JPH07183930A

JPH07183930A - デジタル変調波復調装置

Info

Publication number: JPH07183930A
Application number: JP5328240A
Authority: JP
Inventors: Kunio Ninomiya; 邦男二宮; Seiji Sakashita; 誠司坂下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡単でハードウェア規模が小さく、温
度ドリフト、調整箇所が少ないＩＣ化に適した汎用性の
あるデジタル信号処理形の復調装置を提供する。【構成】入力されたデジタル変調波はミキサ回路２に
供給され、局部発振器３からの発振周波数信号と乗算す
ることにより、ベースバンド変調波信号に変換される。
周波数変換された変調波信号は、低域通過フィルタ４を
通過してＡ／Ｄ変換器５にてデジタル信号に変換され
る。デジタル化された変調波信号は、ラッチ回路８、９
により２系列に分配され、それぞれ同一のデジタルチャ
ネルフィルタ１１、１３に供給される。デジタルチャネ
ルフィルタはフィルタ内の各乗算器の係数を複数個備
え、係数制御回路１２からの制御信号により各乗算器の
係数を切り換えられる。これにより、２分配されたデジ
タルデータを、要求されるスペクトルに整形しながら同
時に、それぞれ同相検波出力と直交検波出力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衛星通信、衛星放送、
地上通信及び地上放送等において利用されるデジタル変
調波の復調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通信ニ−ズの増大や通信技術の発展に伴
い、種々の通信システムが開発されており、その中でも
映像信号及び音声信号等を伝送するシステムにおいて
は、高品質な伝送及び周波数利用効率の向上に有効なデ
ジタル変調技術がある。

【０００３】従来から、地上デジタルマイクロ波通信等
では周波数利用効率の良い１６ＱＡＭ（１６値直交振幅
変調）、６４ＱＡＭ（６４値直交振幅変調）などの多値
直交振幅変調が用いられており、また衛星通信では伝送
符号誤り率の良いＢＰＳ（２相位相変調）、ＱＰＳＫ
（４相位相変調）方式等が、一般に用いられてきた。

【０００４】近年このデジタル伝送技術が、移動体通信
やＡＴＶ（アドバンストテレビジョン）等民生用として
も多く利用されるようになり、高品質信号伝送特性及び
周波数利用効率や他メディアとの融合性に優れている点
から見ても、今後ますます普及すると考えられる。民生
用のシステムとしては、ハ−ドウエア構成が簡単で規模
が小さいこと、調整箇所、温度ドリフト等が少なくＩＣ
化に適したものであることが、最も重要なことである。

【０００５】図４は、デジタル信号処理技術を用いた従
来の復調回路のブロック図である。入力端子１８に入力
された変調波は二つに分配されて、同相検波器１９、直
交検波器２０に入力される。ロ−カル発振器２４からの
信号（以下、局発と称する）は、０度位相の局発とし
て、さらに９０度位相器２１に入力されて９０度位相の
局発になり、それぞれ検波器１９，２０に入力される。
検波器１９，２０では、入力変調波信号を準同期検波し
てベ−スバンドに周波数変換する。検波器１９，２０の
出力はそれぞれ低域通過フィルタ２２，２３に入力され
て、検波出力の高調波成分が除去される。低域通過フィ
ルタ２２，２３の出力は、Ａ／Ｄ変換器２５，２６に入
力されて、サンプルクロック発生回路２７からのサンプ
ルクロックで標本化され、デジタル信号に変換される。
このサンプルクロック速度は、入力変調波信号の占有帯
域幅の少なくとも２倍以上の速さであり、通常は４倍以
上に高速なものである。

