JPH05183591A - 位相判定方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ディジタル位相変調方式の通信シ
ステムの受信端において、ユニークワードの検出タイミ
ングに応じて再生搬送波の位相不確定性に伴う同期検波
出力の反転および置換の補正基準を得る位相判定方式に
関し、複数の位相でユニークワードが検出されても効率
的な補正ができることを目的とする。 【構成】 ディジタル位相変調波がとり得る再生搬送波
の各位相でユニークワードが検出されるか否かを判定
し、かつユニークワードが検出された個々の位相を示す
位相情報を得るユニークワード検出手段１１と、再生搬
送波の周期で位相情報で与えられる位相の数を得る位相
数計数手段１３と、位相の数が単数のときに位相情報を
判定位相とし、先行したフレーム周期の判定位相が位相
情報で与えられるときにその位相情報を判定位相とし、
反対に与えられないときに位相情報からランダムに抽出
した１つを判定位相とする選択手段１５を備えて構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル位相変調方
式を採用した通信システムの受信端において、フレーム
同期用のユニークワードの検出タイミングに応じて再生
搬送波の位相不確定性に伴う同期検波出力の反転および
置換の補正基準を与える位相判定方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声回線あるいはデータ回線毎に単一の
搬送波を割り当て、かつその回線から与えられる伝送情
報を所定構成のフレームによってディジタル位相変調方
式により連続的に送信するＳＣＰＣ方式の衛星通信シス
テムでは、１ビット遅延させた変調波を基準搬送波とし
て用いる差動検波方式を採用すると、その基準搬送波と
なる受信信号にも定常的に雑音が相加されることに起因
して符号誤り率が劣化するので、受信信号とこれに位相
同期した再生搬送波とを乗算して検波出力を得る同期検
波方式が採用される。

【０００３】このような衛星通信システムの受信局で
は、受信信号を同期検波して得られたビット列からフレ
ーム同期用のユニークワードを検出したタイミングに基
づいて、搬送波の絶対位相を示す位相情報を求める位相
判定方式が採用され、かつその位相情報に応じて変調方
式に対応したシンボル（例えば、変調方式がＱＰＳＫで
ある場合には同一タイミングの２ビット）毎に、上述し
た再生搬送波の位相不確定性に伴う検波出力の反転およ
び置換が補正される。

【０００４】図５は、従来の位相判定方式の構成例を示
す図である。図において、受信信号は、ユニークワード
検出回路５１に与えられる。ユニークワード検出回路５
１の出力に得られる４ビットの出力信号はエンコーダ５
２に与えられ、その出力には判定位相が得られる。

【０００５】このような構成の位相判定方式では、ユニ
ークワード検出回路５１は、受信信号に含まれるフレー
ムのユニークワードとその基準となるビット列との相関
をとり、両者が所定の精度で一致したタイミングに応じ
て搬送波の位相を示す信号を送出する。このような信号
は、受信信号が４相位相変調（ＱＰＳＫ）波である場合
には、その変調波がとり得る４つの位相にそれぞれ対応
した４ビットの信号として並列に出力される。エンコー
ダ５２は、これらの信号を符号化して上述した４つの位
相の内の１つを示す２ビットの位相情報（「００」、
「０１」、「１０」、「１１」の何れか１つ）を判定位
相として送出する。

【０００６】すなわち、従来の位相判定方式では、ユニ
ークワードが再生搬送波の単一の位相でのみ検出される
ことを前提としていたが、ユニークワード長が短く、か
つそのユニークワードの検出時に許容すべき誤りビット
の数（以下、「トレランス」という。）を大きくとる必
要がない場合には、再生搬送波の位相不確定性を除去す
る上で特に問題となることはなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の位相判定方式では、システムの仕様その他の要求
に応じてユニークワードの長さが大きく設定されると、
擬似同期の回避、同期引き込み時間の短縮および同期外
れの保護に着目してトレランスを最適に設定しても、ユ
ニークワードが再生搬送波の複数の位相で検出されるこ
とがあるために、再生搬送波の位相不確定性に起因した
同期検波出力の反転および置換を効率的に補正すること
ができなかった。

