフィルタ１０８の帯域幅を示す係数を生成し、生成した係数を出力する。
帯域幅縮小判定部５７５は、減算器５７４から出力される値ｒ１７２と予め記憶する閾値２とを比較することにより、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めるか否かを決定する。帯域幅縮小判定部５７５は、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めると決定した場合は、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めるべきことを示す信号を、帯域幅カウンタ５７６に出力する。
帯域幅カウンタ５７６は、帯域幅拡大判定部５７２および帯域幅縮小判定部５７５の決定に応じて、ループフィルタ１０８の帯域幅を示す信号を出力する。
ループフィルタ係数演算部５７７は、帯域幅カウンタ５７６から出力される信号に基づいて、ループフィルタ１０８の帯域幅を示す係数を生成し、生成した係数を出力する。
次に、位相誤差（位相雑音）、加法性誤差（加法性雑音）、および振幅誤差（振幅雑音）について説明する。
図５は、位相誤差を含む信号をＩ−Ｑ平面（横軸にＩｃｈをとり、縦軸にＱｃｈをとった座標平面）上に示した図である。同図は、１６ＱＡＭの信号点配置の第１象限を示す。点Ｐ１〜Ｐ４は、１６ＱＡＭの信号点であり、点Ｐ２ａおよびＰ２ｂは、信号点Ｐ２の信号に位相誤差が含まれる場合の信号を示す。点Ｐ２ａは、点Ｐ２よりも角度αだけ位相が進んでおり、点Ｐ２ｂは、点Ｐ２よりも角度βだけ位相が遅れている、
同図に示すように、位相誤差は信号の位相がずれる誤差（位相方向の誤差）である。変調側や復調側において、搬送波の周波数と発振器の周波数とがずれている場合に位相誤差が発生する。復調回路１においては、ＩＦ入力信号ｒ１１の周波数と基準発振器１０１が生成する基準信号の周波数とがずれている場合に位相誤差が発生する。また、次に述べる加法性誤差には、位相誤差が含まれる。以下では、搬送波の周波数と発振器の周波数とのずれによって生じる位相誤差を「純粋な位相誤差」ともいう。純粋な位相誤差は、振幅誤差を伴わない誤差である。
図５は、位相誤差を含む信号をＩ−Ｑ平面（横軸にＩｃｈをとり、縦軸にＱｃｈをとった座標平面）上に示した図である。同図は、１６ＱＡＭの信号点配置の第１象限を示す。点Ｐ１〜Ｐ４は、１６ＱＡＭの信号点であり、点Ｐ２ａおよびＰ２ｂは、信号点Ｐ２の信号に位相誤差が含まれる場合の信号を示す。点Ｐ２ａは、点Ｐ２よりも角度αだけ位相が進んでおり、点Ｐ２ｂは、点Ｐ２よりも角度βだけ位相が遅れている、
同図に示すように、位相誤差は信号の位相がずれる誤差（位相方向の誤差）である。変調側や復調側において、搬送波の周波数と発振器の周波数とがずれている場合に位相誤差が発生する。復調回路１においては、ＩＦ入力信号ｒ１１の周波数と基準発振器１０１が生成する基準信号の周波数とがずれている場合に位相誤差が発生する。また、次に述べる加法性誤差には、位相誤差が含まれる。以下では、搬送波の周波数と発振器の周波数とのずれによって生じる位相誤差を「純粋な位相誤差」ともいう。純粋な位相誤差は、振幅誤差を伴わない誤差である。
図６は、加法性誤差を含む信号をＩ−Ｑ平面上に示した図である。図５と同様、図６は、１６ＱＡＭの信号点配置の第１象限を示し、点Ｐ１〜Ｐ４は、１６ＱＡＭの信号点である。点Ｐ２ｃは、信号点Ｐ２の信号に加法性誤差が含まれる場合の信号を示す。
加法性誤差は、熱雑音などの無指向の誤差であり、位相方向の誤差である位相誤差と振幅方向の誤差である振幅誤差との両方を含む。
加法性誤差は、熱雑音などの無指向の誤差であり、位相方向の誤差である位相誤差と振幅方向の誤差である振幅誤差との両方を含む。
図７は、純粋な位相誤差と加法性誤差とを含む信号をＩ−Ｑ平面上に示した図である。図５と同様、図７は、１６ＱＡＭの信号点配置の第１象限を示し、点Ｐ１〜Ｐ４は、１６ＱＡＭの信号点である。点Ｐ２ｄは、信号点Ｐ２の信号に位相誤差と加法性誤差とが含まれる場合の信号を示す。
点Ｐ２ｄは、純粋な位相誤差により点Ｐ２よりも角度αだけ位相が進み、さらに加法性誤差によって位相方向および振幅方向にずれている。このように、純粋な位相誤差と加法性誤差とによって信号がずれた場合、振幅方向には加法性雑音によるずれのみが生じるが、位相方向には、位相誤差によるずれと、加法性雑音によるずれとの両方が生じる。一方、純粋な位相誤差が取り除かれ、加法性雑音誤差のみが含まれる場合は、図６のように、位相誤差と振幅誤差が同じ大きさとなる。
位相誤差を取り除くためには、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げる必要があるが、一方で、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げると位相誤差検出器１０５で生じる雑音が混入されＣ／Ｎが劣化する。この、位相誤差検出器１０５で生じる雑音は加法性雑音であり、振幅誤差が最小となるようにループフィルタの帯域幅を狭めることにより雑音を除去できる。これらの、ループフィルタの帯域幅を広げる制御および狭める制御によりループフィルタの帯域幅を適切に設定することができる。
点Ｐ２ｄは、純粋な位相誤差により点Ｐ２よりも角度αだけ位相が進み、さらに加法性誤差によって位相方向および振幅方向にずれている。このように、純粋な位相誤差と加法性誤差とによって信号がずれた場合、振幅方向には加法性雑音によるずれのみが生じるが、位相方向には、位相誤差によるずれと、加法性雑音によるずれとの両方が生じる。一方、純粋な位相誤差が取り除かれ、加法性雑音誤差のみが含まれる場合は、図６のように、位相誤差と振幅誤差が同じ大きさとなる。
位相誤差を取り除くためには、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げる必要があるが、一方で、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げると位相誤差検出器１０５で生じる雑音が混入されＣ／Ｎが劣化する。この、位相誤差検出器１０５で生じる雑音は加法性雑音であり、振幅誤差が最小となるようにループフィルタの帯域幅を狭めることにより雑音を除去できる。これらの、ループフィルタの帯域幅を広げる制御および狭める制御によりループフィルタの帯域幅を適切に設定することができる。
図８は、信号点周辺の領域を４つに分割した場合に、加法性雑音のみを含む出力信号ｒ１２が各領域に含まれる様子を示す図である。
信号点を原点とし、座標軸がＩ−Ｑ平面の座標軸と平行な局所座標をとり、統計的に観察すると、出力信号ｒ１２に加法性雑音のみが含まれる場合は、図８に示すように、全ての象限に同じ割合で出力信号ｒ１２が含まれ、どの象限を観測しても同様の雑音量が観測できる。なお、ここでいう雑音量とは、基準となる信号点と出力信号ｒ１２とのＩ−Ｑ平面上における距離である。
