JPH03104456A - 強制同期方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 長生立夏 本発明は、強制同期方式に関し，より詳細には、各種変
復調方式、ファクシミリ装置の変復調方式、データ伝送
方式の同期検出、タイミング再生方式に関する， 丈米挟生 本発明に係る従来技術を記載した文献としては、以下の
ものがある。すなわち、「情報・通信におけるディジタ
ル信号処理』　（村野・海上著　昭光堂発行）には従来
のタイミング抽出方が述べられている。ここに記載され
ている方式は、狭帯域２次のＩＩＲフィルタ３個と二乗
回路とを用い受信信号からタイミングを取り出すもので
あり、同期はずれなどに関する対策はとられていなかっ
た。

ＰＭ変調、ＦＭ変調、ＰＳＫ変調等の変調方式では，受
信信号から送信データを復元するために，搬送波を受信
信号に乗算し、この信号を同期検波回路に通して復調す
ることが行なわれる．この場合、復調された信号から送
信データを復元するためには、受信信号から同期信号を
抽出し（タイミング再生）、この信号に同期して送信デ
ータを再現する必要がある。ここで，受信信号から同期
信号を抽出する方式は，自己同期法と呼ばれ非線形な処
理を伴う．例えば、ＰＳＫ変調方式では、パスバンド信
号に搬送波を乗算して得られるベースバンド複素信号を
二乗し、この周波数成分を用いて同期信号を検出してい
る．また、安定な同期信号とするためにＰＬＬ　（位相
同期ループ）を用いている，しかし，受信信号は伝送路
上で受ける様々な変動（瞬断、フェージング等）を受け
るために、再生される同期タイミングに誤りが生じたり
、同期信号自体が検出できなかったりしたときには、同
期はずれが生じてシステム全体が誤動作する問題があっ
た。

第３図は、従来の同期検出のブロック図である。

図中、２１．２２は受信フィルタ，２３は復調回路、２
４．２５は絶対値自乗回路、２６はＢ．Ｐ．Ｆ（バンド
パスフィルタ）、２７はループフィルタ、２８はＶＣ：
Ｏ　（電圧制御型局部発信器）である．ＰＬＬ　（位相
同期ループ）はループフィルタ２７とＶＣ０２８より構
成され、同期回路は絶対値自乗回路２４，２５とＢ，Ｐ
．Ｆ２６とＰＬＬ（位相同期ループ）より構成されてい
る．この例では、受信フィルタ２１．２２からの出力を
各々二乗して加算し、シンボルレートを中心周波数とす
る狭帯域Ｂ．Ｐ．Ｆ２６に通過させる事でシンボルレー
トのタイミングを得ている。ただし、以上の様にして得
られるタイミング成分は不安定であるため、高精度のＰ
ＬＬを用いてタイミングの安定化をはかっている．とこ
ろで，受信信号は、伝送路上で様々な変動（瞬断，フェ
ージング等）を受けるために、この受信信号のみを用い
た同期タイミングは、誤りを生じたり同期信号自体が検
出できなかったりする．この場合、同期がはずれ、シス
テム全体が誤動作することになる．目　　　　　的 本発明は，上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
受信信号から同期信号を検出する通常の手段の他にシン
ボルレートで自走発振する電圧制御型の局部発信器と、
同期信号と局部発信器との位相差を検出する位相比較器
と、この位相比較機からの出力から不用な高調波や雑音
を除去するループフィルタとで構威されるＰＬＬ回路、
およびその制御回路をよりなる強制同期方式を提供する
ことを目的としてなされたものである．旌−一處 本発明は，上記目的を達或するために、原稿から読取っ
た画信号を２値（０．１）に変換する変換手段と、該変
換した２値データ（送信データ）を搬送波の位相情報に