【０００６】さらにデジタル化された検波出力は、同一
の周波数伝達特性を有するデジタルチャネルフィルタ２
８，２９にそれぞれ入力され、スペクトル整形される。
これらのデジタルチャネルフィルタは、デジタルデ−タ
伝送における符号間干渉防止に要求される、伝送特性を
形成するフィルタであり、一般にロ−ルオフフィルタと
呼ばれる。このフィルタは送信側のフィルタ特性と組み
合わされたときに、所望の特性が得られるように設計さ
れている。故に、デジタルチャネルフィルタ２８，２９
の出力で、各検波出力はアイ開口率が大きくなるように
スペクトル整形される。スペクトル整形されたデジタル
検波出力は、同期検波，非同期検波（遅延検波、周波数
弁別検波等）によってＩチャネルデ−タ、Ｑチャネルデ
−タを復調して出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の構成では、変調波入力端子１８から準同期直交検
波１９，２０，低域通過フィルタ２２，２３，デジタル
変換器２５，２６まで同相、直交系の２系列の信号処理
は、アナログ信号処理で行われる。アナログ信号処理で
用いられる、能動素子（トランジスタ、ダイオ−ド、演
算増幅器）等は、温度ドリフト、電源電圧変動等の影響
を受けやすく、安定性の問題では不十分であった。また
アナログ信号処理回路を同相、直交の２系列に用いてい
るため調整箇所も多く、コスト的にも高いものであり、
ＩＣ化にも十分に適したものではなく、民生用の復調装
置として用いるには問題が多かった。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点を解決し、移
動体通信，ＡＴＶ，衛星通信等の民生用機器として汎用
性のある、デジタル変調波復調装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のデジタル変調波復調装置は、変調波入力信号
に対して局部発振器からの局部発振周波数信号を乗算す
ることによりベースバンド変調波出力を得る手段と、こ
の手段の検波出力をデジタル変換する手段と、この手段
のデジタル出力信号の位相が９０度異なる２系列の信号
を形成出力する手段と、この手段の出力が入力されスペ
クトル整形しながら同相，直交検波動作をもたせる為
に、各乗算器の係数を複数個備えた２個のデジタルチャ
ネルフィルタと、このデジタルチャネルフィルタの係数
切り換え制御回路を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【作用】上記の如く構成される本発明のデジタル変調復
調装置の作用について説明する。本発明は、まず変調波
入力信号を局部発振器から局部発振周波数を乗算するこ
とにより、変換されたベースバンド変調波信号の中心周
波数とシンボル周波数とが一致するように動作する。そ
の変換出力を変調波信号の中心周波数の４倍の周波数で
サンプリングされデジタル信号に変換される。デジタル
信号に変換されたデータは、１／２変換周波数のタイミ
ングで２系列に分配される。さらにスペクトル整形する
デジタルチャネルフィルタに供給され、デジタルチャネ
ルフィルタ内の乗算器の係数を各データ毎ごとに切り換
えて、デジタルチャネルフィルタで、スペクトル整形し
ながら同時にＩ、Ｑデータ検波する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例におけるデジタル
変調波復調装置のブロック図である。入力端子１に入力
されたデジタル変調波信号は、ミキサ回路２に供給され
局部発振器３からの発振周波数信号によって、ベースバ
ンド変調波信号に周波数変換される。周波数変換された
信号は、高域の成分を除去するために低域通過フィルタ
４に入力され、低域通過フィルタ４の出力は、Ａ／Ｄ変
換器５に入力され、デジタルデータに変換される。Ａ／
Ｄ変換器５には、サンプリングクロック発振器６からベ
ースバンドへ変換された変調波の中心周波数Ｆcの４倍
の速度である４Ｆcのクロック信号が供給される。

【００１３】デジタル化された変調波信号は、ラッチ回
路８，９により２系列に分配される。ラッチ回路８に
は、クロック４ＦCがクロック制御回路７で、作られた
２ＦCのクロックが供給されラッチ回路９には、反転回
路１０で反転された２ＦCのクロックが供給される。各
ラッチ回路８，９の出力は、それぞれ同一の周波数特性
を有するデジタルチャネルフィルタ１１，１３へ供給さ
れる。またデジタルチャネルフィルタ１１，１３には、
それぞれ２ＦCの速度のクロックが供給される。デジタ
ルチャネルフィルタは、フィルタ内の各乗算器の係数を
複数個備え、係数制御回路１２からの制御信号により、
各乗算器の係数を交互に切り換えられる。このことによ
り２分配されたデジタルデータを要求されるスペクトル
に整形しながら同時に、それぞれ同相検波出力と直交検
波出力を得て出力端子１４，１５へ出力する構成であ
る。

【００１４】以下、上記構成の復調装置の動作について
説明する。ミキサ回路２に入力された変調波信号は、局
部発振器３からの発振周波数信号によりベースバンド変
調波に周波数変換される。ここで局部発振器の発振周波
数は、ベースバンドへ変換された変調波の中心周波数と
シンボル周波数とが、一致するように設定されている。
図２（ａ）に示すように例えば、入力変調波が中間周波
４１ＭＨz〜４７ＭＨzの帯域でシンボル周波数３．８４
ＭＨzの信号を変調しているとき、局部発振器３の発振
周波数は、４７．３４ＭＨzになる。ベースバンドへの
周波数変換後は、図２（ｂ）に示すように変調波の中心
周波数は、３．８４ＭＨzとなりシンボル周波数と一致
する。周波数変換された変調波信号は、ミキサ回路２で
発生した高域成分とノイズ等を除去するために、低域通
過フィルタ４に供給される。