信号点を原点とし、座標軸がＩ−Ｑ平面の座標軸と平行な局所座標をとり、統計的に観察すると、出力信号ｒ１２に加法性雑音のみが含まれる場合は、図８に示すように、全ての象限に同じ割合で出力信号ｒ１２が含まれ、どの象限を観測しても同様の雑音量が観測できる。なお、ここでいう雑音量とは、基準となる信号点と出力信号ｒ１２とのＩ−Ｑ平面上における距離である。
図９は、信号点周辺の領域を４つに分割した場合に、位相誤差のみを含む出力信号ｒ１２が各領域に含まれる様子を示す図である。
出力信号ｒ１２に純粋な位相誤差のみが含まれる場合は、図９に示すように、出力信号ｒ１２は第二象限または第四象限に含まれる。したがって、出力信号ｒ１２に純粋な位相誤差が含まれる場合（純粋な位相誤差のみが含まれる場合、および、純粋な位相誤差と加法性雑音とが含まれる場合）は、出力信号ｒ１２が第二象限または第四象限に含まれる割合が高くなる。そのため、各象限に出力信号ｒ１２が含まれる割合を比較することにより、出力信号に純粋な位相誤差が含まれるか否かを判断することができる。
そこで、位相誤差検出器１０５は、第二、四象限に入った信号点の原点からの距離を位相誤差として出力する。振幅誤差検出器１０６は、第一、三象限に入った信号点の原点からの距離を振幅誤差として出力する。
出力信号ｒ１２に純粋な位相誤差のみが含まれる場合は、図９に示すように、出力信号ｒ１２は第二象限または第四象限に含まれる。したがって、出力信号ｒ１２に純粋な位相誤差が含まれる場合（純粋な位相誤差のみが含まれる場合、および、純粋な位相誤差と加法性雑音とが含まれる場合）は、出力信号ｒ１２が第二象限または第四象限に含まれる割合が高くなる。そのため、各象限に出力信号ｒ１２が含まれる割合を比較することにより、出力信号に純粋な位相誤差が含まれるか否かを判断することができる。
そこで、位相誤差検出器１０５は、第二、四象限に入った信号点の原点からの距離を位相誤差として出力する。振幅誤差検出器１０６は、第一、三象限に入った信号点の原点からの距離を振幅誤差として出力する。
図１０は、ループフィルタ１０８の帯域幅とＣ／Ｎとの関係を示す図である。ループフィルタ１０８における、帯域幅とＣ／Ｎとの関係は、一般的なループフィルタと同様である。
同図に示すように、ループフィルタ１０８の帯域幅が狭すぎる場合は、応答速度が遅く、搬送波再生ループが位相の変化に十分に追従できないためにＣ／Ｎが悪化する。例えば、温度変化によって基準発振器１０１の発振周波数が変化してＰＬＬロックが外れた場合に、ループフィルタ１０８の帯域幅が狭すぎると、ループフィルタ１０８が出力する電圧の変化が遅く、再びＰＬＬロック状態となるまでに時間がかかってしまう。一方、ループフィルタの帯域が広すぎる場合は、位相誤差検出器１０５が出力する位相誤差信号に含まれる不要な高調波成分を除去できないためにＣ／Ｎが悪化する。従ってループフィルタの帯域は狭すぎても、広すぎてもＣ／Ｎが劣化する。一般的にループフィルタの帯域の広い方が搬送波への追従性能が良いため、Ｃ／Ｎが劣化しない範囲で広い帯域へ調整することが望ましい。Ｃ／Ｎは加法性雑音であるため、振幅方向にも誤差が生じる。そこで、振幅誤差を用いてＣ／Ｎが劣化したか否かを判断することができる。
同図に示すように、ループフィルタ１０８の帯域幅が狭すぎる場合は、応答速度が遅く、搬送波再生ループが位相の変化に十分に追従できないためにＣ／Ｎが悪化する。例えば、温度変化によって基準発振器１０１の発振周波数が変化してＰＬＬロックが外れた場合に、ループフィルタ１０８の帯域幅が狭すぎると、ループフィルタ１０８が出力する電圧の変化が遅く、再びＰＬＬロック状態となるまでに時間がかかってしまう。一方、ループフィルタの帯域が広すぎる場合は、位相誤差検出器１０５が出力する位相誤差信号に含まれる不要な高調波成分を除去できないためにＣ／Ｎが悪化する。従ってループフィルタの帯域は狭すぎても、広すぎてもＣ／Ｎが劣化する。一般的にループフィルタの帯域の広い方が搬送波への追従性能が良いため、Ｃ／Ｎが劣化しない範囲で広い帯域へ調整することが望ましい。Ｃ／Ｎは加法性雑音であるため、振幅方向にも誤差が生じる。そこで、振幅誤差を用いてＣ／Ｎが劣化したか否かを判断することができる。
次に、復調回路１の動作について説明する。
図１１は、復調回路１が、入力されるＩＦ信号ｒ１１を復調処理する手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１１において、基準発振器１０１は、固定周波数の基準信号を自走発振し、直交検波器１０２に出力する。
ステップＳ１２において、直交検波器１０２は、復調回路１に入力されたＩＦ信号ｒ１１を、基準発振器１０１から出力される基準信号で検波して、互いに直交するＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とに変換し、Ａ／Ｄ変換器１０３に出力する。
ステップＳ１３において、Ａ／Ｄ変換器１０３は、直交検波器１０２から出力されるＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とをそれぞれディジタル信号に変換し、位相回転器１０４に出力する。
図１１は、復調回路１が、入力されるＩＦ信号ｒ１１を復調処理する手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１１において、基準発振器１０１は、固定周波数の基準信号を自走発振し、直交検波器１０２に出力する。
ステップＳ１２において、直交検波器１０２は、復調回路１に入力されたＩＦ信号ｒ１１を、基準発振器１０１から出力される基準信号で検波して、互いに直交するＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とに変換し、Ａ／Ｄ変換器１０３に出力する。
ステップＳ１３において、Ａ／Ｄ変換器１０３は、直交検波器１０２から出力されるＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とをそれぞれディジタル信号に変換し、位相回転器１０４に出力する。
ステップＳ１４において、位相回転器１０４は、Ａ／Ｄ変換器がディジタル信号に変換したＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とを、それぞれ位相回転することにより位相誤差補正を行う。位相回転器１０４は、位相誤差補正したベースバンド信号を、出力信号ｒ１２として復調回路１の外部に出力すると共に、位相誤差検出器１０５と振幅誤差検出器１０６とに出力する。
ステップＳ１５において、位相誤差検出器１０５は、位相回転器１０４から出力されるベースバンド信号に含まれる（残存する）位相誤差を検出する。
具体的には、まず、位相誤差検出器１０５のシンボル推定部５５１は、Ｉ−Ｑ平面上における出力信号ｒ１２の座標と各信号点の座標との最小二乗誤差を算出し、最小二乗誤差が最も小さい信号点を選択する。シンボル推定部５５１は、選択した信号点のＩ−Ｑ平面上の座標を、位相比較部５５２に出力する。