【０００８】本発明は、再生搬送波の複数の位相でユニ
ークワードが検出されても、位相不確定性に伴う同期検
波出力の反転および置換の効率的な補正を可能とする位
相判定方式を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理ブ
ロック図である。本発明は、再生搬送波に基づくティジ
タル位相変調波の同期検波出力として得られるフレーム
のフレーム同期用ユニークワードの検出タイミングに応
じて、再生搬送波の位相不確定性に起因した同期検波出
力の反転および置換の補正基準となる判定位相を得る位
相判定方式において、ティジタル位相変調波がとり得る
再生搬送波の各位相でユニークワードが検出されるか否
かを判定し、かつユニークワードが検出された個々の位
相を示す位相情報を送出するユニークワード検出手段１
１と、位相情報で与えられる位相の数を得る位相数計数
手段１３と、位相の数が単数のときに位相情報を判定位
相とし、先行したフレーム周期で得られた判定位相が位
相情報で与えられるときにその位相情報を判定位相と
し、反対に与えられないときに位相情報からランダムに
抽出した１つを判定位相とする選択手段１５を備えたこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明では、選択手段１５が、ユニークワード
検出手段１１から送出される位相情報で示される位相の
数が複数であると、先行して送出された判定位相と同じ
位相が上述した位相情報で再び与えられたときにはその
位相を示す位相情報を判定位相とし、反対に与えられな
いときには複数の位相情報から１つをランダムに選択し
て判定位相とする。

【００１１】すなわち、システムの要求によりユニーク
ワード長が長く設定され、かつそのユニークワード検出
のトレランスが大きく設定されたために再生搬送波の複
数の位相でユニークワードが検出されても、先行して送
出された判定位相が再び得られた場合にはその位相情報
が優先的に判定位相として送出され、その反対の場合に
は実際に得られた位相情報から１つを選択して判定位相
とするので、実際にユニークワードが検出されたタイミ
ングに対応する位相のみが確実に判定位相として得られ
る。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図２は、本発明の一実施例を示す図
である。

【００１３】図において、図５に示すものと機能および
構成が同じものについては、同じ参照番号を付与して示
し、ここではその説明を省略する。本発明の特徴とする
構成は、本実施例では、エンコーダ５２の出力端に選択
回路２１を配置し、ユニークワード検出回路５１−エン
コーダ５２間の接続点と選択回路２１の入力との間に位
相数検出回路２２および位相比較回路２３を配置し、か
つ選択回路２１の出力をラッチして再び選択回路２１に
与えるラッチ回路２４と、選択回路２１に乱数を与える
乱数発生部２５とを配置した点にある。

【００１４】位相数検出回路２２では、ユニークワード
検出回路５１の４ビットの出力信号Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ 、
Ｐ₄ がカウンタ２６に与えられ、そのカウント値を示す
２ビットの出力はデコーダ２７の入力に接続される。デ
コーダ２７の４ビットのデコード出力は、選択回路２１
に接続される。

【００１５】位相比較回路２３では、ユニークワード検
出回路５１の４ビットの出力信号Ｐ ₁ 〜Ｐ₄ がセレクタ
２８に与えられ、その出力はラッチ回路２９を介して選
択回路２１に接続される。セレクタ２８の選択入力に
は、ラッチ回路２４の出力信号が与えられる。

【００１６】乱数発生部２５では、２値乱数発生回路３
０と３値乱数発生回路３１とを備え、これらの出力は選
択回路２１に接続される。図３は、選択回路の構成を示
す図である。

