JPH10243042A - 信号を処理する方法および装置、ならびに搬送波再生回路 - Google Patents
信号を処理する方法および装置、ならびに搬送波再生回路Info
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- JPH10243042A JPH10243042A JP10013585A JP1358598A JPH10243042A JP H10243042 A JPH10243042 A JP H10243042A JP 10013585 A JP10013585 A JP 10013585A JP 1358598 A JP1358598 A JP 1358598A JP H10243042 A JPH10243042 A JP H10243042A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/38—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/3818—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation, i.e. using one or more nominally phase synchronous carriers
- H04L27/3827—Demodulator 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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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、および広範囲の他の変調
フォーマットに適した改善された搬送波再生方法および
装置を提供する。 【解決手段】 本発明の搬送波再生回路３００によれ
ば、受信された記号間の位相誤差（周波数誤差を表す）
が複数の技術のうちの１つを用いて決定される。推定さ
れた周波数誤差を用いて、受信された搬送信号の位相お
よび／あるいは周波数が調整され、周波数ロックが達成
される。本発明の方法および装置は、既存の搬送波再生
設計に容易に統合でき、それによって既知の周波数およ
び／あるいは位相誤差補正技術を補足し、又、既知の技
術だけが用いられた場合に比べて、および／あるいは、
比較的大きな周波数オフセットがあるにもかかわらず従
来の位相検波器が比較的小さなＤＣ成分を出力する場合
に比べて、少ない時間で周波数ロックを達成することが
できる。
フォーマットに適した改善された搬送波再生方法および
装置を提供する。 【解決手段】 本発明の搬送波再生回路３００によれ
ば、受信された記号間の位相誤差（周波数誤差を表す）
が複数の技術のうちの１つを用いて決定される。推定さ
れた周波数誤差を用いて、受信された搬送信号の位相お
よび／あるいは周波数が調整され、周波数ロックが達成
される。本発明の方法および装置は、既存の搬送波再生
設計に容易に統合でき、それによって既知の周波数およ
び／あるいは位相誤差補正技術を補足し、又、既知の技
術だけが用いられた場合に比べて、および／あるいは、
比較的大きな周波数オフセットがあるにもかかわらず従
来の位相検波器が比較的小さなＤＣ成分を出力する場合
に比べて、少ない時間で周波数ロックを達成することが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、搬送波再生方法お
よび装置に関し、特に、例えばＱＡＭ（直交振幅変調：
Quadrature Amplitude Modulation ）復調器および／あ
るいはＱＰＳＫ（４相位相変調：Quadrature Phase Shi
ft Keying ）復調器において、用いるのに適した改善さ
れた搬送波再生方法および装置に適用して有効な技術に
関する。
よび装置に関し、特に、例えばＱＡＭ（直交振幅変調：
Quadrature Amplitude Modulation ）復調器および／あ
るいはＱＰＳＫ（４相位相変調：Quadrature Phase Shi
ft Keying ）復調器において、用いるのに適した改善さ
れた搬送波再生方法および装置に適用して有効な技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】様々なタイプの情報をディジタルデータ
として伝送することの重要性が増している。直交変調
（ＱＡＭ）および４相位相変調（ＱＰＳＫ）は、ディジ
タルデータを伝送するための魅力的な伝達手段としてま
すます用途が増大している。
として伝送することの重要性が増している。直交変調
（ＱＡＭ）および４相位相変調（ＱＰＳＫ）は、ディジ
タルデータを伝送するための魅力的な伝達手段としてま
すます用途が増大している。
【０００３】以下に詳細に説明するように、本発明の搬
送波再生方法および装置はＱＡＭやＱＰＳＫ、あるいは
様々な他のタイプの変調信号と共に用いることができ
る。説明の目的のために、本発明の方法および装置は例
示的なＱＡＭ復調器の実施の形態の文脈で説明される。
まず、ＱＡＭと既知のＱＡＭ搬送波再生を簡単に説明す
る。
送波再生方法および装置はＱＡＭやＱＰＳＫ、あるいは
様々な他のタイプの変調信号と共に用いることができ
る。説明の目的のために、本発明の方法および装置は例
示的なＱＡＭ復調器の実施の形態の文脈で説明される。
まず、ＱＡＭと既知のＱＡＭ搬送波再生を簡単に説明す
る。
【０００４】本質的に、ＱＡＭはデータを２次元複素記
号、すなわち、同相成分および直交成分を備えた複素記
号、の列として伝送することに依存している。各記号
は、それが表すデータに基づいて、予め定めた値を取
る。伝送に利用できるすべての値の集合によってアルフ
ァベットが定義され、それは、通常２次元タイプのグラ
フとして描いたときに、コンステレーションの形とな
る。コンステレーションの大きさおよび形状は、集合内
の離散的な値の数と、コンステレーションにおけるそれ
らの空間的な位置に依存している。しばしば、放送、例
えば、高画質テレビ（ＨＤＴＶ）用のデータに用いるこ
とを提案されているコンステレーションは１６、３２、
あるいは６４の値（状態）を含んでおり、それぞれ１６
ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭと呼ばれている。
号、すなわち、同相成分および直交成分を備えた複素記
号、の列として伝送することに依存している。各記号
は、それが表すデータに基づいて、予め定めた値を取
る。伝送に利用できるすべての値の集合によってアルフ
ァベットが定義され、それは、通常２次元タイプのグラ
フとして描いたときに、コンステレーションの形とな
る。コンステレーションの大きさおよび形状は、集合内
の離散的な値の数と、コンステレーションにおけるそれ
らの空間的な位置に依存している。しばしば、放送、例
えば、高画質テレビ（ＨＤＴＶ）用のデータに用いるこ
とを提案されているコンステレーションは１６、３２、
あるいは６４の値（状態）を含んでおり、それぞれ１６
ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭと呼ばれている。
【０００５】図１には１６ＱＡＭのコンステレーション
が示されている。コンステレーションにおける各記号は
「ｘ」によって示されている。既知の１６ＱＡＭでは、
ｘおよびｙの両座標に対して許容公称記号値は（±１，
±３）であり、公称の２乗した絶対値は約２，１０，１
８である。コンステレーション１１０は通常、記号の絶
対値の２乗２，１０，１８に対応して３つの輪を有して
おり、そのうち特に、一番内側の輪と中間の輪１１３，
１１７が示されている。
