JPH06502977A - デジタル伝送装置および直接変換レシーバ - 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】 本発明は、デジタル情報伝送装置、より特定的には電波またはデジタル無線ビー ムによる通信装置に関し、該装置はマイクロ波で直接コヒーレント復調を実行す るレシーバを含んでいる。

無線ビームはデジタル出力に含まれている情報用の伝送チャンネルであり、該装 置は少なくとも一つのトランスミッタと少なくとも一つのレシーバとを含んでい る。一般に使用される変調は、複素平面において偶数の状態を有する［群Ｊ　（ ｃｏｏｓｊｅｌｌｓｔｉｏａ　）を規定する、複数の振幅および位相状態を有す る変調である。

このタイプの従来のデジタル伝送装置が添付の図１および図２にブロック図の形 態で示されている。

該装置は、コヒーレント復調、即ち送信に同期した復調であり、該復調は直接マ イクロ波で、即ち中間周波数に転換することなく実行される。図１はトランスミ ッタの部分図であり、図２はレシーバの部分図である。

図１に示されているようなトランスミッタは、出力ターミナル２で送信搬送周波 数を供給するシンセサイザまたは他のタイプのマイクロ波発振器１と、２から搬 送周波数を受信すると共に二つの変調人力４および５でベースバンドに供給され る伝送データ列ＰおよびＱを従来の方法で受信するマイクロ波変調器３と、変調 器３の出カフで得られる変調信号の増幅器６であって、その出力信号８をレシー バ側に送信するように送信フィルタ（図示せず）を介してアンテナに与える増幅 器６とを上流から下流までに連続して含んでいる。

図２に示されているレシーバは順に、 受信フィルタ（図示せず）を介して受信アンテナからの無線周波数信号を入力１ ０で受信する低雑音増幅器９、即ち、ＡＦＢと、 増幅器９によって受信且つ増幅された信号をその人力１２で受信するマイクロ波 復調器１１と、 その出力目が復調器１目こ接続されているＶＣＯ（電圧制御発振器）型のマイク ロ波制御復調発振器１３であって、良好なスペクトル純度と低周波ドリフトとを 有する必要から、一般に高いＱ係数を有する誘電体共振器を使用して作られる発 振器１３と、ベースバンドで信号処理を実行する部分１５であって、従来、例え ば、低雑音増幅器、ローパスフィルタ、グループ伝播遅延調整装置および自動利 得制御増幅器（ＡＧＣ）などを備えており、復調器１１に接続された入力ターミ ナル１６および１７にそれぞれ与えられた二つの受信且つ復調されたデータ列Ｐ およびＱを処理し、処理後にレシーバの二つの出力１８および１９で、ベースバ ンドにおいて処理されたこれら二つのデータ列ＰおよびＱを供給する部分１５と 、 入力２１および２２で処理デバイス１５から出力した二つのデータ列ＰおよびＱ を受信すると共に、出力２３で発振器１３のｆｉＩｉ１１１入力に加えられるＤ Ｃ電圧の形態の位相エラー信号を供給し、それによって受信された信号と再構成 された搬送波との間の位相差を打ち消す特性の位相同期ループを形成する、ベー スバンドで作動する位相評価器２Ｇ（ｅｓ日ｍｓｊｅｍｒ　ｄｅ　ｐｈ＋＊ｓｅ ）　テあッテ、言い換えれば、再生搬送波と受信搬送波との間の位相エラーの関 数である電圧を生成させ、この位相評価器の２３における出力電圧が受信発振器 １３の周波数および位相制御を可能にし、それによって受信信号の「コヒーレン ト」復調を可能にする位相評価器２０と を含んでいる。

上記に記載の従来の装置は、 レシーバが狭通過帯域を有していること、即ち、復調発振器１３は良好なスペク トル純度と低周波数ドリフトとを有していなければならないので、該発振器１３ が高度の周波数追従性（ｇｇｉｌｉｔｅ）を有することは不可能であり、従って 実際にはこの種のレシーバは、一般的に単一のチャンネルのみを受信するのに適 しており、そのために応用がかなり制限されるということと、上記システムが「 疑似ロッキング」に敏感であるということ、即ち、コヒーレント復調器において は、ここで説明している復調器についても言えることであるが、二つの直交軸上 での変調の場合に、デジタル情報の伝送レートの１／４の整数倍で搬送周波数の 両側に位置する周波数で疑似ロッキングが発生する可能性があり、従って搬送波 再生装置がそのような疑似ロッキングを検出且つ修正するための装置を必ず備え ていなければならず、特に、非常に低いデジタル出力の場合、または周波数追従 性であるレシーバが必要とされるときには直接復調を常に使用することがほぼ不 可能になるという結果を生じるというような欠点を何している。

これらの問題は復調発振器として周波数シンセサイザを使用することによって理 論的には克服できる。しかし直接ｕ１ｇＩの本ケースにおいては、そのようなシ ンセサイザの発振器はシンセサイザの基準信号（一般的には水晶）と位相評価器 からの出力電圧とによって同時にサーボ＃１４Ｉｌｌされねばならず、それは当 然両立しない。その結果、今までのところマイクロ波周波数で直接復調を実行す る際に周波数シンセサイザを使用することは残念ながら不可能であった。