【００１７】図において、トライステートのバッファゲ
ート４０の入力にはエンコーダ５２の２ビットの出力信
号がビット毎に与えられ、バッファゲート４０の出力に
は判定位相が得られる。バッファゲート４０の制御入力
には、デコーダ２７の第一のデコード出力が与えられ
る。オアゲート４１の入力にはデコーダ２７の第二〜第
四のデコード出力が与えられ、オアゲート４１の出力は
アンドゲート４２の一方の入力に接続される。アンドゲ
ート４２の出力はトライステートのバッファゲート４３
の制御入力に接続され、その出力はバッファゲート４０
の出力とビット毎にワイヤードオアされる。インバータ
４４の入力およびトライステートのバッファゲート４５
の制御入力にはラッチ回路２９の出力信号が与えられ、
バッファゲート４５の入力にはラッチ回路２４の出力信
号が与えられる。バッファゲート４５の出力はバッファ
ゲート４０の出力とビット毎にワイヤードオアされ、イ
ンバータ４４の出力はアンドゲート４２の他方の入力に
接続される。

【００１８】アンドゲート４６₁ 〜４６₃ の一方の入力
およびアンドゲート４７₁ 〜４７₃ の第一の入力には、
ユニークワード検出回路５１の出力信号Ｐ₁ が与えられ
る。アンドゲート４６₁ の他方の入力、アンドゲート４
６₄ 、４６₅ の一方の入力、アンドゲート４７₁ 、４７
₂ の第二の入力およびアンドゲート４７₄ の第一の入力
には、ユニークワード検出回路５１の出力信号Ｐ₂ が与
えられる。アンドゲート４６₂ 、４６₄ の他方の入力、
アンドゲート４６₆ の一方の入力、アンドゲート４７₁
の第三の入力およびアンドゲート４７₃ 、４７₄ の第二
の入力には、ユニークワード検出回路５１の出力信号Ｐ
₃ が与えられる。アンドゲート４６₃ 、４６₅ 、４６₆
の他方の入力およびアンドゲート４７₂ 〜４７₄ の第三
の入力には、ユニークワード検出回路５１の出力信号Ｐ
₄ が与えられる。

【００１９】アンドゲート４６₁ 〜４６₆ の出力はそれ
ぞれセレクタ４８₁ 〜４８₆ のイネーブル端子に接続さ
れ、アンドゲート４７₁ 〜４７₄ の出力はそれぞれセレ
クタ４９₁ 〜４９₄ のイネーブル端子に接続される。セ
レクタ４８₁ 〜４８₆ の選択入力には乱数発生部２５の
２値乱数発生回路３０の出力が与えられ、セレクタ４９
₁ 〜４９₄ の選択入力には乱数発生部２５の３値算数発
生回路３１の出力が与えられる。セレクタ４８₁ 〜４８
₆ 、４９₁ 〜４９₄ のデータ入力には、ユニークワード
検出回路５１が出力する４ビットの出力信号Ｐ₁ 〜Ｐ₄
の内、それぞれアンドゲート４６₁ 〜４６₆ 、４７₁ 〜
４７₄ を介してイネーブル端子に与えられる個々の組合
せに対応した２ビットの位相情報が固定設定される。セ
レクタ４８₁ 〜４８₆ 、４９₁ 〜４９₄ の出力は、ビッ
ト毎にワイヤードオアされてバッファゲート４３の入力
に接続される。

【００２０】なお、本実施例と図１に示すブロック図と
の対応関係については、ユニークワード検出回路５１は
ユニークワード検出手段１１に対応し、位相数検出回路
２２は位相数計数手段１３に対応し、位相比較回路２
３、ラッチ回路２４、乱数発生部２５および選択回路２
１は選択手段１５に対応する。

【００２１】図４は、本実施例の動作を示すフローチャ
ートである。以下、図２〜図４を参照して本実施例の動
作を説明する。ユニークワード検出回路５１は、受信信
号として与えられるＱＰＳＫ変調波がとり得る再生搬送
波の４つの位相で、受信信号のビット列にユニークワー
ドが検出されるか否かを判定する。その判定結果は上述
した４ビットの出力信号Ｐ₁ 〜Ｐ₄ として各位相毎に独
立したビットで得られ、これらの出力信号は対応する位
相でユニークワードが検出された（図４）場合にのみ
ハイレベルとなる。