ステップＳ１５において、位相誤差検出器１０５は、位相回転器１０４から出力されるベースバンド信号に含まれる（残存する）位相誤差を検出する。
具体的には、まず、位相誤差検出器１０５のシンボル推定部５５１は、Ｉ−Ｑ平面上における出力信号ｒ１２の座標と各信号点の座標との最小二乗誤差を算出し、最小二乗誤差が最も小さい信号点を選択する。シンボル推定部５５１は、選択した信号点のＩ−Ｑ平面上の座標を、位相比較部５５２に出力する。
位相比較部５５２は、シンボル推定部５５１が選択した信号点の座標を出力信号ｒ１２の座標から減算して雑音ベクトルを生成する。位相比較部５５２は、雑音ベクトルのＩｃｈ成分が正かつＱｃｈ成分が負の場合（図９の第四象限に含まれる場合）およびＩｃｈ成分が負かつＱｃｈ成分が正の場合（図９の第二象限に含まれる場合）は、雑音ベクトルの長さ（信号点と出力信号ｒ１２との間の距離）を位相誤差として算出し、ループフィルタ制御部１０７に算出する。また、位相比較部５５２は、雑音ベクトルの長さを振幅の大きさで除して位相誤差の角度を近似的に算出し、位相進みの場合（図９の第二象限に含まれる場合）は、正の角度とし、位相遅れの場合（図９の第四象限に含まれる場合）は負の角度としてループフィルタ１０８に出力する。一方、位相比較部５５２は、雑音ベクトルのＩｃｈ成分とＱｃｈ成分とが共に正の場合（図９の第一象限に含まれる場合）およびＩｃｈ成分とＱｃｈ成分とが共に負の場合（図９の第三象限に含まれる場合）は、何も出力しない。
また、ステップＳ１５において、振幅誤差検出器１０６は、位相回転器１０４から出力されるベースバンド信号に含まれる振幅誤差を検出する。
具体的には、まず、振幅誤差検出器１０６のシンボル推定部５５１は、位相誤差検出器１０５の場合と同様に信号点を選択し、選択した信号点の座標を振幅比較部５６２に出力する。
振幅比較部５６２は、シンボル推定部５５１が選択した信号点の座標を出力信号ｒ１２の座標から減算して雑音ベクトルを生成する。振幅比較部５６２は、雑音ベクトルのＩｃｈ成分とＱｃｈ成分とが共に正の場合（図９の第一象限に含まれる場合）およびＩｃｈ成分とＱｃｈ成分とが共に負の場合（図９の第三象限に含まれる場合）は、雑音ベクトルの長さを振幅誤差として算出し、ループフィルタ制御部１０７に出力する。一方、振幅比較部５６２は、雑音ベクトルのＩｃｈ成分が正かつＱｃｈ成分が負の場合（図９の第四象限に含まれる場合）およびＩｃｈ成分が負かつＱｃｈ成分が正の場合（図９の第二象限に含まれる場合）は、何も出力しない。
具体的には、まず、振幅誤差検出器１０６のシンボル推定部５５１は、位相誤差検出器１０５の場合と同様に信号点を選択し、選択した信号点の座標を振幅比較部５６２に出力する。
振幅比較部５６２は、シンボル推定部５５１が選択した信号点の座標を出力信号ｒ１２の座標から減算して雑音ベクトルを生成する。振幅比較部５６２は、雑音ベクトルのＩｃｈ成分とＱｃｈ成分とが共に正の場合（図９の第一象限に含まれる場合）およびＩｃｈ成分とＱｃｈ成分とが共に負の場合（図９の第三象限に含まれる場合）は、雑音ベクトルの長さを振幅誤差として算出し、ループフィルタ制御部１０７に出力する。一方、振幅比較部５６２は、雑音ベクトルのＩｃｈ成分が正かつＱｃｈ成分が負の場合（図９の第四象限に含まれる場合）およびＩｃｈ成分が負かつＱｃｈ成分が正の場合（図９の第二象限に含まれる場合）は、何も出力しない。
ステップＳ１６において、ループフィルタ制御部１０７は、位相誤差検出器１０５から位相誤差信号として出力される位相誤差ｒ１７１と振幅誤差検出器１０６から振幅誤差信号として出力される振幅誤差ｒ１７２とに基づいて、ループフィルタ１０８の帯域幅を示す係数を生成し出力することにより、ループフィルタ１０８の帯域幅を制御する。
ループフィルタ制御部１０７において、減算器５７１は位相誤差ｒ１７１から振幅誤差ｒ１７２を減算した差分ｒ１７７を算出し、算出した差分ｒ１７７を帯域幅拡大判定部５７２に出力する。帯域幅拡大判定部５７２は、差分ｒ１７７が予め設定された閾値ｒ１７６よりも大きい場合は、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げるべきことを示す信号を帯域幅カウンタ５７６に出力する。一方、差分ｒ１７７が閾値ｒ１７６以下の場合は、帯域幅拡大判定部５７２は何も出力しない。
ループフィルタ制御部１０７において、減算器５７１は位相誤差ｒ１７１から振幅誤差ｒ１７２を減算した差分ｒ１７７を算出し、算出した差分ｒ１７７を帯域幅拡大判定部５７２に出力する。帯域幅拡大判定部５７２は、差分ｒ１７７が予め設定された閾値ｒ１７６よりも大きい場合は、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げるべきことを示す信号を帯域幅カウンタ５７６に出力する。一方、差分ｒ１７７が閾値ｒ１７６以下の場合は、帯域幅拡大判定部５７２は何も出力しない。
最小値保持部５７３は、振幅誤差ｒ１７２の最小値を記憶する。具体的には、最小値保持部５７３は、入力された振幅誤差ｒ１７２と内部に記憶する最小値とを比較し、振幅誤差ｒ１７２が最小値よりも小さい場合は、内部に記憶する最小値を入力された振幅誤差ｒ１７２に書き換える。最小値保持部５７３は、振幅誤差ｒ１７２の最小値を、随時、減算器５７４に出力する。減算器５７４は、振幅誤差ｒ１７２から振幅誤差ｒ１７２の最小値を減算した差分ｒ１７９を算出し、算出した差分ｒ１７９を帯域幅縮小判定部５７５に出力する。帯域幅縮小判定部５７５は、差分ｒ１７９が予め記憶する閾値ｒ１７８よりも大きい場合は、ループフィルタの帯域幅を狭めることにより、振幅誤差が最小の状態（図１０において、Ｃ／Ｎがもっとも良い状態）となることが期待できる。そこで、帯域幅縮小判定部５７５は、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めると振幅誤差が小さくなると判断して、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めるべきことを示す信号を帯域幅カウンタ５７６に出力する。一方、差分ｒ１７９が閾値ｒ１７８以下の場合は、帯域幅縮小判定部５７５は何も出力しない。
帯域幅カウンタ５７６は、ループフィルタ１０８に設定する帯域幅を、カウンタ値として内部に記憶し、帯域幅拡大判定部５７２からの出力および帯域幅縮小判定部５７５からの出力に基づいて、ループフィルタ１０８に設定する帯域幅を変化させる。具体的には、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げるべきことを示す信号が帯域幅拡大判定部５７２から出力されると、予め定められた帯域幅分だけカウンタ値を増加させる。また、帯域幅カウンタ５７６は、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めるべきことを示す信号が帯域幅縮小判定部５７５から出力されると、予め定められた帯域幅分だけカウンタ値を減少させる。
