JPH0468636A - 直交変調信号の復調装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、デジタル変調方式の直交変調信号の復調装置
に関するものである。

従来の技術 デジタル信号を搬送波伝送する際に用いられるデジタル
変調にはＡＳＫ、ＰＳＫあるいはＦＳＫなどの各種の方
式が実用化されている。そのような中で、占有帯域を狭
くする一手段として直交変調がしばしば用いられるよう
になった。

以下図面を参照しながら、従来例（特開昭６２９１０８
９号公報参照）について説明する。第７図は従来例の直
交変調の一種である直交パーシャルレスポンス変調信号
の復調装置のブロック図を示す。

第７図では、テレビジョンの映像信号とデジタルａｍ（
ＱＰＳＫや直交パーシャルレスポンスなどの直交変調）
したデジタル副搬送波信号を多重して伝送し、受信側で
はこのデジタル副搬送波信号を検波するのに必要な互い
に直交する２つの搬送波信号再生を直接行わず、映像信
号より得られる色副搬送波信号から合成するようにして
いる。すなわち、映像信号中の色信号を再生する色信号
処理部２６で色副搬送波信号Ｈの周波数３．５８Ｍ）ｆ
ｚが得られるが、これを５７４倍の周波数に合成する周
波数合成器２５に入力して、周波数４．４７５ＭＨｚの
互いに直交する２つの搬送波信号を取り出す。一方、デ
ジタル副搬送波信号は伝送時にあらかしめ色副搬送波信
号の５７４倍の周波数の互いに直交する２つの搬送波信
号で変調しておくので、検波器１□。

１、で同期検波が行われることになり１検波出力信号、
Ｑ検波出力信号が得られる。つまり、デジタル変調波信
号再生を他の補助信号（ここでは色副搬送波信号）を利
用して行わせようとするものである。

ここで、デジタル変調波が直交の搬送波軸で検波可能な
もの、例えばＱＰＳＫ、直交パーシャルレスポンス、１
６値ＱＡＭなとでは、その搬送波周波数ｒ０を補助信号
の周波数ｆｌのＮ／４（Ｎは自然数）に選べばよい。な
ぜならｆ、をＮ／４倍する時ｆ０は４種類の位相自由度
を持つが、上記の変調方式は送信時の差動符号化などに
より検波時の搬送波信号の９０°ごとの位相自由度は許
容されるからである。

従って従来例の手法により（補助信号が利用できる場合
）、複雑な搬送波再生部を設置することなく安定な同期
検波が可能となる。

発明が解決しようとする課題 しかし、このような従来例では補助信号から合成された
互いに直交する２つの搬送波信号の位相は、初期調整時
には希望する検波位相に合せられるが、それ以降の経時
変化や温度ドリフトに対しては無防備である。特に従来
例で対象としている直交パーシャルレスポンスのように
、ヘクトル空間上の信号点数が多い場合（多値）は、検
波位相の僅かなずれが復調アイパターンの重大な特性劣
化を招くことになる。

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は、検波出力信号の振
幅をＮレベルに判定する第１及び第２のＮレベル判定器
と、前記第１及び第２のＮレベル判定器の出力の変化点
において擬似クロックを発生する擬像クロンク発生器と
、前記擬像クロック発生器の出力からビシトクロツクを
再生するための位相比較器と低域フィルタと電圧制御発
振器とＭ分周器から構成されるＰＬＬ回路と、前記Ｍ分
周器の出力のクロック信号と前記擬似クロック発生器の
出力のパルス信号と前記電圧制御発振器の原発振クロッ
ク信号とを入力し変化点検出信号を出力する変化点検出
器と、前記変化点検出信号の情報により搬送波信号を移
相する可変移相器から構成される。

