JPH08265382A - 位相補正復調方式及び位相補正復調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ＴＤＭＡ通信特有の不具合を解消
してより高品位のデータ伝送を提供することのできる位
相補正復調方式及び位相補正復調装置を提供することを
目的とする。 【構成】 通信が時分割多元接続通信方式によって行わ
れるときの位相補正復調方式であって、到来した変調キ
ャリアを遅延検波と同期検波の少なくともいずれか一方
の検波方式を用いてデータ復調を行う復調手段と、割り
当てられた基準期間毎に受信キャリア位相誤差を検知す
る検知手段と、この検知手段で検知された受信キャリア
位相誤差を記憶する記憶手段と、受信するキャリア位相
を変更する変更手段と、次に該当する前記基準期間が到
来したときに、前記記憶手段に記憶される受信キャリア
位相誤差に基づく初期位相を変更手段に供給して受信キ
ャリア位相を安定化させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばケーブルテレビ
（以下、ＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏ
ｎ）と略記する）網を利用した時分割多重方式（以下、
ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐ
ｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）と略記する）通信における、セン
タ側と複数の端末との間の位相補正復調方式及び位相補
正復調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＴＤＭＡ通信方式では、センタ側交換機
（以下、単にセンタという）を介して、通信要求のあっ
た複数の端末に対して複数の回線を割り当てることによ
って通信回線が設定される。通信回線は所定のビットレ
ートを有するシリアルビットストリームであり、複数の
フレームと、このフレーム内に複数のビット群で構成さ
れるタイムスロット（ＴＳ）で構成される。それぞれの
フレームには同期用のビットパターンとフレーム番号が
付され、受信側ではこの同期パターンを抽出しフレーム
同期をかけることによって、指定されたタイムスロット
内で伝送された情報を受信する。各タイムスロットは、
センタから各端末に至る下りチャンネルを用いて、各端
末からセンタに至る上りチャンネルの空きタイムスロッ
トを通知する。通信要求の生じた端末は、下りチャンネ
ルで通知された上りチャンネルの空きタイムスロット番
号を選択し、端末固有の識別番号（ＩＤ）を添えて通信
要求を送出する。センタでは、端末から送出された通信
要求を受信し、空きタイムスロットを通信要求のあった
端末に下り回線を通じて伝送する。この後、導通確認が
行われ、通信回線が設定される。

【０００３】さて、センタと各端末との通信系路は様々
であって、端末からセンタまで、或いはその逆方向のビ
ットストリームの遅延時間も様々である。特に、前者の
場合は深刻な問題であって、複数の端末からのビットス
トリームが集中するセンタ側では、通信効率を向上さ
せ、タイムスロット内に端末毎の通信データを最大限伝
送させるためにセンタから各端末に向かう下り伝送路
と、その逆方向の上り伝送路の伝搬遅延時間を計測し、
この計測結果に基づいて各端末に対して遅延制御と呼ば
れるデータ送出タイミングの制御を行う。

【０００４】この各端末から送出するデータ送出タイミ
ングは、データシンボル伝送速度の数倍以上の単位時間
でセンタが各端末に対して制御する。例えば、シンボル
伝送速度の８倍、或いは１６倍の速度単位で送出タイミ
ングを各端末に対してセンタ側から設定する。

【０００５】センタ側では、各端末制御用の下り伝送路
が確保されている。通常、この伝送路を用いてＴＤＭＡ
通信を行わせるための遅延制御が行われる。即ち、この
下り伝送路にて１つの端末番号を指定し、指定された端
末は同伝送路で伝送される次フレームの先頭で返信応答
を行う。センタでは端末を呼び出してから、この返信応
答を受信するまでの時間を計測し、送受にわたる伝搬遅
延時間を算出し、センタ受信端においてそれぞれの端末
からの着信が同一タイムスロットについては同時に着信
するよう、各端末に伝搬遅延時間から逆算してフレーム
先頭からのデータ送出タイミングを指定する。

【０００６】しかしながら、このデータ送出タイミング
制御を行っても、現実的にはセンタにおいて各端末から
のデータ着信タイミングは微妙に異なってしまう。例え
ば、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓ
ｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ；直交位相変調）データシンボ
ルレートが４．０９６Ｍｂｐｓ、２ｍｓ毎のフレームが
４、タイムスロットが１１０、１つのタイムスロットで
１２８ｂｉｔｓ伝送、４フレームで１タイムスロットあ
たり６４ｂｉｔ相当の伝送容量があったとすると、通信
ビットレートは８．１９６Ｍｂｐｓであって、１つのタ
イムスロットは僅か数十μｓの期間である。従って、受
信キャリア位相同期確立に数十から数百ｍｓもの時間が
かかる同期検波方式は使用できず、遅延検波方式が使用
されるのが一般的である。

【０００７】一般に、この遅延検波は同期検波に比べて
ビット誤り率（ＢＥＲ；Bit ErrorRate）が悪化する。
同期検波並みのＢＥＲを得るためにはＣ／Ｎ（キャリア
対ノイズ比）を電力比で２倍程度が必要といわれてい
る。より高品位な情報通信を提供する場合、ＢＥＲの良
好な同期検波を用いるのがよいが、前述したように同期
検波は使用できないのが実状である。また、遅延検波は
１シンボルだけ伝送遅延させた変調波を再生キャリアと
して使用するために、一種の時間差分処理を行うことに
相当する。これは、遅延検波では再生データが同期検波
の出力とは異なることを意味する。これに関しては変調
側でデータを積算することで回避できることが知られて
いる。

【０００８】図１２に従来の変調器構成を、図１３にそ
の変調キャリア位相を示す。シリアルデータとして入力
された伝送データは交互に同相軸Ｉ、直交軸Ｑに配置さ
れ、伝送シンボル周波数ｆｓと、このｆｓに対してπ／
２位相遅延のあるｆｓａにて変調された後、合成され
る。この後、ＢＰＦにて帯域制限され、中間周波に変換
され、さらに伝送キャリア周波数ｆｔｒにアップコンバ
ートされて伝送される。入力されたシリアルデータの内
には既にフレーム情報や端末番号、ポーリングコードな
どが含まれている。