帯域幅カウンタ５７６は、増減結果のカウンタ値を、ループフィルタ係数演算部５７７に出力する。
帯域幅カウンタ５７６は、増減結果のカウンタ値を、ループフィルタ係数演算部５７７に出力する。
なお、帯域幅カウンタ５７６に、帯域幅拡大判定部５７２と帯域幅縮小判定部５７５から同時に信号が出力された場合は、予め定められた優先順に基づいて処理を行うことにより、処理の衝突によりデッドロック状態に陥ることを回避する。どちらを先に処理するように定めておいてもよい。
ループフィルタ係数演算部５７７は、帯域幅カウンタ５７６から出力されるカウンタ値に基づいて、ループフィルタ１０８の構成に応じたループフィルタの係数を決定する。例えば、ループフィルタ係数演算部５７７が、カウンタ値を係数に変換する関数を記憶しておき、この関数に基づいて係数を算出する。あるいは、ループフィルタ係数演算部５７７が、予め記憶するルックアップテーブルに基づいて係数を決定するようにしてもよい。
ループフィルタ係数演算部５７７は、決定した係数をループフィルタ１０８に出力する。
ループフィルタ係数演算部５７７は、帯域幅カウンタ５７６から出力されるカウンタ値に基づいて、ループフィルタ１０８の構成に応じたループフィルタの係数を決定する。例えば、ループフィルタ係数演算部５７７が、カウンタ値を係数に変換する関数を記憶しておき、この関数に基づいて係数を算出する。あるいは、ループフィルタ係数演算部５７７が、予め記憶するルックアップテーブルに基づいて係数を決定するようにしてもよい。
ループフィルタ係数演算部５７７は、決定した係数をループフィルタ１０８に出力する。
なお、図２の位相誤差検出器１０５および図３の振幅誤差検出器１０６は、いずれか一方のみがループフィルタ制御部１０７に信号を出力するため、減算器５７１が適切に差分をとることができない。そこで、ループフィルタ制御部１０７は、過去に入力された位相誤差ｒ１７１の平均と、過去に入力された振幅誤差ｒ１７２の平均を記憶しておき、減算器５７１はこれらの差分を算出する。あるいは、ループフィルタ制御部１０７が前回入力された位相誤差ｒ１７１および振幅誤差ｒ１７２を記憶しておき、いずれか入力されないほうの代わりに、記憶している位相誤差または振幅誤差を用いるようにしてもよい。
ステップＳ１７において、ループフィルタ１０８は、ループフィルタ制御部１０７から出力される係数に応じた帯域幅を持ち、位相誤差検出器１０５から出力される位相誤差信号から不要な高周波を除去する。ループフィルタ１０８は、不要な高周波を除去した位相誤差信号を、数値制御発振器１０９に出力する。
ステップＳ１８において、数値制御発振器１０９は、ループフィルタ１０８から出力される位相誤差信号に基づいて、逆位相の正弦波信号および余弦波信号を生成し、位相回転器１０４に出力する。位相回転器１０４回転器は、数値制御発振器１０９が出力する逆位相の正弦波信号および余弦波信号に基づいて、上記のステップＳ１４における位相回転を行う。
復調回路１は、ＩＦ信号が入力される間、上記の処理を継続して行う。
ステップＳ１８において、数値制御発振器１０９は、ループフィルタ１０８から出力される位相誤差信号に基づいて、逆位相の正弦波信号および余弦波信号を生成し、位相回転器１０４に出力する。位相回転器１０４回転器は、数値制御発振器１０９が出力する逆位相の正弦波信号および余弦波信号に基づいて、上記のステップＳ１４における位相回転を行う。
復調回路１は、ＩＦ信号が入力される間、上記の処理を継続して行う。
なお、位相誤差検出器１０５や振幅誤差検出器１０６が、上記以外の方法で位相誤差を示す指標や振幅誤差を示す指標を算出するようにしてもよい。
図１２は、ループを含む制御回路を示す図である。
同図の制御回路は、乗算部８０１と減算器８０２と制御係数算出部８０３とを含んでループを構成し、同図の制御回路は、入力信号Ｘを変換して、参照信号Ｒに一致する出力信号Ｙを出力することを目的とする。
乗算部８０１は、入力信号Ｘと制御係数Ｃとの入力を受けて出力信号Ｙを生成し、減算器８０２と回路の外部とに出力する。減算器８０２は、乗算部８０１から出力される出力信号Ｙから参照信号Ｒを減算して誤差信号Ｅを生成し、制御係数算出部８０３に出力する。制御係数算出部８０３は、減算部８０２から出力される誤差信号Ｅに基づいて制御係数Ｃを生成し、乗算部８０１に出力する。
まず、同図の誤差信号は、式（１）で表される。
図１２は、ループを含む制御回路を示す図である。
同図の制御回路は、乗算部８０１と減算器８０２と制御係数算出部８０３とを含んでループを構成し、同図の制御回路は、入力信号Ｘを変換して、参照信号Ｒに一致する出力信号Ｙを出力することを目的とする。
乗算部８０１は、入力信号Ｘと制御係数Ｃとの入力を受けて出力信号Ｙを生成し、減算器８０２と回路の外部とに出力する。減算器８０２は、乗算部８０１から出力される出力信号Ｙから参照信号Ｒを減算して誤差信号Ｅを生成し、制御係数算出部８０３に出力する。制御係数算出部８０３は、減算部８０２から出力される誤差信号Ｅに基づいて制御係数Ｃを生成し、乗算部８０１に出力する。
まず、同図の誤差信号は、式（１）で表される。
式（１）を制御係数Ｃについて解き、位相制御情報および振幅制御情報を算出すれば、位相誤差検出器及び振幅誤差検出器の出力信号として利用できる。制御係数Ｃは複素誤差関数Ｅの微分により、式（２）で表される。
ここで、Ｅ＊はＥの複素共役を示し、Ｃｒ、Ｃｉはそれぞれ関数Ｃの実数項、虚数項を示し、ｔは時刻を示し、ｊは虚数単位を示す。また、αは定数項を示す。
式（２）より、Ｃは式（３）で表される。
式（２）より、Ｃは式（３）で表される。
一方、複素数Ｃは、式（４）のように極座標表現できる。
ここで、θが十分小さい（出力信号Ｙと参照信号Ｒとの位相差が小さい）とすると、ｒは式（５）で表される。
更にｒがほぼ１である（出力信号Ｙと参照信号Ｒとの振幅差が小さい）とすると、θは式（６）で表される。
制御係数Ｃの振幅成分ｒは、式（５）で求めることができ、位相成分θは、式（６）で求めることができる。
ここで、Ｒ＝Ｘとみなせる（入力信号Ｘに含まれるノイズが小さい）として、Ｒ＝Ｄｉ＋ｊＤｑ（Ｄｉは参照信号Ｒの実成分、Ｄｑは虚成分）、Ｅ＝Ｅｉ＋ｊＥｑ（Ｅｉは誤差信号の実成分、Ｅｑは虚成分）とすると、振幅制御情報θは式（７）で示される。
ここで、Ｒ＝Ｘとみなせる（入力信号Ｘに含まれるノイズが小さい）として、Ｒ＝Ｄｉ＋ｊＤｑ（Ｄｉは参照信号Ｒの実成分、Ｄｑは虚成分）、Ｅ＝Ｅｉ＋ｊＥｑ（Ｅｉは誤差信号の実成分、Ｅｑは虚成分）とすると、振幅制御情報θは式（７）で示される。
また、位相制御情報ｒは式（８）で示される。
そこで、位相誤差検出器１０５は式（７）に基づいて位相制御情報ｒを算出し、位相誤差を示す指標として出力する。また、振幅誤差検出器１０６は式（８）に基づいて振幅制御情報θを算出し、振幅誤差を示す指標として出力する。