対応づけて変調（位相変調）しパスバンド信号に変換し
て送信する送信手段と、該送信されたパスバンド信号を
受信してこれに搬送波を乗算することで、複素ベースバ
ンド信号に変換する変換手段と，受信信号より同期を検
出する検出手段と、該同期信号に合せて複素ベースバン
ド信号から送信データを再生する再生手段と、受信信号
が伝送系路上及び複素ベースバンド信号に変換される時
に受ける位相シフト（受信信号の搬送波周波数と受信側
での搬送波周波数の初期位相差及び伝送路上で受ける周
波数オフセット）を補正する補正手段とを有する位相変
調方式において，受信信号から同期信号を検出する検出
手段の他にシンボルレートで自走発振する電圧制御型の
局部発信器と，同期信号と局部発信器との位相差を検出
する位相比較器と、該位相比較器からの出力から不用な
高調波や雑音を除去するループフィルタ及びそれらの制
御回路とを備え、受信開始直後は受信信号から検出され
た同期信号を用いてタイミング再生を行ない、かつ同期
信号に合わせて電圧制御型局部発信器の位相を同期させ
、受信信号から得られる同期信号に誤りが生じた時には
自動的に電圧制御型局部発信器の出力信号に同期信号を
切換えてタイミング再生を代行させ、同期信号が復帰し
たら同期信号を使うように制御を切換えることを特徴と
したものである．以下，本発明の実施例に基づいて説明
する． 第１図及び第２図は、本発明による強制同期方式の一実
施例を説明するための構或図で，第１図は、送信側の処
理ブロック図、第２図は、受信側の処理ブロック図であ
る．図中、１は符号器，２，３は送信フィルタ、４は変
調器，５はＡＧＣ（　Ａ　ｕｔｏ　Ｇ　ａｉｎ　Ｃ　ｏ
ｎｔｒｏｌ　：自動利得制御回路），６，７は受信フィ
ルタ，８は同期検出器、９は誤り検出器、ｌＯは制御回
路、１１は位相比較器、１２はループフィルタ，１３は
ＶＣＯ　（電圧制御型局部発信器）、１４は自動等化器
、１５は複素ベースバンド信号補正回路、１６は位相補
正回路、１７は判断部，１８は位相誤差推定部である．
強制同期回路は同期検出器８，誤り検出器９、制御回路
ＩＯ、位相比較器ｌ１、ループフィルタ１２，ＶＣＯ１
３より構或されている。まず、送信側では２値データを
符号器によって位相情報に変換し、その位相（角）のＸ
，　ＹＦＩｊ．分を求める．このＸ，Ｙ或分をそれぞれ
二乗余弦特性をもつ送信フィルタ（波形整形フィルタ）
２，３に入力し，変調器４に入力して各々直交する搬送
波を乗算して，加算し複素パスバンド信号に変換して伝
送路に送出する．ここでの出力波形は、送信フィルタの
影響を無視して考えれば、退出信号をＳ　（ｔ）とする
時以下の様に表される． Ｓ　（ｔ）＝ｓｉｎ（Ｗｃ−ｔ十〇（Ｔ））＝ｃｏｓθ
（Ｔ）　●ｓｉｎ（Ｗｅ　●ｔ　）＋　ｓｉｎθ（Ｔ）
　●ｃｏｇ（Ｗｃ　●ｔ　）＝Ｘ（Ｔ）●ｃｏｓ（Ｗｃ
ｅｔ） ＋Ｙ（Ｔ）・ｓｉｎ（Ｗｃ−ｔ） （１） ここで．　ｃｏｓθ（丁）．　ｓｉｎθ（Ｔ）は，各々
位相角θに対応するＸ，Ｙ成分であり、それらはシンボ
ルレートＴ（伝送レート）で変化する．Ｗｃは、搬送波
の角周波数である．ところで実際には，シンボルレート
Ｔで変化するＸ，Ｙ成分は、波形整形フィルタに入力さ
れて伝送される為，送信波形はＳ　（ｔ）　＝Σｈ（ｔ
−ｉ−Ｔ）・ｃｏｓθ（Ｔ）　・ｓｉｎ（Ｗｃ−ｔ　）
十Σｈ（ｔ−ｉ−Ｔ）・ｓｉｎθ（Ｔ）・ｃｏｓ（Ｗｃ
−ｔ）＝　Ｒｅ（Σｈ（ｔ　−ｉ−Ｔ）・Ｗｉ−ｅｘｐ
（−ｊＷｃ−ｔ　））Ｗｉ＝ｃｏｓθ（Ｔ）　＋　ｊ　
−ｓｉｎθ（Ｔ）（２） となる．ここで、ｈ　（ｔ）は波形整形フィルタのイン
パルスレスポンス、ＷｉはＸ，Ｙ威分の複素数表示であ
る． さて、このような形として伝送された送信波系は、伝送