【０００９】図１４に端末構成例を示す。この構成は図
１に示した実施例における点線部７０で囲まれる部分を
除いたものと同様である。変調器から送出されるＱＰＳ
Ｋ変調キャリアは、Ｉ軸，Ｑ軸それぞれのデータをα
ｉ，βｉとすると、次式で表わされる。

【数１】ｓ（ｔ）＝αｉ・ｃｏｓ（２πｆｃｔ）＋βｉ
・ｓｉｎ（２πｆｃｔ） 但し、αｉ，βｉはそれぞれ、＋１或いは−１（入力デ
ータに対応）α，βは元データが０の場合は＋１、１の
場合は−１に対応する。

【００１０】遅延検波の代表例としては、中間周波数
（ＩＦ）の整数倍で動作する多段のシフトレジスタを用
いてシンボル±π／４遅延の他、複数の遅延を得て遅延
検波を行うものが知られる（米国特許ＵＳ５１１７１９
５）。この場合には、シンボルレートの整数倍にダウン
コンバートされた変調データを、そのまた整数倍のクロ
ック周期で多段遅延させるための位相同期ループ回路が
複雑化するという不具合があった。

【００１１】また、シンボルに対し十分に短い周期のマ
スタクロックを用意し、このマスタクロックの分周出力
と受信データとの位相比較結果によってマスタクロック
の挿入、削除および先の分周比を変更する動作を行い、
複数局に対応したメモリに両者を記憶させるものがある
（特開平６−２１９３８号公報参照）。この場合、バー
スト状に現れるそれぞれの局に対応してメモリから先の
格納データを呼び出し、分周回路の分周比を設定して、
定常状態として再生クロックが安定するまでの時間が比
較的長くなってしまう傾向があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＴＤ
ＭＡ通信では、タイムスロット毎にアクセスする端末が
異なり、各タイムスロット毎に端末からセンタに向かう
送信キャリア位相が異なる。そのためセンタ側における
データ受信・復調に関してはキャリア同期に時間のかか
る同期検波を使用することができず、再生品質の劣る遅
延検波を用いる他無かった。

【００１３】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、各タイムスロット毎のキャリア位相補正を行い、遅
延検波から同期検波に切り替える手段を備えることによ
り、ＴＤＭＡ通信特有の不具合を解消してより高品位の
データ伝送を提供することのできる位相補正復調方式及
び位相補正復調装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、通信が時分割多元接続通信方式によって行わ
れるときの位相補正復調方式であって、到来した変調キ
ャリアを遅延検波方式を用いてデータ復調を行い、同期
が確立した後には同期検波方式を用いてデータ復調を行
うことを要旨とする。

【００１５】また、本発明は、通信が時分割多元接続通
信方式によって行われるときの位相補正復調方式であっ
て、到来した変調キャリアを遅延検波と同期検波の少な
くともいずれか一方の検波方式を用いてデータ復調を行
う復調手段と、割り当てられた基準期間毎に受信キャリ
ア位相誤差を検知する検知手段と、この検知手段で検知
された受信キャリア位相誤差を記憶する記憶手段と、受
信するキャリア位相を変更する変更手段と、次に該当す
る前記基準期間が到来したときに、前記記憶手段に記憶
される受信キャリア位相誤差に基づく初期位相を変更手
段に供給して受信キャリア位相を安定化させることを要
旨とする。

【００１６】望ましくは、前記基準期間毎のキャリア同
期が遅延検波により確立した後に、検波方式を同期検波
に切り替える切替え手段を有すると良い。望ましくは、
前記基準期間毎のシンボル同期が遅延検波により確立し
た後に、検波方式を同期検波に切り替える切替え手段を
有すると良い。望ましくは、到来した変調キャリアをサ
ンプリングする際に、ｐを任意の自然数とするときに、
受信キャリア周波数のｐ／（ｐ−１）倍、あるいはｐ／
（ｐ＋１）倍のサンプリング周波数でサンプリングし、
当該サンプル毎の受信キャリア位相を移相させると良
い。望ましくは、特定の端末に割付けられた次の該当す
る基準期間が到来したときに、前記記憶手段に格納され
たキャリア位相誤差に基づいて、可変周波数発振器の当
該基準期間毎の初期位相を補正すると良い。望ましく
は、前記記憶手段から読み出した端末毎の受信キャリア
位相情報を基に到来した変調キャリアを受信・復調する
際に、前記記憶手段に対して位相情報を更新すると良
い。望ましくは、センタが管轄する全端末の端末発信キ
ャリア遅延データあるいは遅延制御データの少なくとも
一方を記憶する第２の記憶手段を具備し、通信要求のあ
った端末に対してそれぞれ基準期間を割り当てる際に、
前記端末に割当てられる端末番号に対応する位相情報を
第２の記憶手段から前記記憶手段に対して転送し基準期
間順に再配置すると良い。望ましくは、通信要求のあっ
た端末に対してそれぞれ基準期間を割り当てる際に、前
記端末に基準期間順に割り当てられた端末番号に対応す
るテーブルを記憶する第２の記憶手段を具備し、基準期
間キャリア位相を呼び出す際に当該第２の記憶手段のテ
ーブルを参照して呼び出すと良い。また、本発明は、セ
ンタが管轄する端末に対して割り付けられたフレーム番
号、タイムスロットで指定された期間に、同じく割り付
けられたチャンネルで時分割データストリームが送出さ
れることを要旨とする。さらに、本発明は、端末毎に呼
び出しを行い、該当する端末からの返信を受信し、この
とき端末からの変調キャリア位相を端末毎に記憶する記
憶手段を有することを要旨とする。