が示されている。コンステレーションにおける各記号は
「ｘ」によって示されている。既知の１６ＱＡＭでは、
ｘおよびｙの両座標に対して許容公称記号値は（±１，
±３）であり、公称の２乗した絶対値は約２，１０，１
８である。コンステレーション１１０は通常、記号の絶
対値の２乗２，１０，１８に対応して３つの輪を有して
おり、そのうち特に、一番内側の輪と中間の輪１１３，
１１７が示されている。
【０００６】放送用ＱＡＭデータを受信するために、Ｑ
ＡＭ受信機は、本質的に、受信チャネルの受信出力をサ
ンプリングし、フィルタリングし、結果として得られる
フィルタ処理したサンプルを１つあるいはそれ以上のス
ライサを含む復号器（例えば、ビタビ復号器）にかけ、
検出した記号を生成する。これら後者の記号に含まれる
データが圧縮したビデオ情報を含む場合、適切に解凍し
て元のソースビデオデータを生成する。特にＱＡＭ受信
を実現するために、受信機内のＱＡＭ復調器はタイミン
グ再生、等化、搬送波再生の機能を実行する。
ＡＭ受信機は、本質的に、受信チャネルの受信出力をサ
ンプリングし、フィルタリングし、結果として得られる
フィルタ処理したサンプルを１つあるいはそれ以上のス
ライサを含む復号器（例えば、ビタビ復号器）にかけ、
検出した記号を生成する。これら後者の記号に含まれる
データが圧縮したビデオ情報を含む場合、適切に解凍し
て元のソースビデオデータを生成する。特にＱＡＭ受信
を実現するために、受信機内のＱＡＭ復調器はタイミン
グ再生、等化、搬送波再生の機能を実行する。
【０００７】ＱＡＭおよびＱＰＳＫでは、搬送波再生は
通常、決定に従う仕方で、又、パイロットトーン無しで
実行される。搬送波再生は基準搬送波を生成し、それを
基準にして、受信した復調記号が回転しないように、同
相および直交変調成分を、例えば周波数および位相の両
方に関して、決定することができる。記号によって直交
変調され、次いで受信機に伝送されたのは搬送信号であ
る。搬送波再生は、様々な周波数オフセット（例えば、
送信機と受信機との間でしばしば発生するドリフトある
いはジッタ）の存在下で適切に機能できなければならな
い。搬送波再生回路への入力は通常、等化後の記号であ
る。
通常、決定に従う仕方で、又、パイロットトーン無しで
実行される。搬送波再生は基準搬送波を生成し、それを
基準にして、受信した復調記号が回転しないように、同
相および直交変調成分を、例えば周波数および位相の両
方に関して、決定することができる。記号によって直交
変調され、次いで受信機に伝送されたのは搬送信号であ
る。搬送波再生は、様々な周波数オフセット（例えば、
送信機と受信機との間でしばしば発生するドリフトある
いはジッタ）の存在下で適切に機能できなければならな
い。搬送波再生回路への入力は通常、等化後の記号であ
る。
【０００８】図２は既知の搬送波再生回路１０１を示し
たものである。図示されているように、搬送波再生回路
１０１は、デローテータ１０２と、位相検波器１０４
と、ループフィルタ１１０と、位相アキュムレータ１１
２と、ＳＩＮＥ・ＣＯＳＩＮＥルックアップテーブルを
格納するためのＲＯＭ１１４と、スライサモジュール１
０６とを含んでいる。捕捉動作モードとトラッキング動
作モードを切換えるためのモード選択制御回路１１８も
含まれている。搬送波再生回路１０１は、本発明者によ
る先の発明を詳細に説明した米国特許第５, ４７１, ５
０８号に記載されているものと同じあるいは類似のもの
とすることができる。図示された実施の形態では、スラ
イサモジュール１０６は、モード選択制御回路１１８に
より出力された制御信号に応答して、捕捉モードあるい
はトラッキングモードで動作する。様々なトラッキング
動作モードおよび捕捉モードをサポートしていない搬送
波再生回路では、捕捉モジュール１２２はスライサモジ
ュール１０６から省かれており、又、モード選択制御回
路１１８も省かれている。
たものである。図示されているように、搬送波再生回路
１０１は、デローテータ１０２と、位相検波器１０４
と、ループフィルタ１１０と、位相アキュムレータ１１
２と、ＳＩＮＥ・ＣＯＳＩＮＥルックアップテーブルを
格納するためのＲＯＭ１１４と、スライサモジュール１
０６とを含んでいる。捕捉動作モードとトラッキング動
作モードを切換えるためのモード選択制御回路１１８も
含まれている。搬送波再生回路１０１は、本発明者によ
る先の発明を詳細に説明した米国特許第５, ４７１, ５
０８号に記載されているものと同じあるいは類似のもの
とすることができる。図示された実施の形態では、スラ
イサモジュール１０６は、モード選択制御回路１１８に
より出力された制御信号に応答して、捕捉モードあるい
はトラッキングモードで動作する。様々なトラッキング
動作モードおよび捕捉モードをサポートしていない搬送
波再生回路では、捕捉モジュール１２２はスライサモジ
ュール１０６から省かれており、又、モード選択制御回
路１１８も省かれている。
【０００９】以下に説明するように、本発明の様々な実
施の形態は、単一の動作モード（例えば、トラッキング
モード）をサポートする搬送波再生回路と共に用いられ
るだけでなく、搬送波再生動作のそのような様々なモー
ド（例えば、捕捉モードおよびトラッキングモード）を
サポートする搬送波再生回路と共に用いることができ
る。
施の形態は、単一の動作モード（例えば、トラッキング
モード）をサポートする搬送波再生回路と共に用いられ
るだけでなく、搬送波再生動作のそのような様々なモー
ド（例えば、捕捉モードおよびトラッキングモード）を
サポートする搬送波再生回路と共に用いることができ
る。
【００１０】搬送波再生回路１０１では、搬送波再生
は、ディジタルフェーズロックループ（ＤＰＬＬ）を用
いることにより実行され、ＤＰＬＬでは、入力される等
化後の記号をデローテートするために用いられる基準搬
送波がリード線１６５上に生成される。基準搬送波が確
実に正確なものであるために、すなわち、この搬送波が
受信信号におけるジッタの存在下で、あるいは送信機と
受信機との間の周波数シフトおよび／あるいは位相シフ
トの存在下で適切に応答し、従って、等化後の記号を適
切にデローテートするために用いることができるよう
に、この搬送波は、デローテートされた各記号とそれに
対応する理想的なスライスされた値との間の位相誤差
（φe ）の推定値に基づいて、ＤＰＬＬ内で周波数と位
相の両方に関して調整される。
は、ディジタルフェーズロックループ（ＤＰＬＬ）を用
いることにより実行され、ＤＰＬＬでは、入力される等
化後の記号をデローテートするために用いられる基準搬
送波がリード線１６５上に生成される。基準搬送波が確
実に正確なものであるために、すなわち、この搬送波が
受信信号におけるジッタの存在下で、あるいは送信機と
受信機との間の周波数シフトおよび／あるいは位相シフ
トの存在下で適切に応答し、従って、等化後の記号を適
切にデローテートするために用いることができるよう
に、この搬送波は、デローテートされた各記号とそれに
対応する理想的なスライスされた値との間の位相誤差
（φe ）の推定値に基づいて、ＤＰＬＬ内で周波数と位
相の両方に関して調整される。
【００１１】特に、入力される等化後の記号は、デロー
テータ１０２の第１の入力に入力され、ＳＩＮＥ発生器
の直交出力、特に、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１１
４に格納されているＳＩＮＥ、ＣＯＳＩＮＥテーブル、
はデローテータ１０２の第２の入力に入力される。テー
ブル１１４に対する任意の入力に対して、対応するＳＩ
ＮＥ出力は基準搬送波の同相成分を生成し、対応するＣ
ＯＳＩＮＥ出力はその搬送波の直交成分を生成する。Ｒ
ＯＭ１１４に対する入力アドレスは位相アキュムレータ
