JPH08107434A - 2つの同期ループを有するデジタル伝送装置 - Google Patents

2つの同期ループを有するデジタル伝送装置

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JPH08107434A
JPH08107434A JP7213762A JP21376295A JPH08107434A JP H08107434 A JPH08107434 A JP H08107434A JP 7213762 A JP7213762 A JP 7213762A JP 21376295 A JP21376295 A JP 21376295A JP H08107434 A JPH08107434 A JP H08107434A
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JP
Japan
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signal
phase
loop
error
error signal
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Pending
Application number
JP7213762A
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English (en)
Inventor
Georges Martinez
マルティネ ジョルジュ
Jean-Michel Guillaud
ギロード ジャン−ミシェル
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Electronics NV
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/087Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using at least two phase detectors or a frequency and phase detector in the loop
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/38Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/3818Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation, i.e. using one or more nominally phase synchronous carriers
    • H04L27/3827Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation, i.e. using one or more nominally phase synchronous carriers in which the carrier is recovered using only the demodulated baseband signals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送波回復ループ内で反応の遅延を克服した
受信装置を有する送信装置を提供する。 【解決手段】 信号をデジタル的に復調するデジタル送
信装置は復調器を有する受信装置と同期誤差を推定し補
正する処理手段と搬送波同期手段とからなる。同期手段
は位相/周波数補正のための第一のループと、位相補正
のための第二のループとからなり、これらのループの動
作は受信装置がアンロック又はロック野どちらかを見い
だすことに依存するモード検出器により制御される。第
二のループは位相誤差信号を復調手段から入来する信号
と混合手段内で混合される位相補正信号に変換する。好
ましくは信号はコード化された変調を介して変調され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は局部搬送波と変調さ
れた入力信号との間の同期誤差を推定し補償する搬送波
同期手段と復調された信号を生成する入力信号復調手段
と、復調信号を処理する処理手段とを含む受信装置から
なる信号伝送装置であって、同期手段は一方で第一の誤
差信号を生成する位相/周波数検出手段と第一の誤差信
号を濾波する第一の通過帯域を有する第一の低域通過フ
ィルター手段とを含み、該濾波された第一の誤差信号は
アンロックモードで同期誤差を補正する第一の補正ルー
プと、他方で局部搬送波を発生する手段とロックモード
で同期誤差を補正する第二の誤差信号を生成する位相検
出手段とループを制御し、同期手段をアンロックモード