【００１７】

【作用】本発明は、到来した変調キャリアを遅延検波方
式を用いてデータ復調を行い、同期が確立した後には同
期検波方式を用いてデータ復調を行うものであり、タイ
ムスロット毎にキャリア位相誤差の補正を行い、キャリ
ア同期確立の際には同期検波方式へ移行するので、より
高品位なデータ通信を提供する。

【００１８】具体的には、端末毎のデータ送出タイミン
グ制御を行うと共に、センタ側で各タイムスロット毎の
受信キャリア位相を検知（サンプリング）、記憶してお
き、次フレームで受信する当該タイムスロットが到来し
たときに、先に記憶したキャリア補正位相をキャリア同
期用ＰＬＬの変更手段を構成する可変周波数発振器（以
下、ＶＣＯと略記する。ＶＣＯ；Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の制御情報として
与え、タイムスロット毎のサンプリング位相補正を行う
ことによって、速やかなキャリア同期を実現することが
可能となる。また、キャリア位相同期後、検波方式を同
期検波に切り替えることによってより高品位の通信を提
供することができる。

【００１９】また、ＴＤＭＡ通信特有の不具合は、端末
毎のデータ送出タイミング制御を行うとともに、各タイ
ムスロット毎の受信キャリア位相を検知し記憶してお
き、次フレームで受信する当該のタイムスロットが到来
した場合に、先に記憶したキャリア位相をキャリア同期
用ＰＬＬのＶＣＯの制御情報として与えることによって
回避でき、速やかなキャリア同期を実現することができ
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照し
て説明する。図１は本発明に係る位相補正復調方式が適
用されるＴＤＭＡ通信を行うセンタ用上り回線情報デー
タ受信装置の構成を示したブロック図である。尚、図１
及び後述の各実施例を示す図において、前記図１２にお
ける機器及び素子等と同一乃至均等のものは、前記と同
一の符号を以て示し重複した説明を省略する。また、セ
ンタと端末との間のデータ変調方式はＱＰＳＫを用いる
ものとする。

【００２１】以下、図１を参照して説明する。入力端子
１１に到来したＱＰＳＫ変調キャリアは、増幅器１３に
よって増幅され、ミキサ１５及び帯域制限フィルタ（Ｂ
ＰＦ）１７によって中間周波数（ＩＦ）に変換される。
中間周波数はリミッタ２１を介して振幅変動が抑圧され
た後、位相比較器（ＰＤ）２３，２５に供給される。リ
ミッタ２１の出力の一部は遅延部２７を介して１シンボ
ルレートの遅延が与えられ位相比較器２３に供給される
他、さらに移相回路２９において搬送波周波数に対して
（π／２）倍相当の遅延±π／４が与えられ位相比較器
２３，２５に供給される。

【００２２】位相比較器２３，２５の出力はそれぞれ、
データ補正回路３１，３３に供給され、スイッチ３５，
３７を通してマルチプレクサ（ＭＰＸ）３９にて多重化
されシリアルビットストリームとして出力端子４１に出
力される。

【００２３】前述の中間周波数の一部はキャリア検出器
（ＣＤＥＴ）４３に供給され、キャリアロスおよび受信
キャリア振幅を検出する。キャリア検出器４３で検出さ
れたキャリアロス区間がタイミング発生部４５より与え
られたタイムスロットガード区間内に存在する場合には
キャリア検出器４３よりＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃ
ｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４９のアドレスカウンタ４７に
対して“１”だけカウントアップを行わせるべくカウン
トアップ用のクロックを供給する。

【００２４】タイミング発生部４５は、センタから端末
に対して伝送される下り回線通信フレームに同期した受
信フレームを有しており、このフレームに同期したタイ
ムスロットを割り当てられた各端末が送出するデータを
受信するために、各フレーム毎、および各タイムスロッ
ト毎にＲＡＭ４９に与えるアドレスを更新するべくアド
レスカウンタ４７の出力を更新する。

【００２５】通信開始当初は、遅延検波で受信する。従
って、遅延部２７ではシンボルレート遅延が得られるシ
ンボル遅延器２７ａ側をスイッチ２７ｂで選択出力す
る。移相回路２９は所定段の単位遅延量を有する移相回
路である。定常状態において、移相回路２９の両端には
中間周波数に対してπ／２の位相差が生ずる。しかし、
各端末からの受信キャリア周波数が僅かにずれる場合が
ある。この場合、移相回路２９の両端の位相は定常状態
の位相差からずれることになる。

【００２６】この位相誤差は、移相回路２９両端のシリ
アルデータ列をスイッチ５１，５３を介して位相比較器
（ＰＤ）５５に供給し、位相比較器５５出力を低域通過
型のループフィルタ（ＬＦ）５７及びスイッチ５９を介
してＶＣＯ６１に与えることで補正され、移相回路２９
の移相量を制限し安定化させる。

【００２７】ループフィルタ５７出力は、ＲＡＭ４９の
データ入力端子にも供給される。ＲＡＭ４９では検出し
たキャリア位相誤差を順次、タイムスロットに対応する
ＲＡＭアドレスに格納する。タイムスロットがある端末
に割り付けられている間、端末が要求した通信容量に沿
ってタイムスロットが離散的に現れる。

【００２８】次に、当該端末に割り付けられた、対応す
る次なるタイムスロットが到来した場合には現時点でＲ
ＡＭ４９に格納されたキャリア位相誤差を読み出し、こ
れに基づいて受信キャリア検出・復調のためのＶＣＯ６
１出力の初期位相を設定する。離散的に到来するタイム
スロット毎にＶＣＯ６１の初期位相が設定されることで
当該端末からの変調キャリアに限って言えば、疑似的に
連続しているようにみえるようになる。