【００１５】図５は、Ａ／Ｄ変換器５とラッチ回路８，
９の動作を示すタイミング波形である。図５（ａ）は、
Ａ／Ｄ変換器５に入力される変調入力アナログ信号であ
る。それぞれ位相が９０度異なるＩ，Ｑ信号波形が合成
されて入力されるが、ここでは概念的に位相が互いに９
０度異なる、正弦波信号で示す。図５（ｂ）は、サンプ
リングクロック発振器６からＡ／Ｄ変換器５に供給され
る４Ｆcのクロック波形であり、Ｆcはベースバンド変換
後の変調波中心周波数（搬送波）であり、シンボル周波
数と一致する周波数である。

【００１６】ここで４Ｆcクロックの立ち上がりエッジ
でサンプリングすると、Ｉ信号波形については、図５
（ａ）のＡ．Ｂ．Ｃ．Ｄのポイント、Ｑ信号波形につい
ては、Ｅ．Ｆ．Ｇ．Ｈのポイントをサンプリングするこ
とになる。サンプリングされたデータは、ラッチ回路
８，９に供給される。ラッチ回路８では、クロック制御
回路７で４ＦCクロックから作られた図５（ｃ）に示
す、２ＦCクロックが供給され、立ち上がりエッジでラ
ッチすることによりＩ信号波形のＢ、Ｄのポイントをラ
ッチすることになり、ラッチデータは、図５（ｅ）に示
すようにＩ（Ｂ）．Ｉ（Ｄ）．Ｉ（Ｂ）．Ｉ（Ｄ）のよ
うな交互のデータ信号になる。

【００１７】ラッチ回路９には、２ＦCクロックが反転
回路１０で反転された図５（ｄ）に示す２ＦCのクロッ
クが供給され、立ち上がりエッジでラッチすることによ
り、Ｑ信号波形のＦ，Ｈのポイントをラッチすることに
なり、ラッチデータは、図５（ｆ）に示すようにＱ
（Ｆ）．Ｑ（Ｈ）．Ｑ（Ｆ）．Ｑ（Ｈ）のような交互の
データ信号になる。ラッチされたデータ信号をデジタル
検波するには搬送波を、ベースバンド変調波のサンプル
ポイントと位相との関係からデジタル値０．１．０．−
１と表すとＩ（Ｂ）．Ｉ（Ｄ）．Ｑ（Ｆ）．Ｑ（Ｈ）そ
れぞれのデータに１，−１を交互に乗算すれば、検波で
きることになる。

【００１８】図３は、デジタルチャネルフィルタ１１、
１３の構成を示す図であり、６０-1、６０-2、６０-n
は、信号を１クロック遅延する遅延器である。８０-
1、８０-2、８０-n、８０-n+1は、乗算器であり７０-
1、７０-2、７０-n、７０-n+1は、乗算器の係数を格納
する係数レジスタである。９０-1、９０-2、９０-nは
乗算結果を格納するレジスタであり、１００-1、１００
-n-1、１００-nは、加算器である。ここで各係数レジス
タは、同じ係数値に対して符号が＋（プラス），−（マ
イナス）の係数を乗算器１つに対して２個ずつ格納して
いる。その配列は、係数レジスタの係数＋，−に対して
次ぎの係数値は、−，＋の順に交互に＋，−が繰り返す
ように格納されている。前記デジタルチャネルフィルタ
の動作について説明すると、ラッチ回路８，９からデー
タ入力端子４０に、データが供給される。また係数制御
端子５９から入力される係数制御信号により、クロック
と同期して各乗算器の係数レジスタに格納されている係
数値を＋の係数は−へ、−の係数は＋へ同時に全部切り
換える。

【００１９】このことは、入力されるデータに対して動
作クロック毎に交互に１，−１を乗算していることと等
価になり、検波動作をしていることになる。つまりデジ
タルチャネルフィルタ１１，１３では、係数制御回路か
らの制御信号により、各乗算器の＋，−，２個ずつの係
数値を交互に切り換えることにより、要求されるデジタ
ル伝送における符号間干渉防止の伝送特性に、スペクト
ルを形成しながら同時に同相，直交検波動作を行い、Ｉ
チャネルデータとＱチャネルデータを出力することにな
る。