１１２により生成される積算された位相誤差である。
テータ１０２の第１の入力に入力され、ＳＩＮＥ発生器
の直交出力、特に、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１１
４に格納されているＳＩＮＥ、ＣＯＳＩＮＥテーブル、
はデローテータ１０２の第２の入力に入力される。テー
ブル１１４に対する任意の入力に対して、対応するＳＩ
ＮＥ出力は基準搬送波の同相成分を生成し、対応するＣ
ＯＳＩＮＥ出力はその搬送波の直交成分を生成する。Ｒ
ＯＭ１１４に対する入力アドレスは位相アキュムレータ
１１２により生成される積算された位相誤差である。
【００１２】位相誤差信号は、まず、入力される等化後
のデローテートされた記号（ＺREC）の各々と、それに
対応する理想的なスライスされた値（ＺSL）との間の位
相誤差を推定することにより合成される。特に、デロー
テータ１０２により生成されるデローテートされた記号
の各々は、位相検波器１０４の第１の入力に供給され、
又、スライサモジュール１０６の入力に供給される。位
相検波器１０４は半複素乗算器１０８を用いて実現され
ている。
のデローテートされた記号（ＺREC）の各々と、それに
対応する理想的なスライスされた値（ＺSL）との間の位
相誤差を推定することにより合成される。特に、デロー
テータ１０２により生成されるデローテートされた記号
の各々は、位相検波器１０４の第１の入力に供給され、
又、スライサモジュール１０６の入力に供給される。位
相検波器１０４は半複素乗算器１０８を用いて実現され
ている。
【００１３】図示された実施の形態では、スライサモジ
ュール１０６は、全スライサ１２０と低減スライサ１２
２とを含んでいる。全スライサは、受信された記号の各
々に対して、それを可能性のある１６個の理想値（１６
ＱＡＭの場合）と比較し、それら１６個の可能な理想値
のうちで入力された記号の値に最も近いものを全スライ
サの出力として選択することにより、出力を生成する。
低減スライサ１２２は、外側の（すなわち、内側ではな
い）記号、例えば外側コーナーの記号１１９1，１１９
2 ，１１９3 ，１１９4 に対して、理想的なスライスさ
れた値の出力を生成し、内側の記号が受信された場合に
はスライスされた値（ＺREC ）としてゼロを出力する。
ュール１０６は、全スライサ１２０と低減スライサ１２
２とを含んでいる。全スライサは、受信された記号の各
々に対して、それを可能性のある１６個の理想値（１６
ＱＡＭの場合）と比較し、それら１６個の可能な理想値
のうちで入力された記号の値に最も近いものを全スライ
サの出力として選択することにより、出力を生成する。
低減スライサ１２２は、外側の（すなわち、内側ではな
い）記号、例えば外側コーナーの記号１１９1，１１９
2 ，１１９3 ，１１９4 に対して、理想的なスライスさ
れた値の出力を生成し、内側の記号が受信された場合に
はスライスされた値（ＺREC ）としてゼロを出力する。
【００１４】低減スライサ１２２は、まず、受信した記
号の大きさを予め選択されたしきい値と比較して、それ
が外側の記号であるかどうかを決定することにより実現
することができる。しきい値を超えなければ、受信した
記号が内側の記号であることを示しており、ゼロが出力
される。しかし、受信した記号が外側の記号であると確
定されれば、それを理想的な記号の値（捕捉の目的で用
いられるのが外側の４個の点だけであれば、４つの値）
の低減集合と比較され、最も近いものとしてマッチした
値が出力される。そのような実施の形態では、低減複素
スライサが用いられる捕捉モードにおいて、受信された
内側の記号に対する推定位相誤差はゼロとなる。そのよ
うな実施の形態では、受信された内側の記号はコンステ
レーション上の位置に対して殆どあるいは全く影響を及
ぼさない。
号の大きさを予め選択されたしきい値と比較して、それ
が外側の記号であるかどうかを決定することにより実現
することができる。しきい値を超えなければ、受信した
記号が内側の記号であることを示しており、ゼロが出力
される。しかし、受信した記号が外側の記号であると確
定されれば、それを理想的な記号の値（捕捉の目的で用
いられるのが外側の４個の点だけであれば、４つの値）
の低減集合と比較され、最も近いものとしてマッチした
値が出力される。そのような実施の形態では、低減複素
スライサが用いられる捕捉モードにおいて、受信された
内側の記号に対する推定位相誤差はゼロとなる。そのよ
うな実施の形態では、受信された内側の記号はコンステ
レーション上の位置に対して殆どあるいは全く影響を及
ぼさない。
【００１５】米国特許第５，４７１，５０８号に説明さ
れているように、外側の記号は内側の記号に比べて、半
径がより大きく、従って、相加性雑音と適応性雑音の和
に対する信号の比が大きい。理論の示唆するところによ
れば、この理由で、外側の記号は、コンステレーション
の現行の方向に関して、内側の記号よりも一般的により
信頼できる情報を提供する。例えば搬送波再生の単一モ
ードだけがサポートされている場合、例えば捕捉モード
の際に、位相誤差に関するあいまいさが非常に高い場
合、内側の記号から生成された信頼性の低い位相誤差推
定値と、補正のために外側の記号から生成された信頼性
の高い位相誤差推定値との両方を用いる場合に比べて、
位相誤差の推定値のために外側の記号だけを用いる場合
の方が、ロックオンがより速く達成できる。
れているように、外側の記号は内側の記号に比べて、半
径がより大きく、従って、相加性雑音と適応性雑音の和
に対する信号の比が大きい。理論の示唆するところによ
れば、この理由で、外側の記号は、コンステレーション
の現行の方向に関して、内側の記号よりも一般的により
信頼できる情報を提供する。例えば搬送波再生の単一モ
ードだけがサポートされている場合、例えば捕捉モード
の際に、位相誤差に関するあいまいさが非常に高い場
合、内側の記号から生成された信頼性の低い位相誤差推
定値と、補正のために外側の記号から生成された信頼性
の高い位相誤差推定値との両方を用いる場合に比べて、
位相誤差の推定値のために外側の記号だけを用いる場合
の方が、ロックオンがより速く達成できる。
【００１６】モード選択制御回路１１８により生成され
るモード選択信号に応答するマルチプレクサ（ＭＵＸ）
１２４を用いて、任意の所定の時点において全スライサ
１２０あるいは低減スライサ１２２の出力を位相検波器
１０８の第２の入力に供給するかどうかを制御する。Ｍ
ＵＸ１２４を介して捕捉スライサ動作モードとトラッキ
ングスライサ動作モードの切換を制御するモード選択制
御回路１１８は、既知の複数の技術のうちどれを用いて
実現してもよい。
るモード選択信号に応答するマルチプレクサ（ＭＵＸ）
１２４を用いて、任意の所定の時点において全スライサ
１２０あるいは低減スライサ１２２の出力を位相検波器
１０８の第２の入力に供給するかどうかを制御する。Ｍ
ＵＸ１２４を介して捕捉スライサ動作モードとトラッキ
ングスライサ動作モードの切換を制御するモード選択制
御回路１１８は、既知の複数の技術のうちどれを用いて
実現してもよい。
【００１７】位相検波器１０４の出力、すなわち、デロ
ーテートされた記号の各々とそれに対応するスライスさ
れた値との間の推定位相誤差（φe ）は等化後のデロー
テートされた記号とスライスされた値（Ｚsl）の共役
（Ｚsl * ）との複素積である。すなわち、 φe ＝Ｉｍ（ＺREC ＺSL * ） ＝｜ＺREC ｜｜ＺSL * ｜ｓｉｎ（φREC −φSL）〜｜Ｚ
REC ｜2 φae ここで、φaeは推定位相誤差（φe ）に対する実際の位
相誤差、φREC は受信された記号の位相、φSLはスライ
スされた記号の（所望の）位相である。
ーテートされた記号の各々とそれに対応するスライスさ