【００２２】位相数検出回路２２では、カウンタ２６
は、４ビットの出力信号Ｐ₁ 〜Ｐ₄ の内で、フレーム周
期でハイレベルとなったもののビット数をカウントし
（図４）、そのカウント値が「１」であるとデコーダ
２７を介してその第一の出力からハイレベルの信号を送
出する。選択回路２１のバッファゲート４０は、このよ
うにして制御入力に与えられるハイレベルの信号に応じ
て、エンコーダ５２が出力する位相情報を判定位相とし
て送出する（図４）。すなわち、ユニークワードが再
生搬送波の単一の位相で検出された場合には、エンコー
ダ５２から出力される位相情報をそのまま判定位相とす
る。

【００２３】しかし、カウンタ２６のカウント値が複数
であると、そのカウント値に応じてデコーダ２７の第二
〜第四の出力の何れか１つがハイレベルとなるので、ア
ンドゲート４２の一方の入力はオアゲート４１を介して
ハイレベルに設定される。

【００２４】ラッチ回路２４は先行するフレームで選択
回路２１から送出された判定位相を保持する。位相比較
回路２３のセレクタ２８は、ユニークワード検出回路５
１が送出する４ビットの出力信号Ｐ₁ 〜Ｐ₄ の内、ラッ
チ回路２４に保持された判定位相に対応するものを選択
してラッチ回路２９に保持する。

【００２５】このようにして保持される信号は、ユニー
クワードが検出された位相を示す出力信号Ｐ₁ 〜Ｐ₄ の
内、先行するフレームでユニークワードが検出された位
相と同じ位相に対応するものであるから、その先行する
フレームと同じ位相でユニークワードが検出された場合
にはハイレベルとなる。バッファ回路４５は、このよう
にして与えられるハイレベルの信号に応じてラッチ回路
２４に保持された出力をそのまま新たな位相情報として
送出する（図４）。

【００２６】しかし、先行するフレームと同じ位相でユ
ニークワードが検出されなかった場合には、バッファゲ
ート４３はインバータ４４およびアンドゲート４２を介
してイネーブル状態に設定される。このような状態で
は、ユニークワードが検出された複数の位相の組合せに
応じてアンドゲート４６₁ 〜４６₆ 、４７₁ 〜４７₄ の
何れか１つがその出力にハイレベルの信号を送出し、そ
の信号に応じてセレクタ４８₁ 〜４８₆ 、４９₁ 〜４９
₄ の内の１つがイネーブル状態となる。

【００２７】このようにしてイネーブル状態に設定され
たセレクタは、２値乱数発生回路３０あるいは３値乱数
発生回路３１からフレーム周期で切り替えて与えられる
乱数の値に応じて、ユニークワードが検出された位相の
内の１つに対応した位相情報を選択し、その位相情報は
バッファゲート４３を介して判定位相として送出される
（図４）。

【００２８】このように本実施例によれば、ユニークワ
ードが再生搬送波の複数の位相で検出されても、これら
の位相に前フレームと同じ位相が含まれる場合には、そ
の位相を判定位相として送出し、反対に前フレームと同
じ位相が含まれない場合には、これらの位相からランダ
ムに選択したものを判定位相として送出するので、ユニ
ークワード長が長く設定され、かつ要求される同期特性
に応じて設定されたトラレンスが大きな値となる衛星通
信システムにおいても、再生搬送波の位相不確定性に伴
う同期検波出力の反転および置換について効率的な補正
が可能となる。

【００２９】なお、本実施例では、ユニークワード検出
回路５１およびエンコーダ５２にハードウエアで構成さ
れる選択回路２１、位相数検出回路２２、位相比較回路
２３、ラッチ回路２４および乱数発生部２５を付加した
が、本発明は、このような構成に限定されず、例えば、
これらの付加回路の全てあるいは任意の部分に代えてマ
イクロプロセッサやＤＳＰを用い、かつファームウエア
（ソフトウエア）の制御の下で同様の機能を実現しても
よい。