【００２０】図６は、デジタルチャネルフィルタの他の
実施例を示したブロック図である。また、図６のデジタ
ルチャネルフィルタにおいて、図３の回路と同一部分に
は同一符号を付けている。２００ー1〜２００-n+1は、符
号切り換え回路である。復調器の構成は、実施例１で説
明した構成と同じであり、各部動作についての説明は、
ここでは省略する。デジタルチャネルフィルタの動作に
ついて説明する。７０-1〜７０-n+1の乗算器の係数レジ
スタには、一個の係数が格納されている。ラッチ回路
８，９から入力端子４０にデータが供給され、また係数
制御端子５９から符号切り換え回路２００-1〜２００-n
+1に入力される係数制御信号により、クロックと同期し
て各乗算器出力データの符号を＋，−交互に同時に切り
換える。

【００２１】このことは、入力されるデータに対して動
作クロック毎に交互に１，−１を乗算していることと等
価になり、検波動作をしていることになる。つまりデジ
タルチャネルフィルタ１１，１３では、係数制御回路か
らの制御信号により各乗算器の出力データの符号を＋，
−交互に切り換えることにより、要求されるデジタル伝
送における符号間干渉防止の伝送特性に、スペクトルを
形成しながら同時に同相，直交検波動作を行い、Ｉチャ
ネルデータとＱチャネルデータを出力することになる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のデジタル
変調波復調装置によれば、デジタル変調波の復調装置に
おいて、Ａ／Ｄ変換までのアナログ信号処理部分は一系
列で行い、Ａ／Ｄ変換以降は全てデジタル信号処理を用
いて行い、デジタル信号処理におけるデジタルチャネル
フィルタの乗算器の係数を複数個備え、係数制御回路か
らの信号により係数を切り換える構成にして、同相、直
交検波をデジタル処理で行うことにより、ハードウエア
構成の規模が小さく、ＩＣ化が容易であり、デジタル信
号処理による無調整化も図れる。また、温度ドリフト、
電源電圧変動等の安定性の良い民生用に適した復調装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデジタル変調波復調装置の一実施例を
示すブロック図

【図２】図１におけるミキサ回路での周波数変換動作を
を説明する図

【図３】本発明に係るデジタルチャネルフィルタのブロ
ック図

【図４】従来のデジタル変調波復調器のブロック図

【図５】Ａ／Ｄ変換器とラッチ回路での動作を説明する
図

【図６】本発明に係るデジタルチャネルフィルタの他の
実施例を示すブロック図

【符号の説明】

２ミキサ回路３局部発振器２，２２，２４低域通過フィルタ５，２５，２６Ａ／Ｄ変換器６，２７サンプリングクロック発生器７，３１クロック制御回路８，９ラッチ回路１１，１３デジタルチャネルフィルタ１０係数制御回路２１９０度位相器６０−１〜６０−ｎ遅延器７０−１〜７０−ｎ＋１係数レジスタ８０−１〜８０−ｎ乗算器９０−１〜９０−ｎレジスタ１００−１〜１００−ｎ加算器２００−１〜２００−ｎ＋１符号切り換え回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタル変調波の復調に用いる装置であっ
て、局部発振器からの局部発振周波数信号とデジタル変
調波とを乗算することによりベ−スバンド変調波出力を
得る乗算手段と、前記乗算手段のベ−スバンド変調波出
力の高調波成分を除去する低域通過フィルタと、前記低
域通過フィルタの出力をデジタル変換するアナログデジ
タル変換手段と、アナログデジタル変換手段の出力信号
から位相差が９０度となる２系列の信号を形成出力する
分離手段と、前記分離手段の出力を整合ろ波するデジタ
ルチャネルフィルタと、前記デジタルチャネルフィルタ
の係数切り換えを行なう係数切り換え制御回路とを具備
することを特徴とするデジタル変調波復調装置。
【請求項２】位相が９０度異なる２系列の信号を整合ろ
波するデジタルチャネルフィルタは各々乗算器を有し、
この各乗算器に対し乗算係数を複数個備え、係数切り換
え制御回路からの信号に従って乗算係数を切り換えるこ
とを特徴とする請求項１記載のデジタル変調波復調装
置。
【請求項３】位相が９０度異なる２系列の信号を整合ろ
波するデジタルチャネルフィルタは各々乗算器を有し、
かつこの各乗算器出力に対して符号を切り替える切替回
路を備え、係数切り換え制御回路からの信号に従って乗
算器出力の符号を切り換えることを特徴とする請求項１
記載のデジタル変調波復調装置。