【００２９】ループフィルタ５７出力は、また同期検出
器６３にも供給されており、同期検出器６３では複数の
シンボル期間に亙ってループフィルタ５７出力を観測
し、同期／非同期状態を判定する。同期と判定された場
合は、タイミング発生部４５を通じてスイッチ３５，３
７，５１，５３，２７ｂを前述の逆側を選択するように
制御して、同期検波に動作モードを切り替える。

【００３０】同期検波モードでは、データ補正回路３
１，３３がバイパスされる他、ＶＣＯ６１から出力され
る同期キャリアがスイッチ２７ｂ、および移相回路２９
を通して位相比較器２３，２５に供給される。受信変調
キャリアは、それぞれの位相比較器２３，２５出力を位
相比較器５５に供給し、ループフィルタ５７、ＶＣＯ６
１を介して一周する位相同期ループによって同期再生を
行う。この場合においても、ＲＡＭ４９に対してタイム
スロット毎のキャリア位相誤差の記憶は前述したように
継続される。従って、タイムスロット設定時から開始さ
れたキャリア位相誤差はタイムスロット毎に積算され、
高安定なキャリア同期再生が行える。

【００３１】本実施例ではリミッタ回路２１以降はディ
ジタル回路で構成できる。上述した例では、データシン
ボル伝送速度と中間周波数が整数倍の関係を想定してい
たが、必ずしもその必要はない。ＶＣＯ６１は中間周波
数に周波数同期したクロックを発生する。例えば中間周
波数が７０ＭＨｚ、シンボル伝送速度が４．０９６ＭＨ
ｚとすると、シンボル遅延器２７ａは１７クロックのシ
フトレジスタでよい。この場合、中間周波数はシンボル
クロックの整数倍ではないため、遅延検波ではデータシ
ンボル切り替え時点で僅かにデータ誤差を生ずる。しか
しながらこのデータ誤差は、複数回連続したデータを有
効とするか、８クロック乃至１６クロック程度積算すれ
ば誤検出なくデータが抽出できる。

【００３２】データ検出は、入力搬送波に対して互いが
π／２なる位相差を有する±π／４なる位相の中間周波
数搬送波を再生し、これを用いてデータ検出を行う。図
２を参照するに、ディジタル回路では、−π／４を同相
軸検波用、＋π／４を直交軸検波用としてＩ軸，Ｑ軸、
それぞれの検波用クロックの立ち上がりにて受信した中
間周波数変調波の極性を検出することができる。このと
きの（Ｉ，Ｑ）検出値は次のようになる。 位相比較器の一例としては、フリップフロップ（Ｆ／
Ｆ）がある。それぞれの検出位相を有する中間周波数の
搬送波をクロックとし、到来した変調搬送波をデータ入
力としたフリップフロップを用いれば、それぞれの中間
周波数の周期で上記のように直接データ出力が得られる
ことになる。また、フリップフロップの代わりにＥＸＯ
Ｒゲートを用いても上記と同様に検波することができ
る。

【００３３】図３に０π，π／２，π，３π／２なる位
相変調がかけられたＱＰＳＫ変調波を検出する場合を示
す。なお、説明の都合上、検出位相はπ／４毎に示し
た。変調波は正側の領域を「１」、負側の領域を「−
１」で表している。Ｉ軸およびＱ軸の検出位相を前述の
如く−π／４，＋π／４とし、図３に示す（１），
（２），（３），（４）のようになり、１周期分積算す
ると、図中右端欄に記してあるように、 （Ｉ，Ｑ）＝ ０π ： （１，１） π／２ ： （−１，１） π ： （−１，−１） ３π／４ ： （１，−１） ここで、変調波が正側の領域を「１」、負側の領域を
「−１」で表していたため、１，０なる論理レベルで表
すと、２進符号ではサインビットのみの扱いとなるた
め、 ０π ： （０，０） π／２ ： （１，０） π ： （１，１） ３π／４ ： （０，１） となり、前述と同様の結果が得られる。

【００３４】図４を参照して、上述した一連の動作を説
明する。図４に示す（ａ）は、到来したＱＰＳＫ変調波
を中間周波数にダウンコンバートしたものであり、図１
における帯域制限フィルタ１９の出力である。同（ｂ）
は図１におけるリミッタ２１の出力である。同（ｄ），
（ｅ）はそれぞれπ／２なる位相差を有する再生搬送波
であり、同相（Ｉ）軸、および直交（Ｑ）軸の検波に使
用される。なお、これら（ｄ），（ｅ）は入力変調波Ｉ
Ｆ周波数に対して４倍の周波数に同期したＶＣＯ６１の
発振出力（同（ｆ）に示す）を分周して得ている。

【００３５】リミッタ出力（同（ｂ））は４×ＩＦクロ
ック（同（ｆ）に示す）の立ち下がりエッジを基準にπ
／４遅延される。Ｉ，Ｑ軸検波用の再生搬送波とはこの
遅延された変調波と比較される。到来した変調波の変調
角度に対するデータは先に示した通りである。

【００３６】一方、π／２遅延器両端の出力は、同
（ｂ）に対して同（ｇ）なるπ／２位相遅延を受けた関
係にある。同（ｂ），（ｇ）の比較出力（同（ｈ）に示
す）をループフィルタ５７を通して２倍の中間周波数成
分が除去され、位相差θがπ／２の場合は±０となる。
位相差がπ／２＜θ＜３π／２の場合は正（＋）、−３
π／２＜θ＜π／２の場合は負（−）側の出力となる。

【００３７】このループフィルタ出力結果をＶＣＯ６１
に入力することにより、位相同期ループを構成し、ルー
プフィルタ出力が±０の場合は現状維持、正側の場合は
発振周波数を上げ、負側の場合は発振周波数を下げるよ
うにＶＣＯ６１を動作させてＶＣＯ６１の発振周波数を
到来した角度変調波の搬送波位相に合致させることで到
来した変調波に対する搬送波再生が行える。