この方法を用いれば、位相誤差ｒ１７１と振幅誤差ｒ１７２とが同時にループフィルタ制御部１０７に出力されるので、ループフィルタ制御部１０７は、前述したように、位相誤差ｒ１７１や振幅誤差ｒ１７２の平均等を記憶しておく必要がない。
この方法を用いれば、位相誤差ｒ１７１と振幅誤差ｒ１７２とが同時にループフィルタ制御部１０７に出力されるので、ループフィルタ制御部１０７は、前述したように、位相誤差ｒ１７１や振幅誤差ｒ１７２の平均等を記憶しておく必要がない。
以上のように、搬送波再生回路５１では、ループフィルタ制御部１０７が位相誤差と振幅誤差とに基づいてループフィルタの帯域幅を制御するので、適切な帯域幅を設定し、ビット誤り率特性を向上させることができる。
また、位相誤差および振幅誤差を推定する公知の方法として、ＱＡＭ変調において、最大振幅の信号点に対応付けられる入力信号と当該信号点との最小二乗誤差と、最小振幅の信号点に対応付けられる入力信号と当該信号点との最小二乗誤差とを用いる方法があるが、この方法では、最大振幅の信号点または最小振幅の信号点に対応付けられる入力信号のみを使用するため、多値数が多い変調方式では、使用しない入力信号の数が増えてサンプル数が少なくなり、実用的でない。また、最大振幅の信号点と最小振幅の信号点が存在することを前提としているため、振幅が変化しない変調方式であるＰＳＫの復調回路には適用できない。
これに対して、上記の位相誤差検出器および振幅誤差検出器が行う位相誤差や振幅誤差の検出は、全ての入力信号をサンプルとして位相誤差や振幅誤差を算出できるので、多値数が多い変調方式にも適用できる。また、最大振幅の信号点および最小振幅の信号点の存在を前提としないので、ＰＳＫの復調回路にも適用できる。
なお、直交検波器１０２と、Ａ／Ｄ変換器１０３と、ループフィルタ１０８と、数値制御発振器１０９とは、周知のものであるため、これらの詳細な説明は省略する。
また、位相誤差および振幅誤差を推定する公知の方法として、ＱＡＭ変調において、最大振幅の信号点に対応付けられる入力信号と当該信号点との最小二乗誤差と、最小振幅の信号点に対応付けられる入力信号と当該信号点との最小二乗誤差とを用いる方法があるが、この方法では、最大振幅の信号点または最小振幅の信号点に対応付けられる入力信号のみを使用するため、多値数が多い変調方式では、使用しない入力信号の数が増えてサンプル数が少なくなり、実用的でない。また、最大振幅の信号点と最小振幅の信号点が存在することを前提としているため、振幅が変化しない変調方式であるＰＳＫの復調回路には適用できない。
これに対して、上記の位相誤差検出器および振幅誤差検出器が行う位相誤差や振幅誤差の検出は、全ての入力信号をサンプルとして位相誤差や振幅誤差を算出できるので、多値数が多い変調方式にも適用できる。また、最大振幅の信号点および最小振幅の信号点の存在を前提としないので、ＰＳＫの復調回路にも適用できる。
なお、直交検波器１０２と、Ａ／Ｄ変換器１０３と、ループフィルタ１０８と、数値制御発振器１０９とは、周知のものであるため、これらの詳細な説明は省略する。
＜第２の実施形態＞
図１３は、本発明の第２の実施形態における復調回路２の概略構成を示す構成図である。本実施形態の復調回路２は、受信信号のＣ／Ｎが変化する場合にも適用できる。
同図において、復調回路２は、基準発振器１０１と、直交検波器１０２と、Ａ／Ｄ変換器１０３と、搬送波再生回路５２とを具備する。搬送波再生回路５２は、位相回転器１０４と、位相回転器（第２の位相回転器）１０４−２と、位相誤差検出器１０５と、位相誤差検出器（第２の位相誤差検出器）１０５−２と、振幅誤差検出器１０６と、振幅誤差検出器（第２の振幅誤差検出器）１０６−２と、ループフィルタ制御部２０７と、ループフィルタ１０８と、ループフィルタ（第２のループフィルタ）１０８−２と、数値制御発振器（位相回転制御部）１０９と、数値制御発振器（第２の位相回転制御部）１０９−２とを具備する。
図１３は、本発明の第２の実施形態における復調回路２の概略構成を示す構成図である。本実施形態の復調回路２は、受信信号のＣ／Ｎが変化する場合にも適用できる。
同図において、復調回路２は、基準発振器１０１と、直交検波器１０２と、Ａ／Ｄ変換器１０３と、搬送波再生回路５２とを具備する。搬送波再生回路５２は、位相回転器１０４と、位相回転器（第２の位相回転器）１０４−２と、位相誤差検出器１０５と、位相誤差検出器（第２の位相誤差検出器）１０５−２と、振幅誤差検出器１０６と、振幅誤差検出器（第２の振幅誤差検出器）１０６−２と、ループフィルタ制御部２０７と、ループフィルタ１０８と、ループフィルタ（第２のループフィルタ）１０８−２と、数値制御発振器（位相回転制御部）１０９と、数値制御発振器（第２の位相回転制御部）１０９−２とを具備する。
位相回転器１０４と、位相誤差検出器１０５と、振幅誤差検出器１０６と、ループフィルタ制御部２０７と、ループフィルタ１０８と、数値制御発振器１０９とが、第１の搬送波再生ループを構成し、位相回転器１０４−２と、位相誤差検出器１０５−２と、振幅誤差検出器１０６−２と、ループフィルタ制御部２０７と、ループフィルタ１０８−２と、数値制御発振器１０９−２とが、第２の搬送波再生ループを構成する。
同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号（１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０８、１０９）を付し、説明を省略する。
復調回路２は、複数の搬送波再生ループを備え、各ループが同時に別のループフィルタ１０８と１０８−２とで再生処理を行う点で、第１の実施形態の復調回路１と異なる。復調回路２の複数の搬送波再生ループは、同じベースバンド信号の入力を受けて動作しているので、ベースバンド信号に含まれるＣ／Ｎも同じであり、ループフィルタの係数によってのみ特性の差が生じる。
同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号（１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０８、１０９）を付し、説明を省略する。
復調回路２は、複数の搬送波再生ループを備え、各ループが同時に別のループフィルタ１０８と１０８−２とで再生処理を行う点で、第１の実施形態の復調回路１と異なる。復調回路２の複数の搬送波再生ループは、同じベースバンド信号の入力を受けて動作しているので、ベースバンド信号に含まれるＣ／Ｎも同じであり、ループフィルタの係数によってのみ特性の差が生じる。
図１４は、ループフィルタ制御部２０７の概略構成を示す構成図である。同図において、ループフィルタ制御部２０７は、減算器５７１および６７４と、帯域幅拡大判定部５７２と、帯域幅縮小判定部５７５と、帯域幅カウンタ５７６と、ループフィルタ係数演算部６７７とを具備する。