れた値との間の推定位相誤差（φe ）は等化後のデロー
テートされた記号とスライスされた値（Ｚsl）の共役
（Ｚsl * ）との複素積である。すなわち、 φe ＝Ｉｍ（ＺREC ＺSL * ） ＝｜ＺREC ｜｜ＺSL * ｜ｓｉｎ（φREC −φSL）〜｜Ｚ
REC ｜2 φae ここで、φaeは推定位相誤差（φe ）に対する実際の位
相誤差、φREC は受信された記号の位相、φSLはスライ
スされた記号の（所望の）位相である。
【００１８】図２の既知のシステムにおいて、スカラー
位相誤差（φe ）は２次ループフィルタ１１０の入力に
供給され、それから、位相積算器（位相アキュムレー
タ）１１２に供給される。結果として得られる積算され
た（累算された）位相誤差は位相アキュムレータ１１２
により出力され、ＲＯＭ１１４に対して入力として供給
され、ＲＯＭ１１４は、上述のように、デローテータに
対する第２の入力の生成を担っている。
位相誤差（φe ）は２次ループフィルタ１１０の入力に
供給され、それから、位相積算器（位相アキュムレー
タ）１１２に供給される。結果として得られる積算され
た（累算された）位相誤差は位相アキュムレータ１１２
により出力され、ＲＯＭ１１４に対して入力として供給
され、ＲＯＭ１１４は、上述のように、デローテータに
対する第２の入力の生成を担っている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】図２に示されているよ
うな既知の搬送波再生回路は、ほとんどの状況で満足で
きる搬送波再生を行うことができるが、そのようなシス
テムでは、例えば、大量の信号ジッタが有る場合、およ
び／あるいは、信号伝送条件が悪い場合にそうであるよ
うに、周波数オフセットが極端に大きい場合、妥当な時
間でプルするのが難しかったり、時間を比較的多く費や
すことがある。これは、２次アキュムレータが積算して
正確な周波数誤差信号を生成できる期間の間、位相検波
器の出力は、バイアスされた有意なＤＣ成分を有してい
なければならないからである。
うな既知の搬送波再生回路は、ほとんどの状況で満足で
きる搬送波再生を行うことができるが、そのようなシス
テムでは、例えば、大量の信号ジッタが有る場合、およ
び／あるいは、信号伝送条件が悪い場合にそうであるよ
うに、周波数オフセットが極端に大きい場合、妥当な時
間でプルするのが難しかったり、時間を比較的多く費や
すことがある。これは、２次アキュムレータが積算して
正確な周波数誤差信号を生成できる期間の間、位相検波
器の出力は、バイアスされた有意なＤＣ成分を有してい
なければならないからである。
【００２０】従って、特に周波数誤差が大きい場合に、
既存の搬送波再生回路より少ない時間で周波数ロックを
達成できる改善された搬送波再生回路が求められる。そ
のような改善された搬送波再生回路はとにかく比較的簡
単に実現できるのが望ましい。又、少なくともある場合
には、改善された搬送波再生回路が既存の搬送波再生回
路と容易に組み合わせることができ、既存の様々な回路
を全部設計しなおす必要のないことが望ましい。融通性
を最大のものとするためには、改善された搬送波再生技
術が多くの変調方式での使用に適していれば有益であ
る。
既存の搬送波再生回路より少ない時間で周波数ロックを
達成できる改善された搬送波再生回路が求められる。そ
のような改善された搬送波再生回路はとにかく比較的簡
単に実現できるのが望ましい。又、少なくともある場合
には、改善された搬送波再生回路が既存の搬送波再生回
路と容易に組み合わせることができ、既存の様々な回路
を全部設計しなおす必要のないことが望ましい。融通性
を最大のものとするためには、改善された搬送波再生技
術が多くの変調方式での使用に適していれば有益であ
る。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【００２２】本発明は改善された搬送波再生方法および
装置に関するものである。受信された記号と目標のある
いはスライスされた記号との位相誤差の推定に係る従来
の位相誤差検波技術とは異なって、本発明は連続して受
信する記号の間の位相誤差の検出および推定に係るもの
である。推定位相誤差とは、ある期間（例えば、２つの
記号時間）にわたって計算される位相誤差の差であるた
め、それは搬送波周波数の誤差を表している。すなわ
ち、それは受信信号の周波数と実際の搬送波周波数との
誤差の推定である。この周波数誤差は、１つあるいは複
数の技術を用いて計測される。
装置に関するものである。受信された記号と目標のある
いはスライスされた記号との位相誤差の推定に係る従来
の位相誤差検波技術とは異なって、本発明は連続して受
信する記号の間の位相誤差の検出および推定に係るもの
である。推定位相誤差とは、ある期間（例えば、２つの
記号時間）にわたって計算される位相誤差の差であるた
め、それは搬送波周波数の誤差を表している。すなわ
ち、それは受信信号の周波数と実際の搬送波周波数との
誤差の推定である。この周波数誤差は、１つあるいは複
数の技術を用いて計測される。
【００２３】本発明によって生成される推定周波数誤差
は受信された搬送信号の位相および／あるいは周波数を
調整するのに用いられる。本発明の周波数誤差推定技術
は、ＱＡＭ変調およびＱＰＳＫ変調を含め、さまざまな
変調方法と共に用いることができる。更に、本発明の方
法および装置は既存の搬送波再生設計に容易に統合し
て、既存の周波数および位相誤差補正技術を補足するこ
とができる。
は受信された搬送信号の位相および／あるいは周波数を
調整するのに用いられる。本発明の周波数誤差推定技術
は、ＱＡＭ変調およびＱＰＳＫ変調を含め、さまざまな
変調方法と共に用いることができる。更に、本発明の方
法および装置は既存の搬送波再生設計に容易に統合し
て、既存の周波数および位相誤差補正技術を補足するこ
とができる。
【００２４】本発明の位相および出力端数誤差推定およ
び補正技術を、既存の位相誤差推定および補正技術と組
み合わせて用いることにより、従来の位相検波器の出力
のＤＣ成分が非常に小さい場合でも大きな周波数オフセ
ットをしばしば素早くプルすることができる。
び補正技術を、既存の位相誤差推定および補正技術と組
み合わせて用いることにより、従来の位相検波器の出力
のＤＣ成分が非常に小さい場合でも大きな周波数オフセ
ットをしばしば素早くプルすることができる。
【００２５】本発明の第１の実施の形態によれば、連続
する外側記号の対の受信が検出され、連続する記号の各
対に対応する周波数誤差が生成され、その周波数誤差を
チェックして、それが周波数誤差のあいまいでない推定
値かどうかが判断される。周波数誤差があいまいでな
く、連続する外側記号の１対からのものである場合、受
信した搬送信号の周波数および／あるいは位相を調整す
るのにそれを用いて、受信した搬送信号に関して周波数
ロックを達成し、維持することが試みられる。これは、
周波数誤差信号を２次フィルタの入力に供給することに
よって行うことができ、２次フィルタの出力は、受信し
た搬送信号の位相および／あるいは周波数を直接あるい
は間接に制御するために用いられる。
する外側記号の対の受信が検出され、連続する記号の各
対に対応する周波数誤差が生成され、その周波数誤差を
チェックして、それが周波数誤差のあいまいでない推定
値かどうかが判断される。周波数誤差があいまいでな
く、連続する外側記号の１対からのものである場合、受
信した搬送信号の周波数および／あるいは位相を調整す
るのにそれを用いて、受信した搬送信号に関して周波数
ロックを達成し、維持することが試みられる。これは、
周波数誤差信号を２次フィルタの入力に供給することに
よって行うことができ、２次フィルタの出力は、受信し
た搬送信号の位相および／あるいは周波数を直接あるい