【００３８】次に、図５を参照してＱＰＳＫ変調された
データを遅延検波方式により検波する際の動作について
一例をあげて説明する。図５（ａ）に示す変調側ではデ
ータａｉ，ｂｉ，・・・であるシリアルデータが互いに
π／２位相差を有する同相軸Ｉおよび直交軸Ｑの搬送波
で変調され送出される。この時のキャリア位相はＰ３で
示される位相となる。

【００３９】一方、この変調波が到来した復調側（図５
（ｂ）に示す）では、受信キャリア位相Ｐ４（図１に示
すＰ４に対応）および、これを１データシンボル伝送時
間だけ遅延させた遅延キャリア位相Ｐ５（同、Ｐ５に対
応）を得る。尚、説明の都合上、図５では、それぞれの
変調キャリア位相は直交位相成分に分解して示してあ
る。両者よりＩ，Ｑ軸の位相検波出力Ｐ６（同、Ｐ６に
対応）が得られるが、Ｐ１，Ｐ２で示される値とはなら
ない。これは遅延検波方式に特有の現象で、１シンボル
前のデータ位相との一種の差分処理を行ったためであ
る。

【００４０】この補正のために図６に示すデータ補正回
路３１，３３をＩ軸、Ｑ軸のそれぞれに加える。タイム
スロット初期にＩ軸、Ｑ軸のそれぞれにあるシンボル遅
延内容をリセットし、ＥＸＯＲ回路（Ｍｏｄ２）３１１
Ｉ，３３１Ｑ、１シンボル遅延回路３１３Ｉ，３３３
Ｑ、反転回路Ｘ（−１）３１５Ｉ，３３５Ｑを介してデ
ータを１シンボル毎にフィードバックさせることで、Ｐ
７（図６に示すＰ７に対応）の比較結果よりＰ８（図６
に示すＰ８に対応）の値、即ち、Ｐ１，Ｐ２と同様の値
を得ることができる。なお、同期検波を行う際について
は、差分処理は行われないのでデータ補正回路は不要と
なり、それぞれスイッチ３５，３７により、これらデー
タ補正回路３１，３３を迂回してマルチプレクサ３９に
出力される。

【００４１】さて、ＴＤＭＡ通信においては、センタ装
置から端末へ向かう１００ＭＨｚ以上の高周波数側の下
り伝送路と、その逆方向の２０〜５０ＭＨｚ帯の低周波
数側の上り伝送路が存在することは先にも述べた。ま
た、これら下り伝送路、上り伝送路のそれぞれに複数の
伝送フレームがあり、それぞれの上り、下りの伝送フレ
ームは同期している。図７に示すように、伝送フレーム
は、通常はＦＲ０，ＦＲ１，ＦＲ２，ＦＲ３なる４つの
フレームの巡回形式で構成される。また、それぞれの伝
送フレームには複数のタイムスロットＴＳが存在する。

【００４２】ここでセンタ装置が端末ＮＴ１からの通信
要求を受けて、タイムスロットＴＳ１を端末通信に割り
当てた場合を想定する。タイムスロットＴＳ１は、定ま
ったフレーム周期で到来する。図７において、ＦＲ０の
タイムスロットＴＳ１をタイムスロットＴＳ１（０）と
称すると、以降、タイムスロットＴＳ１（１）、タイム
スロットＴＳ１（２）、タイムスロットＴＳ１（３）の
順でフレーム周期毎にタイムスロットＴＳ１が到来する
ことになる。今、ＦＲ０のタイムスロットＴＳ１（０）
を受信したとする。このとき、位相比較器５５はキャリ
ア位相誤差θ０を検出する。このキャリア位相誤差θ０
により、ループフィルタ５７を通してＶＣＯ（またはＶ
ＣＸＯ）６１が制御されると同時に、Ａ／Ｄ変換器６５
を介してＲＡＭ４９のタイムスロットＴＳ１に対応する
アドレスに、このキャリア位相誤差θ０が順次書き込ま
れる。

【００４３】さて、タイムスロットＴＳ１（０）から１
フレーム経過後、タイムスロットＴＳ１（１）が到来し
た時点で、タイムスロットＴＳ１に対応するアドレスか
らタイムスロットＴＳ１（０）で格納された位相誤差情
報θ０を読みだし、Ｄ／Ａ変換器６７を通じてＶＣＯ６
１に供給する。同時に、新しい位相誤差情報θ１が前回
と同様にＲＡＭ４９に書き込まれる。この処理を割り付
けられたタイムスロット毎に行うことで、タイムスロッ
ト毎の変調波の検波用再生キャリアは速やかに位相を定
常位相に設定することができるようになる。このとき、
位相情報θは割り当てられたタイムスロット到来毎に補
正、更新されるのはいうまでもない。

【００４４】また、場合によっては４フレームに１回の
割合でしかタイムスロットが割り当てられないような場
合も存在する。例えば、６４ｋｂｐｓのＢチャンネルが
上述の場合であるとすれば、１６ｋｂｐｓのＤチャンネ
ルを割り当てる場合がこれに相当する。この場合、４フ
レーム×タイムスロット数分のＲＡＭ容量を設定し、Ｒ
ＡＭの上位アドレスをＢチャンネル或いはＤチャンネル
の切り換え用に設定し、下位アドレスをタイムスロット
順に設定すればよい。