又はロックモードのいずれかの中に入れる手段とを含む
第二の補正ループとを含む受信装置からなる信号伝送装
置に関する。
【0002】本発明はまた位相ジャンプ(PSK)又は
振幅ジャンプ及び位相ジャンプ(QAM)を介するコー
ド化された変調を用いたシステムで特に用いられる受信
装置に関する。
【0003】
【従来の技術】それの電圧が発振器により発生される局
部搬送波と送信搬送波との間の同期はずれを示す位相/
周波数差に由来する誤差信号により制御される発振器を
含む搬送波回復ループを用いる搬送波回復回路は知られ
ている。この種の回路は、より洗練されてはいるが、例
えば搬送波信号の回復に関するアメリカ特許第4794
623号に記載されている。送信搬送波信号の周波数と
位相とを即時に得るためにこの回路は局部発振器の周波
数と位相を送信搬送波信号に調整する2つの回復チャン
ネルを用いる。時間の第一の周期では位相/周波数検出
器は第二の時間周期での位相検出器がより詳細な位相同
期を遂げた後に局部発振器にロックする。
【0004】加えて受信装置では搬送波回復ループ内で
反応の遅延があり、該遅延は入力信号が装置の入力に現
れた時点と位相/周波数検出器の動作に必要な処理され
た入力信号が到達する時点との間経過するという欠点が
ある。この遅延は、非常に長いかもしれないが、復調、
濾波、等化、決定段階のような中での入力信号の処理に
よる。そのような遅延の存在は種々のシステムの拘束の
間で妥協をすることにより搬送波回復ループのパラメー
タの選択を必要とする。そのような妥協は例えば位相ジ
ッターの最大許容値とループの本来の周波数の最小値と
の間で形成され、その周波数は収集領域のレンジ内で例
えばマイクロホン効果により引き起こされた位相ノイズ
の点からループのロバストさに関して発生する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は可能な
最善の方法でこれらの種々の要求を満たすことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的は a)第二の誤差信号を濾波し、同期が位相ノイズにロバ
ストであることを提供する第一の通過帯域より広い通過
帯域を有する第二の低域通過フィルター手段と、 b)それが第二のフィルター手段により濾波された後に
第二の誤差信号を位相補正信号に変換し、一方で位相検
出手段の出力は処理手段に接続された変換手段と、 c)復調手段と処理手段との間に接続され、復調信号を
位相補正信号と混合する混合手段とを含む第二のループ
からなる受信装置の搬送波同期手段に対する伝送装置に
より達成される。
【0007】第一のループは部分的にアナログであり、
一方位相/周波数検出手段はデジタル形式で実現され
る。第二のループは好ましくは完全にデジタルである
が、それはまたアナログでもよい。それはプログラム可
能である。それの本来の周波数は第一のループにより付
与された補正に追従する適切な第一のループの本来の周
波数より高い。
【0008】第二のループのデジタルフィルターの動作
中にアナログ/デジタル変換での非線形性を考慮に入れ
て2つのループはデジタルフィルターを有する場合には
漏れ係数が用いられる。斯くして第二のデジタルフィル
ターは: −第二の誤差信号を受ける第一の入力と出力信号を生ず
る出力とループ回路に亘る出力に接続された第二の入力
とを有し、ループ回路は遅延手段と、遅延出力信号に漏
れ係数を印加する重み手段との直列結合からなる第一の
加算器と、 −第二の誤差信号と第一の加算器の出力信号とを加算
し、濾波された誤差信号を生成する第二の加算器とから
なる。
【0009】ロックモードでは第一のループと第二のル
ープとが同じ位相検出器から入来する同じ誤差信号を用
いる。斯くしてロックモードでの誤ったロックは回避さ
れるという利点を有する。斯くして2つのループ間の位
相差は一定になるよう連続し、それは2つのループが常
にロック又はアンロックモードのいずれかと同じモード
で同時に配置されることを可能にする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明のこ
れら及び他の特徴を詳細に説明する。図5にデジタル的
に変調された復号化されたデータを受信機14に送る送
信機12からなる送信装置(システム)10のブロック
図を示す。送信はチャンネルCHAによりなされる。受
信機は局部搬送波を送信機12からの搬送波に同期させ
る同期手段16SYNCからなる。
【0011】図1に本発明の好ましい実施例による受信
機14のブロック図を示す。中間周波数IFで受信され
た信号r(t)はサンプルされ、その後に復調器110
で復調され、それにより位相成分Iと直交成分Qにより
構成される信号pk が形成される。符号kはサンプル番
号である。処理手段120は信号pk を送信機の末端で