作用 本発明は上記の構成により、データの変化点の分布を検
出して搬送波信号の位相を、制御する。変化点の検出は
、再生したクロック信号を基準としてクロック信号の位
相をＭ等分したどの位相に変化点が分布しているかを検
出し、変化点の分布範囲が狭まる方向の情報を変化点検
出信号として可変移相器に出力し、可変移相器で搬送波
信号の位相を制御して変化点の分布範囲が狭まるように
、最適な搬送波信号位相を実現するものである。

実施例 以下本発明の一実施例の直交変調信号の復調装置につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１閏は本発明の一実施例のブロック図である。

周波数合成器４において補助信号より得られた搬送波信
号は可変移相器３を経て、位相分離器２で互いに直交す
る２つの搬送波信号となる。一方、入力される直交変調
信号は上記の互いに直交する２つの搬送波信号により検
波器１ｉ、１．で同期検波される。検波器１ｉ、１ｑの
出力であるＮ値の振幅レベルを有する検波出力信号Ａ、
、Ａ、は、Ｎレベル判定器５ｉ、５．にて振幅レベルが
判定される１判定結果は１データ、Ｑデータとして出力
される。一方、■データ、Ｑデータの変化点の論理和出
力は擬似クロック発生器６に出力される。

擬似クロック発生器６では、変化点のタイミングで一定
幅のパルス信号Ｃを発生する。位相比較器７では、Ｍ分
周器１１の出力であるクロック信号Ｅとパルス信号Ｃと
の位相比較を行い位相差に応じた位相誤差信号を出力す
る。位相誤差信号は低域フィルタ８で平滑化され電圧制
御発振器９を制御する。電圧制御発振器９は原発振クロ
ック信号りを発生し、Ｍ分周器１１でＭ分周してクロッ
ク信号Ｅを出力する。クロック信号Ｅは以上の構成で検
波出力信号Ａ、、Ａ、中のデータと同期する。又、デー
タの変化点分布を検出する変化点検出器１０には、パル
ス信号Ｃと原発振クロック信号りとクロック信号Ｅが入
力され、クロック信号Ｅを基準としてクロック信号Ｅの
位相を原発振クロック信号りでＭ等分して、パルス信号
Ｃがどの位相タイミングで入力されているかの検出を行
い、パルス信号Ｃの分布が狭くなる位相の情報を変化点
検出信号Ｆとして可変移相器３に出力する。可変移相器
３では、搬送波信号の位相を変化点検出信号Ｆの情報に
従って移相する。

変化点検出器１０の具体的な一実施例として、第２図に
そのブロンク図を示す。パルス信号ＣＬ！Ｍ段シフトレ
ジスタ１３に入力され原発振クロック信号りによりシフ
トされる。この時、パルス信号Ｃのパルス幅は原発振ク
ロック信号りの１クロック幅が望ましい０Ｍ段シフトレ
ジスタ１３では、クロック信号Ｅの位相を原発振クロッ
ク信号Ｄ′Ｔ：Ｍ等分したのと同様の働きをする。従っ
て、Ｍ段シフトレジスタ１３に入力されたパルス信号Ｃ
がどの位相に存在するかを、クロ、り信号Ｅのタイミン
グでＬ進カウンタ１４１からＬ進カウンタ１４．のＭ個
のＬ進カウンタを用いて、パルス信号Ｃが存在する位相
をカウントする０Ｍ個のＬ進カウンタ１４゜〜１４．の
カウンタ値は分布検出器１５において変化点の分布範囲
が狭まる方向の変化点検出信号Ｆを出力する。一方、カ
ウンタ値の（Ｌ−４）を検出するとＬ進カウンタ１１．
〜１１．にリセット信号を出力する。又、変化点検出器
１０をマイコンに置き換えても同しである。