同図において、図４の各部に対応する部分には同一の符号（５７１、５７２、５７５、５７６）を付し、説明を省略する。
減算器６７４は、振幅誤差入力ｒ２７３から振幅誤差入力ｒ２７２を減算した差分ｒ２７７を算出し、算出した差分を帯域幅縮小判定部５７５に出力する。
ループフィルタ係数演算部６７７は、帯域幅カウンタ５７６から出力されるカウンタ値に基づいて、ループフィルタ１０８の帯域幅を示す係数と、ループフィルタ１０８−２の帯域幅を示す係数とを生成し、各ループフィルタに出力する。
同図において、図４の各部に対応する部分には同一の符号（５７１、５７２、５７５、５７６）を付し、説明を省略する。
減算器６７４は、振幅誤差入力ｒ２７３から振幅誤差入力ｒ２７２を減算した差分ｒ２７７を算出し、算出した差分を帯域幅縮小判定部５７５に出力する。
ループフィルタ係数演算部６７７は、帯域幅カウンタ５７６から出力されるカウンタ値に基づいて、ループフィルタ１０８の帯域幅を示す係数と、ループフィルタ１０８−２の帯域幅を示す係数とを生成し、各ループフィルタに出力する。
次に、復調回路２の動作について説明する。
復調回路２は、２つの搬送波再生ループを備え、それぞれのループフィルタを異なった帯域幅に設定することにより、ループフィルタの帯域幅を変更した場合に、ＢＥＲが向上するか否かを判断する。
図１５は、復調回路２が、入力されるＩＦ信号を復調処理する手順を示すフローチャートである。
ステップＳ３１およびＳ３２は、図１１のステップＳ１１およびＳ１２と同様である。ステップＳ３３において、Ａ／Ｄ変換器１０３は、直交検波器１０２から出力されるＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とをそれぞれディジタル信号に変換し、位相回転器１０４および１０４−２に出力する。
復調回路２は、２つの搬送波再生ループを備え、それぞれのループフィルタを異なった帯域幅に設定することにより、ループフィルタの帯域幅を変更した場合に、ＢＥＲが向上するか否かを判断する。
図１５は、復調回路２が、入力されるＩＦ信号を復調処理する手順を示すフローチャートである。
ステップＳ３１およびＳ３２は、図１１のステップＳ１１およびＳ１２と同様である。ステップＳ３３において、Ａ／Ｄ変換器１０３は、直交検波器１０２から出力されるＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とをそれぞれディジタル信号に変換し、位相回転器１０４および１０４−２に出力する。
ステップＳ３４において、位相回転器１０４は、Ａ／Ｄ変換器１０３がディジタル信号に変換したＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とを、それぞれ位相回転することにより位相誤差補正を行う。位相回転器１０４は、位相誤差補正したベースバンド信号を、出力信号ｒ１２として復調回路１の外部に出力すると共に、位相誤差検出器１０５と振幅誤差検出器１０６とに出力する。また、位相回転器１０４−２は、Ａ／Ｄ変換器１０３がディジタル信号に変換したＩｃｈのベースバンド信号とＱｃｈのベースバンド信号とを、それぞれ位相回転することにより位相誤差補正を行う。位相回転器１０４−２は、位相誤差補正したベースバンド信号を、位相誤差検出器１０５−２と振幅誤差検出器１０６−２とに出力する。
ステップＳ３５において、位相誤差検出器１０５は、ステップＳ１５（図１１）の位相誤差検出器１０５と同様に、位相回転器１０４から出力されるベースバンド信号に含まれる（残存する）位相誤差を検出し、検出した位相誤差をループフィルタ制御部２０７とループフィルタ１０８とに出力する。また、位相誤差検出器１０５−２は、ステップＳ１５の位相誤差検出器１０５と同様に、位相回転器１０４−２から出力されるベースバンド信号に含まれる（残存する）位相誤差を検出し、検出した位相誤差をループフィルタ１０８−２に出力する。
また、ステップＳ３５において、振幅誤差検出器１０６は、ステップＳ１５の振幅誤差検出器１０６と同様に、位相回転器１０４から出力されるベースバンド信号に含まれる振幅誤差を検出し、検出した振幅誤差をループフィルタ制御部２０７に出力する。また、振幅誤差検出器１０６−２は、ステップＳ１５の振幅誤差検出器１０６と同様に、位相回転器１０４−２から出力されるベースバンド信号に含まれる振幅誤差を検出し、検出した振幅誤差をループフィルタ制御部２０７に出力する。
また、ステップＳ３５において、振幅誤差検出器１０６は、ステップＳ１５の振幅誤差検出器１０６と同様に、位相回転器１０４から出力されるベースバンド信号に含まれる振幅誤差を検出し、検出した振幅誤差をループフィルタ制御部２０７に出力する。また、振幅誤差検出器１０６−２は、ステップＳ１５の振幅誤差検出器１０６と同様に、位相回転器１０４−２から出力されるベースバンド信号に含まれる振幅誤差を検出し、検出した振幅誤差をループフィルタ制御部２０７に出力する。
ステップＳ３６において、ループフィルタ制御部２０７は、位相誤差検出器１０５から位相誤差信号として出力される位相誤差ｒ２７１と、振幅誤差検出器１０６から振幅誤差信号として出力される振幅誤差ｒ２７２と、振幅誤差検出器１０６−２から出力される振幅誤差ｒ２７３と、に基づいて、ループフィルタ１０８の帯域幅を制御する。
ループフィルタ制御部２０７において、減算器５７１の動作と、帯域幅拡大判定部５７２の動作とは、ループフィルタ制御部１０７の場合と同様であり、帯域幅拡大判定部５７２は、位相誤差ｒ２７１から振幅誤差ｒ２７２を引いた差分が、予め設定された閾値ｒ２７６よりも大きい場合に、帯域幅を広げるべきことを示す信号を帯域幅カウンタ５７６に出力する。
ループフィルタ制御部２０７において、減算器５７１の動作と、帯域幅拡大判定部５７２の動作とは、ループフィルタ制御部１０７の場合と同様であり、帯域幅拡大判定部５７２は、位相誤差ｒ２７１から振幅誤差ｒ２７２を引いた差分が、予め設定された閾値ｒ２７６よりも大きい場合に、帯域幅を広げるべきことを示す信号を帯域幅カウンタ５７６に出力する。
減算器６７４は、振幅誤差ｒ２７３から振幅誤差ｒ２７２を減算して差分ｒ２７９を算出し、算出した差分ｒ２７９を帯域幅縮小判定部５７５に出力する。帯域幅縮小判定部５７５は、減算器６７４から出力される差分ｒ２７９が予め設定された閾値ｒ２７８よりも大きい場合に、帯域幅を狭めるべきことを示す信号を、帯域幅カウンタ５７６に出力する。一方、差分ｒ２７９が閾値ｒ２７８以下の場合は、帯域幅縮小判定部５７５は何も出力しない。
帯域幅カウンタ５７６は、第１の実施形態の帯域幅カウンタ５７６と同様に、ループフィルタ１０８に設定すべき帯域幅を示すカウンタ値を、ループフィルタ係数演算部６７７に出力する。
帯域幅カウンタ５７６は、第１の実施形態の帯域幅カウンタ５７６と同様に、ループフィルタ１０８に設定すべき帯域幅を示すカウンタ値を、ループフィルタ係数演算部６７７に出力する。