用いられるコード化された変調の記号dk の推定である
記号
【0012】
【数1】
【0013】を形成するよう処理する。処理手段120
は必要ならば等化手段122の後に続く決定手段124
からなる。搬送波回復手段は中間周波数搬送波信号で局
部発振器の周波数及び位相同期を確立するために用いら
れる。2つの搬送波信号の周波数間に周波数の差があ
り、この周波数の差が搬送波回復手段の収集レンジに適
合する限りにおける場合には搬送波回復手段は局部発振
器の周波数がIF搬送波信号の周波数と等しくなる必要
があり、これは搬送波回復手段をアンロックモード
(U)からロックモード(L)に推移させる。局部発振
器の周波数がロックされるときに搬送波回復手段は2つ
の搬送波信号の位相同期をなす。
【0014】動作のこれら2つのモードを用いるために
搬送波回復手段はアンロックモードで周波数ロックに用
いられる第一のループと第一のループにより引き起こさ
れた同期誤差を補正するための位相同期のために実質的
にロックモードで用いられる第二のループとからなる。
位相検出器の誤差信号は斯くして2つのループで用いら
れる。
【0015】アンロックモードでは第一のループは第一
の低域通過フィルター142により濾波される第一の誤
差信号ε1を形成し、斯くして濾波された第一の誤差信
号は電圧制御発振器144VCOを制御する位相/周波
数検出器140からなる。発振器144はそれが中間周
波数搬送波信号に同期するよう保つ局部搬送波信号f'0
を形成する。
【0016】局部発振器がこのように周波数ロックさ
れ、不完全に位相ロックされるときにかなりの位相ジッ
ターがある場合には位相同期を完全にすることが一般に
必要である。これは第二の低域通過ループフィルター2
42により濾波された第二の誤差信号ε2を形成する位
相検出器240からなる第二のループ2による本発明に
より遂行される。第二のフィルターの通過帯域は第一の
フィルターによりカバーされる周波数より高い周波数を
カバーする。濾波の後第二の誤差信号ε2は位相補正信
号ε3を形成するデジタル発振器244に対する制御信
号を形成する。混合器246は、復調器110と処理手
段120との間に接続されるが、信号pkの位相を補正
するためにサンプルされた信号pk を位相補正信号ε3
に混合する。位相補正信号ε3は2つの相互に直交する
成分によりまた形成される。
【0017】位相/周波数検出器140と位相検出器2
40とは処理手段120の出力に接続される。それらは
決定手段124の出力又は等化手段122の出力のいず
れかに接続されうる。復調器110と混合器246と処
理手段120とは好ましくはデジタル処理器を形成す
る。それにもかかわらずこれらの要素の全てまたはある
ものはサンプリング手段が混合されたアナログ/デジタ
ル動作を得るために復調器110の出力、混合器、又は
処理手段120のいずれかで配置されうる場合にはアナ
ログ処理器を形成する。
【0018】第一のループ1は遂行された処理により引
き起こされた処理の遅延に耐えるのに充分低い本来の周
波数を有するが、それにもかかわらず得たいと思う最大
の周波数シフトの回復を確実にするのに充分に高い。こ
れによりシステムはマイクロホンノイズに対しロバスト
になりうる。ループの本来の周波数はループフィルター
の時定数と,VCOのゲインと、位相検出器の定常ゲイ
ンとにより決定される。ループのノイズバンドはこの本
来の周波数から由来する。
【0019】第二のループ2は第二のループが第一のル
ープにより引き起こされた誤差を補正することを可能に
するために第一のループ1の周波数より高い本来の周波
数を有する。発振器144がロックされる(Lモード)
時にモード検出器130L/Uは第一のループ1が位相
検出器240により形成された位相誤差信号ε2で動作
するために第一のフィルター142を位相検出器240
に接続するスイッチング手段135を作動させる。斯く
して2つのループ内で同じ位相検出器を用いることによ
り、アンロックモードの衝突は回避され、ループ1及び
2により招来された補正は常に同相である。
【0020】第二のループに含まれるデジタル発振器2
44NCOはループの本来の周波数を変更するためにコ
マンドPROGRによりプログラムされうる。好ましく
はデジタル発振器244(図2)は位相φのサイン/コ
サインの形で補正信号ε3の値を発生するアドレッシン
グ発生手段254に対して用いられる位相誤差信号ε2
を(フィルタリングの後に)位相値φに変換する変換手
段252からなる。手段254は例えばメモリー内に記
憶されたルックアップテーブルにより形成されうる。
【0021】特定の実施例によれば、第二のループのフ
ィルター手段242は位相ε2(ε2は値ー1、0、又
は+1を仮定する)を有する信号の値を累積するアップ
/ダウンカウンタ243COUNTからなる(図3)。