本発明はこれらの欠点を改善することを目的とする。このために本発明は、特に マイクロ波無線ビームによるデジタル情報伝送装置を提供し、該装置は、マイク ロ波搬送波によるデジタルデータの少なくとも一つのトランスミッタと、マイク ロ波周波数で直接コヒーレント復調を実行する少なくとも一つのレシーバとを含 んでいる。本発明によると、トランスミッタが、搬送周波数を生成するために、 伝送するべきデジタル出力のクロック周波数によってその基準信号が供給される 第１の周波数シンセサイザを使用し、さらにレシーバが、第１の周波数シンセサ イザと少なくとも機能的に同一であると共にその基準信号が受信デジタル出力か ら再生されたクロック周波数によって同様な方法で供給されるもう一つの周波数 シンセサイザを復調発振器として使用し、その結果この復調発振器の周波数が上 記送信搬送周波数と同一であると共に該周波数に同期しており、必要に応じて、 レシーバ、特にループ回路によって生成され得る位相オフセットを補正するため に、復調発振器の出力と対応する復調器の制御入力との間に補助位相オフセット 回路が設けられる。

本発明は、添付の図面を参照して下記に記載されているようなデジタルデータ伝 送装置の非限定的実施例を読むことによりその利点および他の特徴が良く理解さ れるであろう。

図３および図４は無線ビームによるデジタル通信装置の一つの実施例におけるト ランスミッタおよびレシーバのそれぞれのブロック図である。

図５はトランスミッタおよびレシーバの両方に備えられているようなシンセサイ ザ発振器のブロック図である。

図６は一部が改善されたレシーバの変形例を示す図４と同様なブロック図である 。

図３を上記記載の図１と綿密に比較してみると、無線ビームのトランスミッタは 図１のトランスミッタと同様な変調器３と増幅器６とを備えているが、そのシン セサイザ発振器ＬＡ１即ち周波数シンセサイザは、伝送用２進出力のクロック信 号Ｈを、より正確に言うと、図５を参照して記載しているクロック周波数Ｈの約 数を基準信号として入力２４で受信する。

このようなシンセサイザ発振器ＩＡの一つの可能な実施例が、図５を参照して単 なる例として記載されているが、現在知られている多くのタイプの周波数シンセ サイザを考慮すれば、この例が全く限定的でないことが理解されよう。

周波数シンセサイザは、無線周波数搬送波Ｆを構成するマイクロ波信号を出力２ で供給する電圧制御マイクロ波発振器、即ちｒＶｃＯＪ２５を含んでいる。

出力信号の一部は、結合器２６によって収集されて、通常分割レベルＮ２で分割 するための調整可能な分割器２８を備えているループ２７を伝わる。

ループ信号が位相コンパレータ３Ｇの二つの入力のうちの一方２９に与えられ、 その他方の入力３１は、クロック周波数Ｈ１即ち２４で入力されて、分割レベル Ｎ１で分割する調整可能な分割手段３２によって分割される２進デ一タ伝送速度 を与える周波数を受信する。

位相コンパレータ３０から出力されたエラー信号３３は、増幅器／ループフィル タ３５を通過した後で発振器２５の制御人力３４に与えられる。

従って、搬送周波数Ｆは、デジタル出力のクロック周波数Ｈによって設定され、 より正確には、下記の値Ｆ　＝　Ｈｘ　Ｎ　２　／　Ｎ　１ に設定される。

図４を図２と比較してみると、レシーバは、図２に示されているレシーバと同様 な増幅器９、復調器１１およびベースバンドプロセッサ１５を有しているのがわ かる。

対照的に本発明によれば、その復調発振器１３＾は、送信に使用される、即ち上 記に説明したものと同様な分割レベルＮ１およびＮ２を含む発振器ＩＡと同一の 周波数シンセサイザによって構成されている。

この発振器１３Ａがその人力２３で受信する該発振器の基準信号は、伝送りロッ ク周波数と同一であると共に、ベースバンドで復調且つ処理されたデータＰおよ びＱを二つの入力３７および３８で受信する従来の伝送速度再生回路３６によっ て再生されるデジタル出力のクロック周波数Ｈによって構成されており、二つの データ列がこのレシーバのブロック図の出力１８および１９上に存在する。

従って発振器１３＾−の出力３９で得られる周波数は、再生された伝送速度Ｈに よって制御されるので、必然的に伝送無線周波数Ｆと同一であると共に該周波数 に同期している。従って従来技術の装置において発生し得る上記の疑似ロッキン グは、この場合全く発生し得ない。

それ自体周知の回路である伝送速度再生回路３Ｇは、実際上一定の位相オフセッ トを発生させるという欠点を有する論理ゲートまたは他の機能素子をしばしば含 むということに注意すべきである。