は間接に制御するために用いられる。
【００２６】第１の実施の形態では、１対の連続した外
側記号の受信の検出が、周波数誤差推定ステップと並列
に実行される。１対の連続的な外側記号の受信は、受信
された記号の受信された大きさを、内側および外側記号
を区別するために予め選択されたしきい値と比較するこ
とにより検出される。外側記号は周波数誤差の推定のた
めに用いられ、内側記号は用いられない。本発明の１つ
の実施の形態では、外側記号間の周波数誤差は、１対の
外側記号の第２の記号に対応する位相誤差を連続する外
側記号のその対の第１の記号に対応する位相誤差から差
し引くことにより計算される。
側記号の受信の検出が、周波数誤差推定ステップと並列
に実行される。１対の連続的な外側記号の受信は、受信
された記号の受信された大きさを、内側および外側記号
を区別するために予め選択されたしきい値と比較するこ
とにより検出される。外側記号は周波数誤差の推定のた
めに用いられ、内側記号は用いられない。本発明の１つ
の実施の形態では、外側記号間の周波数誤差は、１対の
外側記号の第２の記号に対応する位相誤差を連続する外
側記号のその対の第１の記号に対応する位相誤差から差
し引くことにより計算される。
【００２７】本発明の第２の実施の形態によれば、連続
する記号間の周波数誤差がやはり計測される。しかし、
第２の実施の形態の周波数誤差推定技術によれば、位相
検波器により出力される位相誤差は周波数誤差の推定の
ためには用いられない。従って、第２の実施の形態で
は、周波数誤差の推定のためにスライサの出力を用いる
必要がない。第１の実施の形態の場合のように、第２の
実施の形態も外側記号検出回路を含むことができ、周波
数誤差の推定値を、連続的に受信する外側記号の対に対
応する推定値に限定することができる。第１の実施の形
態のように、第２の実施の形態により生成される周波数
誤差信号は、受信搬送信号の位相および／あるいは周波
数を制御し、補正するために直接あるいは間接に用いる
ことができる。
する記号間の周波数誤差がやはり計測される。しかし、
第２の実施の形態の周波数誤差推定技術によれば、位相
検波器により出力される位相誤差は周波数誤差の推定の
ためには用いられない。従って、第２の実施の形態で
は、周波数誤差の推定のためにスライサの出力を用いる
必要がない。第１の実施の形態の場合のように、第２の
実施の形態も外側記号検出回路を含むことができ、周波
数誤差の推定値を、連続的に受信する外側記号の対に対
応する推定値に限定することができる。第１の実施の形
態のように、第２の実施の形態により生成される周波数
誤差信号は、受信搬送信号の位相および／あるいは周波
数を制御し、補正するために直接あるいは間接に用いる
ことができる。
【００２８】本発明の様々な周波数誤差検出技術はそれ
だけで用いることもでき、あるいは従来の位相誤差およ
び／あるいは周波数誤差補正技術と組み合わせて用いる
こともできる。更に、本発明の周波数誤差推定および補
正方法は実現が比較的容易で、又、多くの既存の搬送波
再生設計に容易に組み込むことができるので、多くの範
囲の様々な搬送波再生に関する応用分野に適している。
だけで用いることもでき、あるいは従来の位相誤差およ
び／あるいは周波数誤差補正技術と組み合わせて用いる
こともできる。更に、本発明の周波数誤差推定および補
正方法は実現が比較的容易で、又、多くの既存の搬送波
再生設計に容易に組み込むことができるので、多くの範
囲の様々な搬送波再生に関する応用分野に適している。
【００２９】本発明の他の多くの特徴と実施の形態は以
下において詳細に説明される。
下において詳細に説明される。
【００３０】
【発明の実施の形態】上述のように、本発明は改善され
た搬送波再生方法および装置に関するものである。本発
明によれば、受信された記号、例えば外側記号、の間の
位相誤差（それは、搬送信号周波数誤差を表す）が新た
な新規の技術によって計算される。本発明によれば、こ
の周波数誤差は、それだけを用いて、あるいは（例え
ば、既存の技術を用いて生成される）他の周波数あるい
は位相誤差推定値と組み合わせて用いることにより、受
信された搬送信号の周波数および／あるいは位相を調整
する。
た搬送波再生方法および装置に関するものである。本発
明によれば、受信された記号、例えば外側記号、の間の
位相誤差（それは、搬送信号周波数誤差を表す）が新た
な新規の技術によって計算される。本発明によれば、こ
の周波数誤差は、それだけを用いて、あるいは（例え
ば、既存の技術を用いて生成される）他の周波数あるい
は位相誤差推定値と組み合わせて用いることにより、受
信された搬送信号の周波数および／あるいは位相を調整
する。
【００３１】まず、図３を参照することにより、本発明
の第１の実施の形態を説明する。上述のように、搬送波
再生回路を完全に設計しなおさなければならないという
事態を避けるために、新たな改善された搬送波再生方法
および装置は、既知の搬送波再生設計と容易に組み合わ
せできることが望ましい。図３は、本発明の第１の実施
の形態によって実現される搬送波再生回路を示したもの
であり、それは特に既知の搬送波再生回路設計と共に用
いるのに適したものである。図２および図３を観察する
ことから明らかなように、図３に示された本発明の搬送
波再生回路は、図２の搬送波再生回路１０１と多くの類
似点を有している。しかし、注目すべきこととして、図
３の実施の形態は、本発明によって実現された新たなそ
して新規な周波数誤差検出（ＦＥＤ）回路３０２が存在
している点が既知の実施の形態と異なっている。更に、
図３の実施の形態で用いられている２次フィルタ回路３
１０は、そのフィルタ回路３１０が、ＦＥＤ回路３０２
によって生成される周波数誤差信号と位相検波器１０４
により出力される位相誤差信号との両方を受け取るよう
に設計されている点が、フィルタ回路１１０と異なって
いる。簡単化のために、図３の搬送波再生回路３００の
構成要素で既知の搬送波再生回路１０１の構成要素と同
じあるいは類似のものについては詳細な説明を繰り返さ
ない。
の第１の実施の形態を説明する。上述のように、搬送波
再生回路を完全に設計しなおさなければならないという
事態を避けるために、新たな改善された搬送波再生方法
および装置は、既知の搬送波再生設計と容易に組み合わ
せできることが望ましい。図３は、本発明の第１の実施
の形態によって実現される搬送波再生回路を示したもの
であり、それは特に既知の搬送波再生回路設計と共に用
いるのに適したものである。図２および図３を観察する
ことから明らかなように、図３に示された本発明の搬送
波再生回路は、図２の搬送波再生回路１０１と多くの類
似点を有している。しかし、注目すべきこととして、図
３の実施の形態は、本発明によって実現された新たなそ
して新規な周波数誤差検出（ＦＥＤ）回路３０２が存在
している点が既知の実施の形態と異なっている。更に、
図３の実施の形態で用いられている２次フィルタ回路３
１０は、そのフィルタ回路３１０が、ＦＥＤ回路３０２
によって生成される周波数誤差信号と位相検波器１０４
により出力される位相誤差信号との両方を受け取るよう
に設計されている点が、フィルタ回路１１０と異なって
いる。簡単化のために、図３の搬送波再生回路３００の
構成要素で既知の搬送波再生回路１０１の構成要素と同
じあるいは類似のものについては詳細な説明を繰り返さ
ない。
【００３２】図３に示されているように、本発明のＦＥ
Ｄ回路３０２は、位相検波器１０４によって出力される
推定位相誤差信号と、モード選択制御回路１１８により
生成されるモード選択信号と、スライスされた記号とを
入力として受け取る。以下に詳細に説明されるように、
捕捉動作モードの際には、ＦＥＤ回路３０２は、（１）
連続する外側記号の受信を検出し、（２）順次に受け取