系での振幅変動、位相変動、伝送路の伝達関数の影響を
受け、 ｒ　（ｔ）＝　ａ−Ｒｅ（ΣＷｉ　ｆ　ｇ（ｔ−ｕ）　
・ｈ（ｕ−ｉ−Ｔ）ｄｕ　・ｅｘｐ（　　ｊＷｃ−ｔ　
−ｊＪＷｏ−ｔ−ｊθＯ））（３） という形で，受信される。ここで、ｇ　（ｔ）は伝送系
の伝送特性、ＪＷｏは周波数オフセット、θ０は位相ジ
ッタ、ａは振幅変動である．この受信信号が第２図で示
される受信器に受信される．受信側での処理は、これら
Ａ　Ｗ　ｏ．　　θｏ．　ａの各値を補正して、ｒ　（
ｔ）よりＷｉを求めることである．実際には、伝送系の
伝送特性ｇ　（ｔ）は受信側の自動等化器１４により、
またａはＡ　Ｇ　Ｃ　（　Ａｕｔｏ　ＧａｉｎＣｏｎｔ
ｒｏｌ）　５により補正される．また．ＡＷｏ、θ０は
，位相補正回路１６で補正される．ここで、振幅特性、
伝送系の伝送特性が補正されているものとすれば、受信
側の受信フィルタ６，７より得られる複素ベースバンド
信号は、以下の様になる。

Ｚ　（ｔ）　＝　Ｓ　（ｔ）　・ｅｘｐ（一ｊＡＷｏ−
ｔ−ｊθ０）＝　Ｓ　（ｔ）　・ｅｘｐ（　−　ｊ（Ａ
Ｗｏ−ｔ＋θｏ））（４） Ｓ　（ｔ）　＝Σｈ（ｔ−ｉ−Ｔ）　・ｃｏｓθ（Ｔ）
十ｊΣｈ（ｔ−ｉ−Ｔ）　・ｓｉｎθ（Ｔ）（５） ここで、Ｚ　（ｔ）は，受信信号から直接得られる複素
ベースバンド信号、Ｓ（ｔ）は，送信時の複素ベースバ
ンド信号である．従って、１３Ｗｏ：周波数オフセット
，θ０：位相ジッタが推定されれば，Ｚ（ｔ）・ｅｘｐ
　（ｊＪＷｏ−ｔ十ｊθ０）を計算することで、Ｓ（ｔ
）を求めることができる。従って、このＳ　（ｔ）から
タイミングＴ毎に（　ｃｏｓθ（Ｔ）、ｓｉｎθ（Ｔ）
）を求めれば良い．Ｓ（ｔ）は、（５）式で示されるよ
うに送信信号と送信フィルタの重畳した形となっている
が．シンボルタイミング（同期信号）が正確に検出され
ていれば、ｈ（ｔ）はｔ＝ｎＴ（シンボルタイミング）
の時のみ１、それ以外は○という符号間干渉を防ぐフィ
ルタであるため．Ｓ（ｔ）の値からＣＯＳθ（Ｔ）、ｓ
ｉｎθ（Ｔ）を求めることができ，送信信号を再生する
ことができる。このため、受信信号から同期信号を正確
に検出する必要がある．そこで本発明では、受信信号か
ら同期信号を検出する通常の手段の他にシンボルレート
で自走発振する電圧制御型の局部発信器と、同期信号と
局部発信器との位相差を検出する位相比較器と、この位
相比較器からの出力から不用な高調波や雑音を除去する
ループフィルタとで構或されるＰＬＬ回路，およびその
制御装置からなる強制同期回路を付加することで同期は
ずれを防止するものである。ここで制御回路は，受信開
始直後は受信信号から検出された同期信号を用いてタイ
ミング再生を行ない、かつその同期信号に合わせて電圧
制御型発信器（ＶＣＯ）の位相を調整し、受信信号から
得られる同期信号に誤りが生じた時には自動的に電圧制
御型発信器（ＶＣＯ）の出力信号に同期信号を切換えて
、タイミング再生を代行させ、同期信号が復帰したら同
期信号を使うように制御を切換えるタイミングを制御す
るものである．具体的な動作は、以下のとおりである．
まず，ＳＷＩを■にして同期を検出し，同期が確立した
らＳＷ２，ＳＷ３をＯＮにしてシンボルレートで自走発
振する局部発信器の位相を同期信号に合わせる．伝送系
の影響で受信信号に誤りが生じ、この結果、同期信号に
誤りが検出された時には、ＳＷ２，ＳＷ３をＯＦＦにし
てＳＷＩを■に切換え、同期信号を局部発信器のものに
する。これによってシステム全体が同期はずれによって
誤動作することを防ぐ。さらに、同期信号が回復したら
制御を切換えて（ＳＷＩを■にする），ＳＷ２，ＳＷ３