ループフィルタ係数演算部６７７は、帯域幅カウンタ５７６から出力されるカウンタ値に基づいて、ループフィルタ１０８の構成に応じたループフィルタの係数を、第１の実施形態のループフィルタ係数演算部５７７の場合と同様に決定する。また、ループフィルタ係数演算部６７７は、ループフィルタ１０８に設定する帯域幅よりも予め定められた帯域幅分だけ広げた帯域幅を、ループフィルタ１０８−２に設定する帯域幅として算出する。ループフィルタ係数演算部６７７は、算出した帯域幅に基づいてループフィルタの係数を、ループフィルタ１０８の場合と同様に決定する。ループフィルタ係数演算部６７７は、決定した係数を、それぞれループフィルタ１０８とループフィルタ１０８−２とに出力する。
ステップＳ３７において、ループフィルタ１０８は、ループフィルタ制御部２０７から出力される係数に応じた帯域幅を持ち、位相誤差検出器１０５から出力される位相誤差信号から不要な高周波を除去する。ループフィルタ１０８は、不要な高周波を除去した位相誤差信号を、数値制御発振器１０９に出力する。また、ループフィルタ１０８−２は、ループフィルタ制御部２０７から出力される係数に応じた帯域幅を持ち、位相誤差検出器１０５−２から出力される位相誤差信号から不要な高周波を除去する。ループフィルタ１０８−２は、不要な高周波を除去した位相誤差信号を、数値制御発振器１０９−２に出力する。
ステップＳ３８において、数値制御発振器１０９は、ループフィルタ１０８から出力される位相誤差信号に基づいて、逆位相の正弦波信号および余弦波信号を生成し、位相回転器１０４に出力する。位相回転器１０４回転器は、数値制御発振器１０９が出力する逆位相の正弦波信号および余弦波信号に基づいて、上記の位相回転を行う。また、数値制御発振器１０９−２は、ループフィルタ１０８−２から出力される位相誤差信号に基づいて、逆位相の正弦波信号および余弦波信号を生成し、位相回転器１０４−２に出力する。位相回転器１０４−２回転器は、数値制御発振器１０９−２が出力する逆位相の正弦波信号および余弦波信号に基づいて、上記の位相回転を行う。
復調回路２は、ＩＦ信号が入力される間、上記の処理を継続して行う。
復調回路２は、ＩＦ信号が入力される間、上記の処理を継続して行う。
このように、ループフィルタ係数演算部６７７は、ループフィルタ１０８−２の帯域幅が、ループフィルタ１０８よりも広い帯域幅となるように制御する。従って、減算器ｒ６７４が算出する、第２の搬送波再生ループにおける振幅誤差ｒ２７３から第１の搬送波再生ループにおける振幅誤差ｒ２７２を減算した差分ｒ２７９が正の値の場合は、ループフィルタ１０８の帯域幅を広げると、振幅誤差が増大すると予想される。そこで、帯域幅減少判定部は、差分ｒ２７９が閾値ｒ２７８よりも大きい場合は、逆にループフィルタ１０８の帯域幅を狭めると振幅誤差が減少すると予想して、帯域幅を狭めるべきことを示す信号を出力する。
なお、ループフィルタ係数演算部６７７がループフィルタ１０８−２の帯域幅をループフィルタ１０８の帯域幅よりも狭く設定し、減算器６７４が振幅誤差ｒ２７２から振幅誤差ｒ２７３を減算するようにしてもよい。これにより、上記の場合と同様、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めると振幅誤差が減少するか否かを判断することができる。
なお、第１の実施形態の帯域幅カウンタ５７６の場合と同様、帯域幅カウンタ５７６に、帯域幅拡大判定部５７２と帯域幅縮小判定部５７５から同時に信号が出力された場合は、予め定められた優先順に基づいて処理を行うことにより、処理の衝突によりデッドロック状態に陥ることを回避する。どちらを先に処理するように定めておいてもよい。
なお、ループフィルタ係数演算部６７７がループフィルタ１０８−２の帯域幅をループフィルタ１０８の帯域幅よりも狭く設定し、減算器６７４が振幅誤差ｒ２７２から振幅誤差ｒ２７３を減算するようにしてもよい。これにより、上記の場合と同様、ループフィルタ１０８の帯域幅を狭めると振幅誤差が減少するか否かを判断することができる。
なお、第１の実施形態の帯域幅カウンタ５７６の場合と同様、帯域幅カウンタ５７６に、帯域幅拡大判定部５７２と帯域幅縮小判定部５７５から同時に信号が出力された場合は、予め定められた優先順に基づいて処理を行うことにより、処理の衝突によりデッドロック状態に陥ることを回避する。どちらを先に処理するように定めておいてもよい。
以上のように、搬送波再生回路５２では、ループフィルタ制御部２０７が位相誤差と振幅誤差とに基づいてループフィルタの帯域幅を制御するので、適切な帯域幅を設定し、ビット誤り率特性を向上させることができる。
また、搬送波再生回路５２は、ループフィルタの帯域幅が異なる複数の搬送波再生ループを備え、これらのループにおける位相誤差や振幅誤差に基づいて、ループフィルタの帯域幅を狭めたときに振幅誤差が増大するか否かを判断して帯域幅を制御するので、受信信号のＣ／Ｎが変化する状況においても適切な帯域幅を設定し、ビット誤り率特性を向上させることができる。
また、搬送波再生回路５２は、ループフィルタの帯域幅が異なる複数の搬送波再生ループを備え、これらのループにおける位相誤差や振幅誤差に基づいて、ループフィルタの帯域幅を狭めたときに振幅誤差が増大するか否かを判断して帯域幅を制御するので、受信信号のＣ／Ｎが変化する状況においても適切な帯域幅を設定し、ビット誤り率特性を向上させることができる。
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
本発明は、携帯端末装置および携帯端末装置の電力供給制御方法に用いて好適である。
１、２ 復調回路
５１、５２ 搬送波再生回路
１０１ 基準発振器
１０２ 直交検波器
１０３ Ａ／Ｄ変換器
１０４、１０４−２ 位相回転器
１０５、１０５−２ 位相誤差検出器
１０６、１０６−２ 振幅誤差検出器
１０７、１０７−２ ループフィルタ制御部
１０８、１０８−２ ループフィルタ
１０９、１０９−２ 数値制御発振器
５７１、５７４、６７４ 減算器
５７３ 最小値保持部
５７２ 帯域幅拡大判定部
５７５ 帯域幅縮小判定部
５７６ 帯域幅カウンタ
５７７、６７７ ループフィルタ係数演算部
５１、５２ 搬送波再生回路
１０１ 基準発振器
１０２ 直交検波器
１０３ Ａ／Ｄ変換器
１０４、１０４−２ 位相回転器
１０５、１０５−２ 位相誤差検出器
１０６、１０６−２ 振幅誤差検出器
１０７、１０７−２ ループフィルタ制御部
１０８、１０８−２ ループフィルタ
１０９、１０９−２ 数値制御発振器
５７１、５７４、６７４ 減算器
５７３ 最小値保持部
５７２ 帯域幅拡大判定部
５７５ 帯域幅縮小判定部
５７６ 帯域幅カウンタ
５７７、６７７ ループフィルタ係数演算部
Claims (5)
- 準同期検波装置の搬送波再生回路であって、
入力信号の位相を回転する位相回転器と、
前記位相回転器が位相を回転した入力信号に含まれる位相誤差を検出する位相誤差検出器と、