以上のように構成された直交変調信号の復調装置につい
て、以下第４図、第５図を用いて動作を説明する。第４
図はＱＰＳＫ　（４相ＰＳＫ）変調信号のベクトル空間
上での信号点配置と検波軸の関係を示しており、（ａ）
は最適な検波軸の場合、（ｂ）は検波軸がずれた場合の
様子を示している。第５図はＱＰＳＫ　（４相ＰＳＫ）
変調信号のＩ軸（Ｑ軸）における検波出力のアイパター
ンを示しており、（（資）は最適な検波軸の場合、（ｂ
）は検波軸がずれた場合のアイパターンを示しており、
斜線部分はデータが変化する時の遷移状態の領域を表し
ている。第４図（ａ）において、■軸上のＩＩ、　ＴＬ
は検波器Ａ、で同期検波した場合の各信号点の振幅レベ
ルを示しており、第５図（ａ）のアイパターンに示す様
に必ずＩＵ、　ＩＬの振幅レベルで収束して、Ｎレベル
判定器５．（この場合２レヘル）でデータの判定がなさ
れる。Ｑ軸のＱＵ、ΩＬについても同様である。

第４図、第５図（ａ）の場合のデータの変化点は第５図
（ａ）のしきい値とクロスする時得られる。これから理
解できるように、最適な検波軸の場合の変化点分布はほ
ぼ一点に集中している。一方、第４図（ｂ）のＩ”軸、
Ｑ゛　軸の様に最適な検波軸からずれた場合、各信号点
のＦ軸上での振幅レベルは１０゜ｌｕｘ　、　ＴＬ＋　
、　ＩＬｚとなり、検波器５１で同期検波した時のアイ
パターンを第５図Φ）に示す、Ｑ”軸のＱＵ、　、　ｑ
ｕｚ　、　ＱＬＩ　、　ＱＬＩについても同様である。

第５図〜）で示されるように検波軸がずれると、しきい
値とクロスする変化点領域が広がる。この変化点領域の
広がりを変化点検出器１０が検出し、変化点領域が狭ま
るように変化点検出信号Ｆを出力する。つまり、可変移
相器３で搬送波信号の位相を変化させ、検波軸のずれを
修正する。

変化点検出器１０の出力である変化点検出信号Ｆで可変
移相器３を制御する一方法を第６図に示す。

第６図において、横軸は時間の経過を表しており、縦軸
はスタート時点の検波軸位相を０として士方向の位相に
変化点検出信号Ｆで制御する様子を表している。まず、
変化点領域が最適で有るがどうかを判断するために十方
向に位相を変化させ変化点領域が広がる方向（α、）に
あるため５ステツプ後にスタート時点の位相に設定し直
し、次に位相を一方向に変化させると変化点領域が狭ま
る方向（β、）にあるため位相を変化させ続ける。

方向に位相を変化し続けると変化点領域が広がる方向（
α２）になるため５ステツプ後に最も変化点領域が狭く
なった位相に設定する。その後、変化点領域の範囲に変
化がなければ位相を維持しておく　（ｒ＋　）−次に、
変化点領域の範囲に変化が有る場合、同様の動作（β→
α→γ）を実施して最適な検波軸位相を見つける。第６
図中のαは変化点領域が広がる方向にある時の動作期間
を示し、βは変化点領域が狭まる方向にある時の動作期
間を示し、γは変化点領域に変化が無い動作期間を示し
ている。

次に、可変位相器３の設置箇所について補足説明する。

第１図の実施例では、可変移相器３は周波数合成器４の
出力信号である搬送波信号に対して設置されている。し
かし、可変移相器３は周波数合成器４の内部の適当な箇
所に設置することも可能である。第３図は周波数合成器
４０代表的な内部構成を示している。第３図で搬送波信
号の周波数ｆ、は、補助信号の周波数ｒ１のｘ／ｙ倍で
あり、これを周波数シンセサイザ手法により得ている。