【００４５】さらに、より高精度な検波を行うためにリ
ミッタ回路（ＬＩＭ）２１をＡ／Ｄ変換器としてもよ
い。この場合、以降の検波段は複数ビット処理を行うた
め多少複雑になる。またＡ／Ｄ変換器でサンプリングす
る場合、そのクロックはＶＣＯ６１の出力クロックを使
用する。また、通常、搬送キャリア周期或いは中間周波
数ＩＦはデータシンボル周期よりも十分に短いので、サ
ンプリング周期を中間周波数ＩＦに対して、ｐ／（ｐ＋
１）倍として、この出力を積算するか、多数決判定をと
っても良い。例えば、ｐ＝４とすると、図８に示すよう
に１サンプル毎にサンプル点がπ／２ずつシフトする。
従ってシンボル遅延器２７ａおよび位相回路２９の段数
は削減される。先の例によれば、シンボル遅延器２７ａ
は１３段、位相回路２９は１段でよいことになる。

【００４６】センタから端末に向かう下り方向のデータ
チャンネルは制御用１本、情報データ伝送用ｎ本、端末
からセンタに向かう上り方向のデータチャンネルはｍ本
で構成される通信モデルを仮定する。

【００４７】下り制御チャンネルは、１個の遅延制御タ
イムスロット、複数の空きチャンネル通知用タイムスロ
ットで構成される。遅延制御タイムスロット内にはシン
ボル同期、フレーム同期、それぞれの同期パターンの
他、端末固有ＩＤ番号、ポーリングおよび端末内データ
設定コードなどの制御コード、応答用上りチャンネル周
波数、或いは上りチャンネル番号、送出データ遅延量、
送出データ振幅、誤り検出コードも併せて指定する。遅
延制御タイムスロットは遅延制御用に予め割り当てられ
たタイムスロットであって、下り制御チャンネル先頭に
各フレーム先頭に位置する。

【００４８】下り情報データ伝送用チャンネルは複数存
在し、同チャンネル内はシンボル同期パターンの他に複
数のタイムスロットが存在する。この複数のタイムスロ
ットを通信回線設定時にセンタが適切な数を端末毎に割
り当てることによって大容量下りデータにも対応する。

【００４９】上り情報データ伝送用チャンネルも複数存
在する。同チャンネルは１個の遅延制御タイムスロット
の他、１個の通信要求用タイムスロット、複数の情報デ
ータ伝送用タイムスロットで構成される。遅延制御タイ
ムスロット内にはシンボル同期パターンの他、レベル確
認用データ、端末固有ＩＤ番号、応答用制御コード、応
答用上りチャンネル番号、送出データ遅延量、送出デー
タ振幅、誤り検出コードも併せて伝送する。遅延制御タ
イムスロットは遅延制御用に予め割り当てられたタイム
スロットであって、上り制御チャンネルの各フレームの
先頭に位置する。通信要求用タイムスロットは端末から
の通信要求をセンタに伝送するタイムスロットであっ
て、下り制御チャンネルの空きチャンネルの内の１つを
端末が選択して要求を送出する。

【００５０】センタから端末へ向かう下り制御チャンネ
ルは原則として１本である。端末はこの制御チャンネル
を介して放送された各種端末制御データをすべて受信す
るが、この内、それぞれの端末自身が保有する端末固有
ＩＤと一致する番号が付された端末制御データのみを端
末制御情報として有効とし、処理を行う。下り制御チャ
ンネルは各端末の遅延制御や端末の状態モニタのために
当該チャンネル内に存在する遅延制御用タイムスロット
を用いて個別ポーリングを行う他、これ以外のタイムス
ロットを用いて上り方向の空きチャンネルを端末に通知
するため、常時放送されている。例えば、上りデータチ
ャンネルが４本ある場合、下り制御チャンネルとして
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの５本のタイムスロットが存在し、
タイムスロットａが遅延制御用、タイムスロットｂ，
〜，タイムスロットｅが空きチャンネル通知用として機
能する。空きチャンネル通知タイムスロットは、空きの
ある場合は全ビット“１”、空きのない場合は全ビット
“０”として通知する。

【００５１】さて、センタと指定された固有の端末間で
通信経路が設定される場合、ここに発生する下り／上り
の通信経路による遅延はそれぞれ周波数によって異な
る。従って、それぞれ複数の通信チャンネルの内の１つ
を選択使用する場合、それぞれの使用条件による遅延量
を検出し、センタで指定されたフレーム、タイムスロッ
ト内に合致するように端末からの上りデータ送出タイミ
ングを制御する必要がある。

【００５２】端末側では、シンボル位相の１／ｎ倍の周
期で選択可能な上りデータ送出位相選択器を具備し、セ
ンタ側からの指定により指定された送出位相を選択す
る。これによって、センタ側受信端での受信データシン
ボル位相がほぼ合致し、センタ側データ着信時のシンボ
ル切り替わり時の誤りが減少する。また、シンボル以上
の、ビット単位のデータ遅延に対しては送出データ用バ
ッファを具備し、センタ側で構築し、下りチャンネルで
放送するそれぞれのフレーム及びタイムスロットに合致
させる。

【００５３】先ほど、センタから端末へ向かう下り制御
チャンネルは原則として１本と記したが、所定数の端末
を１集団とし、この集団毎に下り制御チャンネル１本ず
つを割り当てることによって、センタ所轄エリアを細分
化し、障害復旧などのメンテナンス作業を効率化しても
良い。

【００５４】図９に端末の構成の一例を示す。下り伝送
路で伝送された変調波をミキサ１１７、帯域通過フィル
タ（ＢＰＦ）１１９にて中間周波数ＩＦにダウンコンバ
ートし、これより搬送キャリアを再生し、復調器１２１
で検波を行う。同時に、フレーム同期抽出部１２９で検
波出力から特定の同期パターンを検出してタイミング発
生部１３１に対し受信した下り伝送フレームに同期させ
るよう位相同期ループを設定する。端末にはそれぞれ固
有の識別番号、いわゆるＩＤが予め設定されており、受
信、検波した下りデータ内に遅延制御用ポーリングコー
ドがあり、かつ自身のＩＤが付されていた場合にはＩＤ
検出器１３３において検出し、次フレーム先頭タイミン
グでセンタに対し応答コードをセンタ指定のタイムスロ
ット位置に、センタ指定の周波数で返送する。