【００３０】また、本実施例では、ユニークワード検出
回路５１から送出される出力信号Ｐ ₁ 〜Ｐ₄ をエンコー
ダ５２を介して符号化したものを判定位相としている
が、本発明は、このような構成に限定されず、例えば、
選択回路２１の後段にエンコーダ５２を配置し、かつ選
択回路２１、ラッチ回路２４、セレクタ４８₁ 〜４
８₆ 、４９₁ 〜４９₄ を上述した出力信号Ｐ₁ 〜Ｐ₄ に
適合した４ビットの並列回路で構成してもよい。

【００３１】さらに、本実施例では、先行するフレーム
で送出された判定位相と同じ位相が新たな位相情報で与
えられた場合には、ラッチ回路２４に保持された判定出
力を再度選択回路２１を介して出力しているが、本発明
は、このような方法に限定されず、例えば、選択回路２
１の出力段にラッチ回路を設け、かつそのラッチ回路の
出力をそのまま保持する方法を採用してもよい。

【００３２】また、本実施例では、ユニークワードが複
数の位相で検出されてもこれらの位相に先行して送出さ
れた判定位相が含まれない場合には、乱数発生部２５か
ら出力される乱数に応じて１つの位相を選択する方法を
採用しているが、本発明は、このような方法に限定され
ず、実際にユニークワードが検出された複数の位相をほ
ぼ一様に順次選択することができるならば、例えば、ロ
ータリープライオリティ方式によって同様の選択を行っ
てもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、再生搬
送波の複数の位相でユニークワードが検出されても、こ
れらの位相に先行するフレームで送出された判定位相と
同じ位相が含まれる場合にはその位相を優先的に判定位
相として送出し、反対に含まれない場合には実際に得ら
れた位相情報からランダムに１つを選択して判定位相と
する。

【００３４】したがって、ユニークワード長が長く設定
され、かつそのユニークワード検出のトレランスが大き
く設定されたシステムにおいても、ユニークワードが実
際に検出された位相のみが判定位相として得られるの
で、再生搬送波の位相不確定性に起因した同期検波出力
の反転および置換を効率的に補正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図である。

【図３】選択回路の構成を示す図である。

【図４】本実施例の動作を示すフローチャートである。

【図５】従来の位相判定方式の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１１ ユニークワード検出手段 １３ 位相数計数手段 １５ 選択手段 ２１ 選択回路 ２２ 位相数検出回路 ２３ 位相比較回路 ２４，２９ ラッチ回路 ２５ 乱数発生部 ２６ カウンタ ２７ デコーダ ２８ セレクタ ３０ ２値乱数発生回路 ３１ ３値乱数発生回路 ４０，４３，４５ バッファゲート ４１ オアゲート ４２，４６，４７ アンドゲート ４４ インバータ ４８，４９ セレクタ ５１ ユニークワード検出回路 ５２ エンコーダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再生搬送波に基づくディジタル位相変調
   波の同期検波出力として得られるフレームのフレーム同
   期用ユニークワードの検出タイミングに応じて、前記再
   生搬送波の位相不確定性に起因した前記同期検波出力の
   反転および置換の補正基準となる判定位相を得る位相判
   定方式において、 前記ディジタル位相変調波がとり得る前記再生搬送波の
   各位相で前記ユニークワードが検出されるか否かを判定
   し、かつ前記ユニークワードが検出された個々の位相を
   示す位相情報を送出するユニークワード検出手段（１
   １）と、 前記位相情報で与えられる位相の数を得る位相数計数手
   段（１３）と、 前記位相の数が単数のときに前記位相情報を前記判定位
   相とし、先行したフレーム周期で得られた判定位相が前
   記位相情報で与えられるときにその位相情報を前記判定
   位相とし、反対に与えられないときに前記位相情報から
   ランダムに抽出した１つを前記判定位相とする選択手段
   （１５）を備えたことを特徴とする位相判定方式。