った外側記号の各対に対応する周波数誤差を推定し、
（３）計算された周波数誤差があいまいであるかどうか
を決定する。推定された周波数誤差があいまいであると
決定されると、ＦＥＤ回路３０２は値ゼロを出力し、そ
れは２次フィルタ３１０の第１の入力に供給される。し
かし、推定された周波数誤差が信頼できるものであると
決定された場合には、それは２次フィルタ３１０の第１
の入力に供給され、位相アキュムレータ入力信号を生成
するために用いられる。図示されているように、２次フ
ィルタ３１０は又、推定位相誤差信号を入力として受け
取る。この信号は又、位相アキュムレータ１１２に対す
る入力を生成するときに用いられる。
Ｄ回路３０２は、位相検波器１０４によって出力される
推定位相誤差信号と、モード選択制御回路１１８により
生成されるモード選択信号と、スライスされた記号とを
入力として受け取る。以下に詳細に説明されるように、
捕捉動作モードの際には、ＦＥＤ回路３０２は、（１）
連続する外側記号の受信を検出し、（２）順次に受け取
った外側記号の各対に対応する周波数誤差を推定し、
（３）計算された周波数誤差があいまいであるかどうか
を決定する。推定された周波数誤差があいまいであると
決定されると、ＦＥＤ回路３０２は値ゼロを出力し、そ
れは２次フィルタ３１０の第１の入力に供給される。し
かし、推定された周波数誤差が信頼できるものであると
決定された場合には、それは２次フィルタ３１０の第１
の入力に供給され、位相アキュムレータ入力信号を生成
するために用いられる。図示されているように、２次フ
ィルタ３１０は又、推定位相誤差信号を入力として受け
取る。この信号は又、位相アキュムレータ１１２に対す
る入力を生成するときに用いられる。
【００３３】ＦＥＤ回路３０２により生成される周波数
誤差信号を用いて既知の位相誤差補正技術を補足するこ
とにより、大きな周波数オフセットを、通常必要とされ
るより少ない時間で、プルすることができる。ループフ
ィルタ３１０に固有の２次フィルタ処理を利用すること
により、回路３００において実現されているＤＰＬＬ
は、そうでない場合に１次ループフィルタで発生するよ
うな、入力周波数オフセットに依存した定常的な（Ｄ．
Ｃ．）位相オフセットを伴わずに、等化後の記号により
形成されているコンステレーション上で位相ロックを達
成することができる。
誤差信号を用いて既知の位相誤差補正技術を補足するこ
とにより、大きな周波数オフセットを、通常必要とされ
るより少ない時間で、プルすることができる。ループフ
ィルタ３１０に固有の２次フィルタ処理を利用すること
により、回路３００において実現されているＤＰＬＬ
は、そうでない場合に１次ループフィルタで発生するよ
うな、入力周波数オフセットに依存した定常的な（Ｄ．
Ｃ．）位相オフセットを伴わずに、等化後の記号により
形成されているコンステレーション上で位相ロックを達
成することができる。
【００３４】次に、図４を参照することにより、本発明
の例示的な第１の実施の形態によって実現されるＦＥＤ
回路３０２を詳細に説明する。ＦＥＤ回路３０２は、連
続的外側記号検出回路４０４と、周波数誤差推定回路４
１２と、あいまいさ検出回路４１８と、ＡＮＤゲート４
２４およびマルチプレクサ（ＭＵＸ）４２６を含む制御
論理とを含んでいる。制御論理およびＭＵＸ４２６は、
他の回路構成要素と組み合わせて用いることにより、計
算された周波数誤差を、例えば周波数誤差検出回路３１
２による出力として、いつ用いるべきかどうかを決定す
る。ＦＥＤ回路３０２にはゲインエレメント４２８も含
まれており、それは出力端数誤差信号のゲインを制御
し、それによって、その信号に応じてなされる最終的な
周波数および位相補正に対するこの生成された周波数誤
差信号の寄与量を制御するためである。
の例示的な第１の実施の形態によって実現されるＦＥＤ
回路３０２を詳細に説明する。ＦＥＤ回路３０２は、連
続的外側記号検出回路４０４と、周波数誤差推定回路４
１２と、あいまいさ検出回路４１８と、ＡＮＤゲート４
２４およびマルチプレクサ（ＭＵＸ）４２６を含む制御
論理とを含んでいる。制御論理およびＭＵＸ４２６は、
他の回路構成要素と組み合わせて用いることにより、計
算された周波数誤差を、例えば周波数誤差検出回路３１
２による出力として、いつ用いるべきかどうかを決定す
る。ＦＥＤ回路３０２にはゲインエレメント４２８も含
まれており、それは出力端数誤差信号のゲインを制御
し、それによって、その信号に応じてなされる最終的な
周波数および位相補正に対するこの生成された周波数誤
差信号の寄与量を制御するためである。
【００３５】上述した理由で、コンステレーションが回
転している場合、全スライスされた決定に従うシステム
に基づいて位相誤差を良好に推定することはできない。
しかし受信された外側記号は、比較的な大きな位相オフ
セットが存在する場合でも、又、等化の状態にかかわら
ず、有用な位相誤差情報を提供することができる。実
際、回転するコンステレーションが完全に等化され、搬
送波が再生される前であっても、本発明によれば、受信
された外側記号を用いることにより、多くの例におい
て、有用な周波数オフセットを推定することができる。
転している場合、全スライスされた決定に従うシステム
に基づいて位相誤差を良好に推定することはできない。
しかし受信された外側記号は、比較的な大きな位相オフ
セットが存在する場合でも、又、等化の状態にかかわら
ず、有用な位相誤差情報を提供することができる。実
際、回転するコンステレーションが完全に等化され、搬
送波が再生される前であっても、本発明によれば、受信
された外側記号を用いることにより、多くの例におい
て、有用な周波数オフセットを推定することができる。
【００３６】本発明によれば、連続的に受信される外側
記号に対してスライサモジュール１０６により生成され
る推定位相誤差信号を用いて、２つの記号時間にわたる
搬送波位相誤差の推定値である周波数誤差信号が生成さ
れる。この処理は周波数誤差推定回路４１２によって実
行される。回路４１２は現行の記号φ1 に対応する位相
誤差からその直前の記号φ2 に対応する位相誤差を減算
する。
記号に対してスライサモジュール１０６により生成され
る推定位相誤差信号を用いて、２つの記号時間にわたる
搬送波位相誤差の推定値である周波数誤差信号が生成さ
れる。この処理は周波数誤差推定回路４１２によって実
行される。回路４１２は現行の記号φ1 に対応する位相
誤差からその直前の記号φ2 に対応する位相誤差を減算
する。
【００３７】周波数誤差推定回路４１２は、遅延エレメ
ント４１４と、総和器４１６とを含んでいる。遅延エレ
メント４１４は、推定位相誤差信号（φe ）をその入力
として受け取り、１サンプル期間後に、総和器４１６の
減算用入力へと出力する。遅延エレメント４１４により
出力された遅延された位相誤差信号φ2 を受け取ること
に加えて、総和器４１６は、遅延エレメント４１４の入
力に供給される現行の位相誤差信号φ1 を、その総和用
入力に受け取る。総和器４１６は、現行の記号に対応す
る位相誤差φ1 から直前の記号に対応する位相誤差φ2
を減算するように動作する。このようにして、総和器４
１６は所望の周波数誤差信号を生成する。
ント４１４と、総和器４１６とを含んでいる。遅延エレ
メント４１４は、推定位相誤差信号（φe ）をその入力
として受け取り、１サンプル期間後に、総和器４１６の
減算用入力へと出力する。遅延エレメント４１４により
出力された遅延された位相誤差信号φ2 を受け取ること
に加えて、総和器４１６は、遅延エレメント４１４の入
力に供給される現行の位相誤差信号φ1 を、その総和用
入力に受け取る。総和器４１６は、現行の記号に対応す
る位相誤差φ1 から直前の記号に対応する位相誤差φ2
を減算するように動作する。このようにして、総和器４