【００５５】センタ指定の周波数は、前述のように下り
制御チャンネル内の遅延制御タイムスロット内に指定さ
れている。端末は受信したポーリングコードに呼応する
応答コードを端末固有ＩＤ、とともに受信した下り制御
チャンネルの次フレームの先頭の到来と同時に、送信デ
ータとして遅延制御処理回路１３７、ＱＰＳＫ変調器１
４１、ＢＰＦ１４３を介して指定上りチャンネルアップ
コンバートし、ＬＰＦ１４９、マルチプレクサ１５０を
通してセンタに向けて出力する。

【００５６】このとき、センタから指定された送信デー
タ遅延量は処理回路１３７へ、フレーム先頭からの遅延
制御タイムスロットへの送信タイミングは処理回路１３
７を経由して局部発振器１４７へ、送出振幅は処理回路
１３７を経由して増幅器１５０へ、それぞれタイミング
発生部１３１より指定される。

【００５７】遅延制御処理回数１３７は、送信データの
バッファとして機能し、遅延制御機能としてセンタから
指定された送信データ遅延量をセンタから到来した次フ
レームの、先頭タイミングに対して遅延を与えてから出
力するとともに、タイミング発生部１３１から与えられ
た指定されたデータ振幅を増幅器１５０に設定する。

【００５８】なお、遅延制御処理回路１３７は遅延制御
タイムスロットのみならず、その他の当該端末自身から
発する上り情報データタイムスロットに対しては先の遅
延制御で設定された送信データ遅延量をセンタから指定
されたタイムスロットの、先頭タイミングに対して遅延
を与えて出力する。

【００５９】この動作を数回繰り返した後、センタ側で
は伝搬遅延時間の平均化処理を行い、センタ受信端でそ
れぞれの端末からの上りデータ着信タイミングがフレー
ム先頭に合致するよう、平均化処理した伝搬遅延時間か
ら逆算し、センタから送出する前フレームに対する遅延
量を各端末に対してそれぞれ指定する。端末はこのデー
タ送出タイミングを受信し、遅延制御処理回路１３７内
の記憶デバイスに格納する。以降、この端末がデータ送
出する場合には、自身の記憶デバイスに格納した前記デ
ータを送出タイミングに従ってデータを送出する。

【００６０】センタ装置は管轄下の端末に対して、適時
ポーリングし遅延制御を行う。遅延時間においてセンタ
からは下り制御チャンネルおよび下り制御タイムスロッ
トを介して、端末固有のＩＤ番号を付して個別に端末を
順次指定する。このとき、端末に対しては端末固有ＩＤ
の他、応答用上りチャンネル周波数、或いは上りチャン
ネル番号も併せて指定する。下り制御タイムスロットは
遅延制御用に予め割り当てられたタイムスロットであっ
て、下り制御チャンネルの先頭に各フレーム先頭に位置
する。

【００６１】遅延制御におけるセンタから端末へ向かう
ポーリングデータは、ビット同期データ、フレーム同期
データ、端末ＩＤ、ポーリングコード、上り指定チャン
ネル、データ送出遅延量、データ送出振幅、誤り検出コ
ードで構成される。このポーリングデータを受信した、
指定された端末はポーリング内容を設定した後、次フレ
ームの先頭に併せて応答コードを送出する。センタ側の
端末送出位相格納ＲＡＭのアドレスは、ポーリング時に
指定した端末ＩＤ毎に対応づけられており、ポーリング
後、フレーム先頭から下り／上りの通信経路による遅延
を経て指定端末からの応答コードが受信される。受信さ
れた端末からの応答コードは、遅延検波され、ＱＰＳＫ
復調器を経てシリアルビット列に戻される。このコード
受信時タイミングで遅延検波器における位相比較器出力
から受信キャリア位相を識別し、先の端末送出位相格納
ＲＡＭの端末ＩＤ毎に対応づけられたアドレスのデータ
として格納される。

【００６２】センタ装置は管轄下の各端末に対して、適
時ポーリングし遅延制御を行う。遅延制御中にもセンタ
装置は先に述べたπ／２移相回路両端の位相を比較する
ことによりキャリア位相誤差を抽出し、端末毎に検出し
た位相情報を図１２（ａ）に示す端末送出位相格納ＲＡ
Ｍに格納する。これは、図１２（ｂ）で示す前述のＲＡ
Ｍとは別に設置し、管轄下の全端末に対する位相情報を
格納する。管轄化の端末、例えばＮＴ１からの通信要求
がセンタに伝えられ、特定のタイムスロットが割当てら
れた場合はこの特定のタイムスロットに対応するＲＡＭ
１０７のアドレスに端末送出位相格納ＲＡＭからＮＴ１
に関する位相情報を転送する。ＲＡＭ１０７では使用順
であるタイムスロット順のアドレスに配置されることに
なる。

【００６３】または、タイムスロットに対応したキャリ
ア位相情報を格納するＲＡＭ（図１２（ｂ）は図１２
（ａ）のタイムスロットに対する端末位相を示すテーブ
ルとして用いても良い。すなわち、当該のタイムスロッ
トが到来した場合にこのテーブルを参照して図１２
（ａ）に示すＲＡＭから直接データを呼び出してＶＣＯ
に与えてもよい。

【００６４】以上、述べてきたようにＴＤＭＡ通信にお
いてもタイムスロット毎に遅延検波から同期検波に移行
でき、より通信品質の良い通信を提供することができ
る。また、センタ管轄化の全ての端末においても遅延制
御期間中にキャリア送出位相が判明する他、遅延制御に
おける端末データ送出位相のシフト数も緩和が可能であ
る。さらに各タイムスロット毎に、同期検波が行えるた
め、ＢＥＲが遅延検波に比べて向上し、より高品質な通
信を提供することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ＴＤＭＡ
通信特有の不具合を解消してより高品位のデータ通信を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る位相補正復調装置の一実施例の概
略の構成を示すブロック図である。