これが、発振器１３Ａの出力３９のマイクロ波信号が復調器１１０入力１４に直 接与えられず、位相オフセット値を制御するための制御電圧Ｖの制御のもとに固 定位相シフトを生成させる調整可能な位相シフト回路４０によって主に処理され る理由であり、該電圧Ｖは位相シフト回路４０の制御人力４１に与えられる。

固定位相シフトは、伝送速度再生回路３６を含むループ内の上記の位相オフセッ トを補正するように調整される。

二つのシンセサイザＩＡおよび１３Ａに共通な分割レベルＮ１およびＮ２を適当 に調整することにより、搬送周波数Ｆを変更することが可能であり、それによっ てこの装置が大量のチャンネルをカバーすることが可能になる。

一部が改善されたレシーバの変形例が図６に示されている。

この場合、特に上記の電圧Ｖの手動調整を不要にするだけでなく、例えば温度変 化によりループに発生し得る位相ドリフトを補正するための自動制御を目的とし て、例えば図１の評価器２０と同様な位相評価器４３によってオフセット電圧Ｖ が自動的に供給される。従って位相評価器４３は出力１８および１９に存在する 復調されたデータＰおよびＱによって制御される。

本発明が上記に記載された実施例に限定されないのは当然である。従って他のタ イプのシンセサイザの使用も可能であり、送信シンセサイザＩＡおよび受信シン セサイザｔ３＾は、機能的に同一であるなら、即ち、両方とも基準信号として２ 進出力伝送速度の倍数または約数を有する場合には、構造的に異なっていても良 い。

ＦＩＧ、１ べ―スｌぐンド ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、　６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特にマイクロ波無線ビームによるデジタル情報伝送装置であって、該装置は 、マイクロ波搬送波（Ｆ）による少なくとも一つのデジタルデータ（Ｐ、Ｑ）の トランスミッタと、マイクロ波周波数で直接コヒーレント復調を実行する少なく とも一つのレシーバとを含んでおり、 前記トランスミッタが、マイクロ波搬送周波数（Ｆ）を生成するためにその基準 信号（２４、３１、３２）が伝送されるべきデジタル出力のクロック周波数（Ｈ ）によって供給される第１の周波数シンセサイザ（１Ａ）を使用し、前記レシー バが、少なくとも機能的には前記第１の周波数シンセサイザ（１Ａ）と同一であ ると共にその基準信号が受信されたデジタル出力から再生されたクロック周波数 （Ｈ、２３）によって同様な方法（３１、３２）で供給されるもう一つの周波数 シンセサイザ（１３Ａ）を復調発振器として使用し、その結果、前記復調発振器 （１３Ａ）の周波数（Ｆ、３９）が前記送信搬送周波数（Ｆ、２）と同一である と共に該周波数に同期しており、前記レシーバ、特にそのループ回路（３６）に よって偶発的に発生し得る位相オフセットを補正するために、前記復調発振器（ １３Ａ）の出力と対応する復調器（１１）の制御入力（１４）との間に補助位相 オフセット回路（４０）が設けられていることを特徴とするデジタル情報伝送装 置。 ２．再生されたクロック信号（Ｈ、２３）が、ベースバンドにおいて復調且つ処 理された（１５）データ（Ｐ、Ｑ）を受信する（３７、３８）伝送速度再生回路 （３６）によって前記シンセサイザ復調発振器（１３Ａ）に供給されることを特 徴とする請求項１に記載のデジタル伝送装置。 ３．前記位相オフセット回路（４０）がベースバンドにおいて復調且つ処理され た（１５）データ（Ｐ、Ｑ）を受信する位相評価器（４３）によって制御される （４１）ことを特徴とする請求項１または２に記載のデジタル情報伝送装置。 ４．前記シンセサイザ（１Ａ、１３Ａ）の出力周波数（Ｆ）が、Ｆ＝ＨｘＮ２／ Ｎ１ ｛ここで、Ｎ２は前記シンセサイザのループ（２７）に通常取り付けられている 調整可能な分割器（２８）である｝であるように、クロック周波数Ｈが可変レベ ルＮ１の分割器を介して前記二つのシンセサイザ（１Ａ、１３Ａ）の各々に与え られることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のデジタル情報伝 送装置。 ５．特に請求項１のデジタル情報伝送装置に用いられる、マイクロ波周波数で直 接コヒーレント復調を実行するためのレシーバであって、該レシーバが、少なく とも機能的にトランスミッタの前記第１の周波数シンセサイザ（１Ａ）と同一で あると共に、その基準信号が受信されたデジタル出力から再生されたクロック周 波数（Ｈ、２３）によって同様な方法で（３１、３２）供給される第２の周波数 シンセサイザ（１３Ａ）を復調発振器として使用し、その結果、前記復調発振器 （１３Ａ）の周波数（Ｆ、３９）が前記送信搬送周波数（Ｆ、２）と同一である と共に該周波数に同期しており、前記レシーバに偶発的に発生し得る位相オフセ ットを補正するために、前記復調発振器（１３Ａ）の出力と対応する前記復調器 （１１）の制御入力（１４）との間に補助位相オフセット回路（４０）が設けら れていることを特徴とするレシーバ。