カウンタ243の出力は加算器245内で位相信号ε2
の現在値に加算される。加算器245の出力はフィルタ
ーされた信号ε2f を形成する。加算器245はこの加
算器がフィルター手段242の特性を変更するためにプ
ログラミング値PROGRを受けることを可能にするよ
う付加的な入力248を有する。
【0022】図4に位相誤差を位相値に変換する変換手
段252の実施例を示す。濾波された信号ε2f は変換
手段252の特性を変更するためにプログラミング値P
ROGRを受ける他の入力255を有するシフト手段2
53SHIFTに入来する。シフト手段の出力信号はフ
ィルターされた一連の信号ε2f の値を累積する累積手
段に入来する。累積手段は加算器256とレジスタ25
8との近接ループ配列からなる。加算器256の出力は
補正信号ε3の2つの直交成分を形成するアドレッシン
グ手段254に対して用いられる連続する位相値φを形
成する。
【0023】第一のフィルター142はその上流又は下
流のどちらかのデジタル/アナログ変換をなす必要のあ
るところでアナログ又はデジタルでよい。この変換が第
一のフィルター142の下流でなされる場合には、それ
は発振器144のロック周波数のドリフトを回避するた
めになされた変換により引き起こされる非線形性を考慮
に入れるうえで有利である。これは第一のフィルターが
完全又は完全に近い場合にこの積分器が位相/周波数検
出器140又は位相検出器240により形成された誤差
信号に加算された低振幅DC成分の形で徐々にループ1
で非線形性の増加を累積する。これは例えば入力に信号
がないときにデジタル/アナログ変換器の出力上の残留
電圧に関係する。これはループ2に影響することにより
補正されるべき周波数ドリフトを引き起こす機能不全を
形成する。
【0024】周波数ドリフトを補正するために第二のフ
ィルター242が用いられる。この目的で漏れ係数αは
第二の低域通過フィルター242の動作に対して用いら
れる。例えばこの漏れ係数αに対して1ー1/32のよ
うな1より小さな値を与えることにより、それは位相ト
ラッキングの追従は本質的にループ2により実現され
ず、それ故ループ2がループ1よりより迅速に反応する
ので、ループ1は周波数オフセットを補償しうる。
【0025】この漏れ係数αはデジタル/アナログ変換
がフィルター142の上流でなされる場合にのみ正い。
実際にこれは図7の構成のカウンター243を与えるこ
とにより得られる。それでカウンター243は信号ε2
を受ける第一の入力と1周期の間に加算器276の出力
値を記憶するレジスター272を含むループ回路に接続
された出力とを有する加算器276からなり、これの遅
延された出力値はこの値を漏れ係数αに掛けて、加算器
276の第二の入力に印加される補正された値を形成す
る掛け算器274に入来する。
【0026】第一と第二のループは搬送波同期手段がア
ンロックモード(U)又はロックモード(L)のどちら
にあるかにより、異なる信号を受ける。以下に示す表1
は種々の可能性のまとめを与える。
【0027】
【表1】
【0028】図6の(A),(B)はスイッチ手段13
5による種々のスイッチングを示す。図6の(A)は図
1の好ましいモードを示し、そのひとつは: Uモード:第一のループ:ε1 :第二のループ:ε2 Lモード:第一のループ:ε2 :第二のループ:ε2 図6の(B)に対しては: Uモード:第一のループ:ε1 :第二のループ:NO Lモード:第一のループ:ε2 :第二のループ:ε2 「NO」は第二のループはアンロックモードで動作しな
いことを示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による2つの補正ループからなる受信回
路のブロック図である。
【図2】デジタル発振器の実施例のブロック図である。
【図3】デジタルフィルターの実施例のブロック図であ
る。
【図4】誤差信号ε2を位相φに変換する変換手段のの
実施例のブロック図である。
【図5】送信装置の概略回路図である。
【図6】(A),(B)は2つのループを機能させるこ
とを可能にするスイッチ手段の実施例の2つの構成を示
す図である。
【図7】第二のループに含まれ、デジタル/アナログ変
換での非線形性を考慮に入れて変更されたフィルターの
ブロック図である。
【符号の説明】
1、2 ループ 10 送信装置 12 送信機 14 受信機 16 同期手段 110 復調器 120 処理手段 122 等化手段 124 決定手段 130 モード検出器 135 スイッチング手段 140 位相/周波数検出器 142 フィルター 142、242 低域通過フィルター 144 制御発振器 240 位相検出器 244 発振器 243 アップ/ダウンカウンタ 244 発振器 245、256、276 加算器 246 混合器 248 入力 252 変換手段 253 シフト手段 254 手段 254 アドレッシング発生手段 255 入力 258 レジスタ 272 レジスター 274 掛け算器 CHA チャンネル f'0 局部搬送波信号 I 位相成分 IF 中間周波数 k サンプル番号 pk 信号 PROGR コマンド Q 直交成分 r(t) 信号 ε1、ε2 誤差信号 ε2f 信号 ε3 位相補正信号 φ 位相