内部の構成はその周波数シンセサイザそのもので有るの
で、動作の説明は省略する。この構成において、可変移
相器３は図中の２１（ゎ＋２１ｔｙ＋。

２１ｏ）　のいずれの位置に設置しても出力搬送波信号
の位相を変化させることが可能である。また、２１（□
）＋　２１（Ｆ）　ｒ　２１１１１１のいずれの位置で
も通過する信号はパルス信号であるので、可変移相器２
１の実質的な機能は可変遅延器であると言える。そのよ
うな機能は、例えば単安定マルチバイブレークの時定数
回路におけるコンデンサを可変容量コンデンサとし、こ
のコンデンサを電圧駆動することにより実現される。第
３図中の２１　（ｖｌ　、　２１　ｔ−ｒの位置におい
ては、補助信号、＊送信号がそれぞれ分周器１８．２０
で分間され、比較的低い周波数になっているので可変移
相器３の応答速度に対して有利な条件を与える。

発明の効果 以上のように本発明は、擬イ以クロック発生器のパルス
信号と電圧制御発振器の原発振クロック信号とＭ分周器
のクロック信号とを大刀してＮレベル判定器での変化点
を検出する変化点検出器と、変化点検出器からの変化点
検出信号により周波数合成器からの搬送波信号の位相を
可変する可変移相器を設けることにより、Ｎレベル判定
器の出力の変化点範囲が狭くなるように可変移相器を制
御して、同期検波に使用する搬送波信号の位相が最適な
検波軸に設定されることを実現している。

これにより、簡単な初期位相調整で多値変調の場合でも
Ｃ／Ｎが劣化した場合でも自動的に最適なデータの復調
動作を行う。

【図面の簡単な説明】

１Ｊ４１図は本発明の一実施例における直交変調信号の
復調装置の構成を示すブロック図、第２図は本発明の構
成要素である変化点検出器の構成の一実施例を示すブロ
ック図、第３図は可変移相器を含む周波数合成器の構成
を示すブロック図、第４図（ａｌ、（ｂｌはＱＰＳＫ信
号のヘクトル空間での信号点配置と直交検波軸の関係図
、第５図（ａ）、　（ｂ）は検波軸の違いによるアイパ
ターンの変化を示す図、第６図は可変移相器を制御する
動作説明図、第７図は従来の補助信号を用いた直交変調
信号の復調装置のブロック図である。 １ｉ、ＩＱ・・・・・・検波器、３・・曲・可変移相器
、４・・・・・・周波数合成器、５８，５９・・・・・
・Ｎレベル判定器、６・・・・・・擬偵りロンク発住器
、１ｏ・・・・・・変化点検出器、１３・・・・・・Ｍ
段シフトレジスタ、１４．〜１４．・・・・・・Ｌ進カ
ウンタ、１５・・・・・・分布検出器。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名菖 図 第 図 （ａ−ン Ｉｂ） Ｇ′軸 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）補助信号を用いて搬送被信号を合成する周波数合
   成器と、前期搬送波信号を移相する可変移相器と、前記
   可変移相器の出力信号を互いに位相の直交する第１およ
   び第２の搬送波信号に分離する位相分離器と、前記第１
   及び第２の搬送波信号を用いて入力される直交変調信号
   を同期検波する第１及び第２の検波器と、前記第１及び
   第２の検波器の検波出力信号の振幅をＮレベルに判定す
   る第１及び第２のＮレベル判定器と、前記第１及び第２
   のＮレベル判定器の出力の変化点において擬似クロック
   を発生する擬似クロック発生器と、前記擬似クロック発
   生器の出力を一方の入力とする位相比較器と、前記位相
   比較器の出力を入力する低域フィルタと、前記低域フィ
   ルタの出力電圧により発振周波数が制御される電圧制御
   発振器と、前記電圧制御発振器の出力の発振周波数をＭ
   分周するＭ分周器とを備え、前記Ｍ分周器の出力は前記
   位相比較器の他方の入力に接続され、又前記Ｍ分周器と
   前記擬似クロック発生器と前記電圧制御発振器との出力
   を入力し変化点検出信号を出力する変化点検出器を設け
   、前記変化点検出信号の情報により前記搬送波信号は前
   記可変移相器で移相されることを特徴とする直交変調信
   号の復調装置。
2. （２）可変移相器は、周波数合成器の内部に組み込まれ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直交変
   調信号の復調装置。