をＯＮにしてシンボルレートで自走発振する局部発信器
の位相を同期信号に合わせ先と同様の動作を繰り返す． このように、本発明による強制同期方式の動作は，まず
受信開始直後は受信信号から検出された同期信号を用い
てタイミング再生を行ない、かつその同期信号に合わせ
て電圧制御型発信器（ＶＣＯ）の位相を同期させ、受信
信号から得られる同期信号に誤りが生じた時には自動的
に電圧制御型発信器（ＶＣＯ）の出力信号に同期信号を
切換えて、タイミング再生を代行させ，同期信号が復帰
したら同期信号を使うように制御を切換えるものである
。この強制同期方式によって同期はずれに強いシステム
を構築することができる．なお、本発明は、受信信号か
らタイミング再生を行なう方式に適応するものであり、
特に変調方式は何であっても良い． 妻果 以上の説明から明らかなように、本発明によると，伝送
系で様々な影響を受けた受信信号から同期信号検出する
際に、従来からの同期信号検出手段の他にシンボルレー
トで自走発振する電圧制御型の局部発信器と、同期信号
と局部発信器との位相差を検出する位相比較器と、この
位相比較器からの出力から不用な高調波や雑音を除去す
るループフィルタとで構威されるＰＬＬ回路、およびそ
の制御装置を用いることで、受信開始直後は受信信号か
ら検出された同期信号を用いてタイミング再生を行ない
、かつその同期信号に合わせて電圧制御型発信器（ＶＣ
Ｏ）の位相を調整し、受信信号から得られる同期信号に
誤りが生じた時には自動的に電圧制御型発信器（ＶＣＯ
）の出力信号に同期信号を切換えてタイミング再生を代
行させ、同期信号が復帰したら同期信号を使うように制
御を切換えてタイミング再生を行なうことで、同期はず
れによってシステムが誤動作することを防ぐ事が出来、
さらに、伝送系の変動に強い復調方式を提供することが
出来る。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明による強制同期方式を説明するための
送信側の処理ブロック図、第２図は、受信側の処理ブロ
ック図、第３図は、従来の同期検出のブロック図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原稿から読取った画信号を２値に変換する変換手段
   と、該変換した２値データを搬送波の位相情報に対応づ
   けて変調しパスバンド信号に変換して送信する送信手段
   と、該送信されたパスバンド信号を受信してこれに搬送
   波を乗算することで、複素ベースバンド信号に変換する
   変換手段と、受信信号より同期を検出する検出手段と、
   該同期信号に合せて複素ベースバンド信号から送信デー
   タを再生する再生手段と、受信信号が伝送系路上及び複
   素ベースバンド信号に変換される時に受ける位相シフト
   を補正する補正手段とを有する位相変調方式において、
   受信信号から同期信号を検出する検出手段の他にシンボ
   ルレートで自走発振する電圧制御型の局部発信器と、同
   期信号と局部発信器との位相差を検出する位相比較器と
   、該位相比較器からの出力から不用な高調波や雑音を除
   去するループフィルタ及びそれらの制御回路とを備え、
   受信開始直後は受信信号から検出された同期信号を用い
   てタイミング再生を行ない、かつ同期信号に合わせて電
   圧制御型局部発信器の位相を同期させ、受信信号から得
   られる同期信号に誤りが生じた時には自動的に電圧制御
   型局部発信器の出力信号に同期信号を切換えてタイミン
   グ再生を代行させ、同期信号が復帰したら同期信号を使
   うように制御を切換えることを特徴とする強制同期方式
   。