【数2】 記号dk の推定
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04L 27/38 9297−5K H04L 27/00 H

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 局部搬送波と変調された入力信号との間
    の同期誤差を推定し補償する搬送波同期手段と、復調さ
    れた信号を生成する入力信号復調手段(110)と、復
    調信号を処理する処理手段(120)とを含む受信装置
    (14)からなる信号伝送装置(10)であって、 同期手段は一方で第一の誤差信号(ε1)を生成する位
    相/周波数検出手段(140)と第一の誤差信号を濾波
    する第一の通過帯域を有する第一の低域通過フィルター
    手段(142)とを含み、該濾波された第一の誤差信号
    はアンロックモードで同期誤差を補正する第一の補正ル
    ープ(1)と、他方で局部搬送波を発生する手段(14
    4)とロックモードで同期誤差を補正する第二の誤差信
    号(ε2)を生成する位相検出手段(240)と、ルー
    プ(1、2)を制御し、同期手段をアンロックモード又
    はロックモードのいずれかに入れる手段(130、13
    5)とを含む第二の補正ループ(2)とを含み、第二の
    ループ(2)は: a)第二の誤差信号を濾波し、同期が位相ノイズにロバ
    ストであることを提供する第一の通過帯域より広い通過
    帯域を有する第二の低域通過フィルター手段と、 b)それが第二のフィルター手段により濾波された後に
    第二の誤差信号を位相補正信号ε3に変換し、一方で位
    相検出手段(240)の出力は処理手段(120)に接
    続された変換手段と、 c)復調手段(110)と処理手段(120)との間に
    接続され、復調信号を位相補正信号と混合する混合手段
    (246)とを含むことを特徴とする信号伝送装置(1
    0)。
  2. 【請求項2】 第一のフィルターと第二のフィルターは
    デジタルフィルターであり、該第二のフィルターは: −第二の誤差信号を受ける第一の入力と、出力信号を生
    ずる出力とループ回路に亘る出力に接続された第二の入
    力とを有し、ループ回路は遅延手段と、遅延出力信号に
    漏れ係数を印加する重み手段との直列結合からなる第一
    の加算器と、 −第二の誤差信号と第一の加算器の出力信号とを加算
    し、濾波された誤差信号を生成する第二の加算器とから
    なることを特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 第二の誤差信号を位相補正信号(ε3)
    に変換する手段(244)は、誤差信号(ε2)を位相
    信号(φ)に変換する変換手段(252)と、位相
    (φ)を有する信号の2つのサイン/コサイン成分を生
    成する手段(254)とからなり、その成分は位相補正
    信号(ε3)を形成することを特徴とする請求項1又は
    2記載の装置。
  4. 【請求項4】 2つのサイン/コサイン成分を生成する
    手段(254)はルックアップテーブルを記憶するメモ
    リーからなることを特徴とする請求項1又は2記載の装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のうちいずれか1項記載
    のデジタル伝送装置内で用いられる受信装置(14)。
JP7213762A 1994-08-25 1995-08-22 2つの同期ループを有するデジタル伝送装置 Pending JPH08107434A (ja)

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FR9410278 1994-08-25
FR9410278 1994-08-25

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US (1) US5644606A (ja)
EP (1) EP0698970B1 (ja)
JP (1) JPH08107434A (ja)
DE (1) DE69502250T2 (ja)

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