１６は所望の周波数誤差信号を生成する。
【００３８】上述のように、内側の記号に対する位相誤
差は多くの場合、信頼できるものとして推定することが
できず、大きな位相誤差が存在する傾向のある捕捉モー
ドの場合には特にそうである。この理由で、捕捉動作モ
ードの際に内側の記号に対して位相誤差推定値は計算さ
れない。従って、連続的な外側記号（例えば、最も内側
の記号以外の記号）が受信されない場合には、受信され
た記号の各々に対する推定位相誤差を減算することによ
って２つの記号間の周波数誤差を信頼できるものとして
決定することはできない。
差は多くの場合、信頼できるものとして推定することが
できず、大きな位相誤差が存在する傾向のある捕捉モー
ドの場合には特にそうである。この理由で、捕捉動作モ
ードの際に内側の記号に対して位相誤差推定値は計算さ
れない。従って、連続的な外側記号（例えば、最も内側
の記号以外の記号）が受信されない場合には、受信され
た記号の各々に対する推定位相誤差を減算することによ
って２つの記号間の周波数誤差を信頼できるものとして
決定することはできない。
【００３９】連続的外側記号検出回路４０４は、２つの
連続的な外側記号の受信（すなわち、周波数誤差推定回
路４１２によって正確な誤差推定値を生成するために必
要な条件）の検出を担っている。上述のように、スライ
サモジュール１０６は、捕捉動作モードの際の低減コン
ステレーションスライスアルゴリズムを実現したもので
ある。その結果、内側記号が受信された場合にはいつで
も、スライスされた記号値Ｚslとして値（０，０）が出
力される。スライサモジュール１０６は、内側記号が受
信された場合にはいつでも既知の予測可能な値を出力す
るので、スライサモジュールの出力の値を調べることに
よって、周波数誤差検出回路３０２によって任意の所定
の時点で処理されている記号が内側記号であるのか外側
記号であるのかを決定することができる。
連続的な外側記号の受信（すなわち、周波数誤差推定回
路４１２によって正確な誤差推定値を生成するために必
要な条件）の検出を担っている。上述のように、スライ
サモジュール１０６は、捕捉動作モードの際の低減コン
ステレーションスライスアルゴリズムを実現したもので
ある。その結果、内側記号が受信された場合にはいつで
も、スライスされた記号値Ｚslとして値（０，０）が出
力される。スライサモジュール１０６は、内側記号が受
信された場合にはいつでも既知の予測可能な値を出力す
るので、スライサモジュールの出力の値を調べることに
よって、周波数誤差検出回路３０２によって任意の所定
の時点で処理されている記号が内側記号であるのか外側
記号であるのかを決定することができる。
【００４０】図示されているように、連続的外側記号検
出回路４０４は第１のコンパレータ４０６を含んでお
り、そのコンパレータ４０６はスライスされた記号の値
Ｚslを、非外側の、すなわち、内側の記号の受信を示す
既知の値、今の場合は（０，０）、と比較する役割を担
っている。入力信号Ｚslの値が既知の値（０，０）と一
致しない場合には、外側記号が受信されたことを示して
おり、コンパレータ４０６の出力はアサートとされる。
しかし、Ｚslが値（０，０）と一致する場合は、内側記
号が処理されていることを示しており、その値を用いて
生成されるどんな周波数誤差推定値も信頼できるもので
はなく、それを用いるべきではないことを示している。
出回路４０４は第１のコンパレータ４０６を含んでお
り、そのコンパレータ４０６はスライスされた記号の値
Ｚslを、非外側の、すなわち、内側の記号の受信を示す
既知の値、今の場合は（０，０）、と比較する役割を担
っている。入力信号Ｚslの値が既知の値（０，０）と一
致しない場合には、外側記号が受信されたことを示して
おり、コンパレータ４０６の出力はアサートとされる。
しかし、Ｚslが値（０，０）と一致する場合は、内側記
号が処理されていることを示しており、その値を用いて
生成されるどんな周波数誤差推定値も信頼できるもので
はなく、それを用いるべきではないことを示している。
【００４１】コンパレータ４０６の出力は単位遅延エレ
メント４０８と結合されており、後者の出力はＡＮＤゲ
ート４１０の第１の入力に結合されている。ＡＮＤゲー
ト４１０の第２の入力はコンパレータ４０４の出力に直
接に結合されている。ＡＮＤゲート４１０はその入力と
して、コンパレータ４０６の現行の出力とコンパレータ
４０６の前の出力とを受け取るので、ＡＮＤゲート４１
０の出力は、現行の記号と前に受信した記号が両方とも
外側記号の場合にのみ、Ｈ状態となる。従って、連続的
外側記号検出回路４０４により出力される連続的外側記
号検出信号は、連続的に受信した記号がどちらも外側記
号の場合にはＨ状態となり、それ以外の場合にはＬ状態
となる。
メント４０８と結合されており、後者の出力はＡＮＤゲ
ート４１０の第１の入力に結合されている。ＡＮＤゲー
ト４１０の第２の入力はコンパレータ４０４の出力に直
接に結合されている。ＡＮＤゲート４１０はその入力と
して、コンパレータ４０６の現行の出力とコンパレータ
４０６の前の出力とを受け取るので、ＡＮＤゲート４１
０の出力は、現行の記号と前に受信した記号が両方とも
外側記号の場合にのみ、Ｈ状態となる。従って、連続的
外側記号検出回路４０４により出力される連続的外側記
号検出信号は、連続的に受信した記号がどちらも外側記
号の場合にはＨ状態となり、それ以外の場合にはＬ状態
となる。
【００４２】周波数誤差推定回路４１２の出力は、あい
まいさ検出回路４１８の入力に結合されている。あいま
さい検出回路の目的は、推定された周波数誤差の値があ
いまいでない範囲（例えば、搬送波をプルする方向を正
確に決定することのできる範囲）の外にあるときを検出
することである。他の助け無しに、２つの連続的な外側
記号に対応する位相誤差を減算することにより正確に識
別することのできる最大周波数誤差は、シンボルレート
を８で割ったものに等しい。それより大きな周波数誤差
の場合、搬送波ロックを達成するために、どちらの方向
に搬送波をプルすべきかに関してあいまいさが存在す
る。例えば、受信された信号の周波数がシンボルレート
の４分の１だけ異なる場合、ＱＡＭコンステレーション
は適切にロックされるように思えるが、実際には、１つ
の記号から次の記号まで４分の１サイクル（π／２）の
回転が余分にある。この場合、差動エンコーディングが
用いられたとしても、誤ったデータ抽出という結果にな
る。従って、本発明の記号位相誤差減算技術を用いた、
検出可能で補正可能な周波数の偏位は１記号当たり±
（π／４）ラジアンであり、それはシンボルレートの８
分の１の搬送波周波数オフセットに相当する。
まいさ検出回路４１８の入力に結合されている。あいま
さい検出回路の目的は、推定された周波数誤差の値があ
いまいでない範囲（例えば、搬送波をプルする方向を正
確に決定することのできる範囲）の外にあるときを検出
することである。他の助け無しに、２つの連続的な外側
記号に対応する位相誤差を減算することにより正確に識
別することのできる最大周波数誤差は、シンボルレート
を８で割ったものに等しい。それより大きな周波数誤差
の場合、搬送波ロックを達成するために、どちらの方向
に搬送波をプルすべきかに関してあいまいさが存在す
る。例えば、受信された信号の周波数がシンボルレート
の４分の１だけ異なる場合、ＱＡＭコンステレーション
は適切にロックされるように思えるが、実際には、１つ
の記号から次の記号まで４分の１サイクル（π／２）の
回転が余分にある。この場合、差動エンコーディングが
用いられたとしても、誤ったデータ抽出という結果にな
る。従って、本発明の記号位相誤差減算技術を用いた、
検出可能で補正可能な周波数の偏位は１記号当たり±