【図２】ＱＰＳＫ復調の検波出力図である。

【図３】ＱＰＳＫ復調の概念を説明するための図であ
る。

【図４】図１における各部における動作波形をそれぞれ
示す図である。

【図５】ＱＰＳＫ変調されたデータを遅延検波方式によ
り検波する際の動作例を示す図である。

【図６】データ補正回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】タイムスロット別位相誤差記憶データ適応例を
示す図である。

【図８】サンプリング位相の変更例を示す図である。

【図９】端末側構成例を示すブロック図である。

【図１０】通信伝送路種別を示す図である。

【図１１】フレーム内容を示す図である。

【図１２】管轄端末の送出位相メモリとタイムスロット
送出メモリの格納内容別を示す図である。

【図１３】従来のＱＰＳＫ変調器の構成を示すブロック
図である。

【図１４】変調キャリア位相を示す図である。

【図１５】従来の位相補正復調装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１１…入力端子，１３…増幅器，１５…ミキサ，１７…
発振器，１９…帯域制限フィルタ，２１…リミッタ，２
３…位相比較器，２５…位相比較器，２７…遅延部，２
７ａ…シンボル遅延器，２７ｂ…スイッチ，２９…移相
回路，３１…データ補正回路，３３…データ補正回路，
３５…スイッチ，３７…スイッチ，３９…マルチプレク
サ，４１…出力端子，４３…キャリア検出器（ＤＣＥ
Ｔ），４５…タイミング発生部，４７…アドレスカウン
タ，４９…ＲＡＭ，５１…スイッチ，５３…スイッチ，
５５…位相比較器，５７…ループフィルタ，５９…スイ
ッチ，６１…ＶＣＯ，６３…同期検出器，６５…Ａ／Ｄ
変換器，６７…Ｄ／Ａ変換器，６９…ＲＡＭ，７１…周
波数検出器。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信が時分割多元接続通信方式によって
   行われるときの位相補正復調方式であって、 到来した変調キャリアを遅延検波方式を用いてデータ復
   調を行い、同期が確立した後には同期検波方式を用いて
   データ復調を行うことを特徴とする位相補正復調方式。
2. 【請求項２】 通信が時分割多元接続通信方式によって
   行われるときの位相補正復調装置であって、 到来した変調キャリアを遅延検波と同期検波の少なくと
   もいずれか一方の検波方式を用いてデータ復調を行う復
   調手段と、 割り当てられた基準期間毎に受信キャリア位相誤差を検
   知する検知手段と、 この検知手段で検知された受信キャリア位相誤差を記憶
   する記憶手段と、 受信するキャリア位相を変更する変更手段と、 次に該当する前記基準期間が到来したときに、前記記憶
   手段に記憶される受信キャリア位相誤差に基づく初期位
   相を変更手段に供給して受信キャリア位相を安定化させ
   ることを特徴とする位相補正復調装置。
3. 【請求項３】 前記基準期間毎のキャリア同期が遅延検
   波により確立した後に、検波方式を同期検波に切り替え
   る切替え手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   位相補正復調装置。
4. 【請求項４】 前記基準期間毎のシンボル同期が遅延検
   波により確立した後に、検波方式を同期検波に切り替え
   る切替え手段を有することを特徴とする請求項１または
   ２記載の位相補正復調装置。
5. 【請求項５】 到来した変調キャリアをサンプリングす
   る際に、ｐを任意の自然数とするときに、受信キャリア
   周波数のｐ／（ｐ−１）倍、あるいはｐ／（ｐ＋１）倍
   のサンプリング周波数でサンプリングし、当該サンプル
   毎の受信キャリア位相を移相させることを特徴とする請
   求項２記載の位相補正復調装置。
6. 【請求項６】 特定の端末に割付けられた次の該当する
   基準期間が到来したときに、前記記憶手段に格納された
   キャリア位相誤差に基づいて、可変周波数発振器の当該
   基準期間毎の初期位相を補正することを特徴とする請求
   項１または２記載の位相補正復調装置。
7. 【請求項７】 前記記憶手段から読み出した端末毎の受
   信キャリア位相情報を基に到来した変調キャリアを受信
   ・復調する際に、前記記憶手段に対して位相情報を更新
   することを特徴とする請求項６記載の位相補正復調装
   置。
8. 【請求項８】 センタが管轄する全端末の端末発信キャ
   リア遅延データあるいは遅延制御データの少なくとも一
   方を記憶する第２の記憶手段を具備し、通信要求のあっ
   た端末に対してそれぞれ基準期間を割り当てる際に、前
   記端末に割当てられる端末番号に対応する位相情報を第
   ２の記憶手段から前記記憶手段に対して転送し基準期間
   順に再配置することを特徴とする請求項６記載の位相補
   正復調装置。
9. 【請求項９】 通信要求のあった端末に対してそれぞれ
   基準期間を割り当てる際に、前記端末に基準期間順に割
   り当てられた端末番号に対応するテーブルを記憶する第
   ２の記憶手段を具備し、基準期間キャリア位相を呼び出
   す際に当該第２の記憶手段のテーブルを参照して呼び出
   すことを特徴とする請求項６または８記載の位相補正復
   調装置。
10. 【請求項１０】 センタが管轄する端末に対して割り付
    けられたフレーム番号、タイムスロットで指定された期
    間に、同じく割り付けられたチャンネルで時分割データ
    ストリームが送出されることを特徴とする位相補正復調
    装置。
11. 【請求項１１】 端末毎に呼び出しを行い、該当する端
    末からの返信を受信し、このとき端末からの変調キャリ
    ア位相を端末毎に記憶する記憶手段を有することを特徴
    とする位相補正復調装置。