前記位相回転器が位相を回転した入力信号に含まれる振幅誤差を検出する振幅誤差検出器と、
前記位相誤差検出器が検出した位相誤差の高周波成分を、設定される帯域幅に応じて除去するループフィルタと、
前記位相誤差検出器が検出した位相誤差と前記振幅誤差検出器が検出した振幅誤差とに基づいて前記ループフィルタの帯域幅を制御するループフィルタ制御部と、
前記ループフィルタが高調波成分を除去した位相誤差に基づいて位相回転制御信号を生成する位相回転制御部と、
を備え、
前記位相回転器は、前記位相回転制御信号に基づいて前記入力信号の位相を回転し、
前記ループフィルタ制御部は、前記位相誤差から前記振幅誤差を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅を広げる設定を行い、前記ループフィルタの帯域幅を狭めると振幅誤差が小さくなると判断したときは、前記ループフィルタの帯域幅を狭める設定を行う
ことを特徴とする搬送波再生回路。 - 前記ループフィルタ制御部は、前記振幅誤差から過去における前記振幅誤差の最小値を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときに、前記ループフィルタの帯域幅を狭めると振幅誤差が小さくなると判断することを特徴とする請求項１に記載の搬送波再生回路。
- 入力信号の位相を回転する第２の位相回転器と、
前記第２の位相回転器が位相を回転した入力信号に含まれる位相誤差を検出する第２の位相誤差検出器と、
前記第２の位相回転器が位相を回転した入力信号に含まれる振幅誤差を検出する第２の振幅誤差検出器と、
前記第２の位相誤差検出器が検出した位相誤差の高周波成分を除去する第２のループフィルタと、
前記第２のループフィルタが高調波成分を除去した位相誤差に基づいて位相回転制御信号を生成する第２の位相回転制御部と、
をさらに備え、
前記第２の位相回転器は、前記第２の位相回転制御部が生成した前記位相回転制御信号に基づいて前記入力信号の位相を回転し、
前記ループフィルタ制御部は、前記ループフィルタと前記第２のループフィルタとを互いに異なる帯域幅に設定し、前記位相誤差検出器が検出する位相誤差から前記振幅誤差検出器が検出する振幅誤差を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅に加えて前記第２のループフィルタの帯域幅を広げる設定を行い、前記振幅誤差検出器が検出した振幅誤差と前記第２の振幅誤差検出器が検出した振幅誤差との差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅を狭めると振幅誤差が小さくなると判断して、前記ループフィルタの帯域幅に加えて前記第２のループフィルタの帯域幅を狭める設定を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の搬送波再生回路。 - 固定周波数の信号を自走発振する基準発振器と、
中間周波数入力信号を前記固定周波数の信号で検波して互いに直交するベースバンド信号を生成する直交検波器と、
前記互いに直交するベースバンド信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記ディジタル信号に変換された互いに直交するベースバンド信号の位相を回転する位相回転器と、
前記位相回転器が位相を回転したベースバンド信号に含まれる位相誤差を検出する位相誤差検出器と、
前記位相回転器が位相を回転したベースバンド信号に含まれる振幅誤差を検出する振幅誤差検出器と、
前記位相誤差検出器が検出した位相誤差の高調波成分を、設定される帯域幅に応じて除去するループフィルタと、
前記位相誤差検出器が検出した位相誤差と前記振幅誤差検出器が検出した振幅誤差とに基づいて前記ループフィルタの帯域幅を制御するループフィルタ制御部と、
前記ループフィルタが高調波成分を除去した位相誤差に基づいて位相回転制御信号を出力する位相回転制御部と、
前記ディジタル信号に変換された互いに直交するベースバンド信号の位相を回転する第２の位相回転器と、
前記第２の位相回転器が位相を回転したベースバンド信号に含まれる位相誤差を検出する第２の位相誤差検出器と、
前記第２の位相回転器が位相を回転したベースバンド信号に含まれる振幅誤差を検出する第２の振幅誤差検出器と、
前記第２の位相誤差検出器が検出した位相誤差の高調波成分を、設定される帯域幅に応じて除去する第２のループフィルタと、
前記第２のループフィルタが高調波成分を除去した位相誤差に基づいて位相回転制御信号を出力する第２の位相回転制御部と、
を備え、
前記位相回転器は、前記位相回転制御部が出力する位相回転制御信号に基づいて、前記ディジタル信号に変換された互いに直交するベースバンド信号の位相を回転し、
前記第２の位相回転器は、前記第２の位相回転制御部が出力する位相回転制御信号に基づいて、前記ディジタル信号に変換された互いに直交するベースバンド信号の位相を回転し、
前記ループフィルタ制御部は、前記ループフィルタと前記第２のループフィルタとが互いに異なる帯域幅を有するよう制御し、前記位相誤差検出器が検出する位相誤差から前記振幅誤差検出器が検出する振幅誤差を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅と前記第２のループフィルタの帯域幅とを広げる設定を行い、前記振幅誤差検出器が検出した振幅誤差と前記第２の振幅誤差検出器が検出した振幅誤差との差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅と前記第２のループフィルタの帯域幅とを狭める設定を行う
ことを特徴とする復調回路。 - ループフィルタを備える準同期検波装置の搬送波再生回路の搬送波再生方法であって、
前記搬送波再生回路が、入力信号の位相を回転する位相回転ステップと、
前記搬送波再生回路が、前記位相回転ステップにて位相を回転した入力信号に含まれる位相誤差を検出する位相誤差検出ステップと、
前記搬送波再生回路が、前記位相回転ステップにて位相を回転した入力信号に含まれる振幅誤差を検出する振幅誤差検出ステップと、
前記搬送波再生回路が、前記位相誤差検出ステップにて検出した位相誤差と前記振幅誤差検出ステップにて検出した振幅誤差とに基づいて前記ループフィルタのループ帯域幅を制御するループフィルタ制御ステップと、
を備え、
前記ループフィルタ制御ステップでは、前記位相誤差から前記振幅誤差を減算した差分が予め設定された閾値よりも大きいときは、前記ループフィルタの帯域幅を広げる設定を行い、前記ループフィルタの帯域幅を狭めると振幅誤差が小さくなると判断したときは、前記ループフィルタの帯域幅を狭める設定を行う
ことを特徴とする搬送波再生方法。
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