（π／４）ラジアンであり、それはシンボルレートの８
分の１の搬送波周波数オフセットに相当する。
【００４３】上述のように、既知の低減コンステレーシ
ョンスライシング−位相誤差検出アルゴリズムを用いて
検出可能な最大の位相誤差は±（π／４）ラジアンであ
る。従って、本発明の記号位相誤差減算技術を用いた場
合に最大推定周波数誤差は±（π／２）ラジアンもの大
きさとなる。
ョンスライシング−位相誤差検出アルゴリズムを用いて
検出可能な最大の位相誤差は±（π／４）ラジアンであ
る。従って、本発明の記号位相誤差減算技術を用いた場
合に最大推定周波数誤差は±（π／２）ラジアンもの大
きさとなる。
【００４４】例として、次の場合を考える。すなわち、 φ1 ＝π／４ φ2 ＝−π／４ ωest ＝π／２ ここで、φ1 は現行記号の位相誤差推定値、φ2 は前の
記号の位相誤差推定値、ωest は周波数誤差推定回路４
１２が（φ1 −φ2 ）の演算を実行することにより生成
された、１記号当たりの推定周波数誤差をラジアンで表
したものである。
記号の位相誤差推定値、ωest は周波数誤差推定回路４
１２が（φ1 −φ2 ）の演算を実行することにより生成
された、１記号当たりの推定周波数誤差をラジアンで表
したものである。
【００４５】この場合、周波数誤差（π／２）は無視す
べきである。なぜなら、それが１記号当たり±（π／
４）ラジアンという、あいまいでない場合の上限を超え
ているからである。
べきである。なぜなら、それが１記号当たり±（π／
４）ラジアンという、あいまいでない場合の上限を超え
ているからである。
【００４６】あいまいさ検出回路４１８は、周波数誤差
推定回路により出力される周波数誤差信号の絶対値を取
り、その絶対値をコンパレータ４２２の第１の入力に供
給するための絶対値回路（ＡＢＳ）４２０を含んでい
る。コンパレータ４２２は、推定周波数誤差の絶対値を
予め選択されたしきい値Ｔと比較する。しきい値Ｔは、
周波数誤差推定値があいまいとなり、それゆえにそれ以
上の値は用いるべきでない値、例えば（π／４）に対応
している。コンパレータ４２２の出力はあいまいさ検出
回路４１８の出力となり、又、ＡＮＤゲート４２４の入
力に結合されている。
推定回路により出力される周波数誤差信号の絶対値を取
り、その絶対値をコンパレータ４２２の第１の入力に供
給するための絶対値回路（ＡＢＳ）４２０を含んでい
る。コンパレータ４２２は、推定周波数誤差の絶対値を
予め選択されたしきい値Ｔと比較する。しきい値Ｔは、
周波数誤差推定値があいまいとなり、それゆえにそれ以
上の値は用いるべきでない値、例えば（π／４）に対応
している。コンパレータ４２２の出力はあいまいさ検出
回路４１８の出力となり、又、ＡＮＤゲート４２４の入
力に結合されている。
【００４７】ＡＮＤゲート４２４は、周波数誤差推定回
路４１２により生成される周波数誤差信号が周波数誤差
検出回路３０２により出力され、受信された搬送信号を
調整するのに用いられる時を決定するのに用いられる。
このＡＮＤゲート４２４はその入力としてモード選択信
号と、連続的外側記号検出回路の出力信号と、あいまい
さ検出回路の出力信号とを受け取る。これらの３つの信
号のすべてがＨ状態のとき、それは搬送波再生回路が捕
捉動作モードであり、周波数誤差信号が２つの連続的な
外側記号に対応する位相誤差から生成されており、周波
数誤差信号はあいまいでない値を有していることを示し
ており、その場合だけＡＮＤゲート４２４の出力はアサ
ートとされる。
路４１２により生成される周波数誤差信号が周波数誤差
検出回路３０２により出力され、受信された搬送信号を
調整するのに用いられる時を決定するのに用いられる。
このＡＮＤゲート４２４はその入力としてモード選択信
号と、連続的外側記号検出回路の出力信号と、あいまい
さ検出回路の出力信号とを受け取る。これらの３つの信
号のすべてがＨ状態のとき、それは搬送波再生回路が捕
捉動作モードであり、周波数誤差信号が２つの連続的な
外側記号に対応する位相誤差から生成されており、周波
数誤差信号はあいまいでない値を有していることを示し
ており、その場合だけＡＮＤゲート４２４の出力はアサ
ートとされる。
【００４８】ＡＮＤゲート４２４の出力はＭＵＸ４２６
の制御入力に結合されている。ＭＵＸ４２６はその第１
の入力に、周波数誤差推定回路４１２により出力された
周波数誤差信号出力を受け取る。ＭＵＸ４２６は又、そ
の第２の入力に値ゼロを受け取る。ＡＮＤゲート４２４
の出力がアサートとされる場合、それは生成された周波
数誤差信号が用いられるべきであることを示している
が、ＭＵＸ４２６は乗算器４２８に対して周波数誤差信
号を出力する。しかし、ＡＮＤゲート４２４の出力がＬ
状態の場合には、生成された周波数誤差信号は用いられ
るべきでないことを示しており、ＭＵＸ４２４はその第
２の入力に供給されるゼロの値を出力する。
の制御入力に結合されている。ＭＵＸ４２６はその第１
の入力に、周波数誤差推定回路４１２により出力された
周波数誤差信号出力を受け取る。ＭＵＸ４２６は又、そ
の第２の入力に値ゼロを受け取る。ＡＮＤゲート４２４
の出力がアサートとされる場合、それは生成された周波
数誤差信号が用いられるべきであることを示している
が、ＭＵＸ４２６は乗算器４２８に対して周波数誤差信
号を出力する。しかし、ＡＮＤゲート４２４の出力がＬ
状態の場合には、生成された周波数誤差信号は用いられ
るべきでないことを示しており、ＭＵＸ４２４はその第
２の入力に供給されるゼロの値を出力する。
【００４９】乗算器４２８は、ＭＵＸ４２６により出力
される信号に対して予め選択されたゲインＫを与え、周
波数誤差信号が２次ループフィルタ３１０に供給される
前に、その信号を適切な大きさのものとする。
される信号に対して予め選択されたゲインＫを与え、周
波数誤差信号が２次ループフィルタ３１０に供給される
前に、その信号を適切な大きさのものとする。
【００５０】乗算器４２８を用いる代わりに、信号検出
回路を用いることもできる。そのような実施の形態で
は、信号検出回路の出力を用いて、２次フィルタ３１０
の入力対して固定値を加算すべきか減算すべきかを決定
する。そのようにして、２次フィルタ３１０への入力
は、周波数誤差推定値の極性に応じて、固定インクリメ
ント分だけインクリメントされるかデクリメントされ
る。
回路を用いることもできる。そのような実施の形態で
は、信号検出回路の出力を用いて、２次フィルタ３１０
の入力対して固定値を加算すべきか減算すべきかを決定
する。そのようにして、２次フィルタ３１０への入力
は、周波数誤差推定値の極性に応じて、固定インクリメ
ント分だけインクリメントされるかデクリメントされ
る。
【００５１】上述のように、第１の周波数誤差推定技術
は、受信された記号とターゲットとを比較することから
得られるスライスされた記号の値と、それから生成され
る位相誤差とに依存して、搬送信号の位相および／ある
いは周波数を調整するために用いられる所望の周波数誤
差信号を生成する。
は、受信された記号とターゲットとを比較することから
得られるスライスされた記号の値と、それから生成され
る位相誤差とに依存して、搬送信号の位相および／ある
いは周波数を調整するために用いられる所望の周波数誤
差信号を生成する。
【００５２】次に第２の実施の形態を図４ないし図６を
参照して説明するが、本発明の第１の実施の形態とは異
なり、第２の実施の形態は周波数誤差の推定のためにス
ライサの出力を必要としない、すなわち、それを利用し
ない。むしろ、本発明の第２の実施の形態は、記号をタ
ーゲットとに比較して調べるのではなく、記号と記号を
比較して調べることにより周波数誤差推定値を生成す
る。この第２の実施の形態はＱＰＳＫとＱＡＭの搬送波
再生の両方の分野に特に適している。
参照して説明するが、本発明の第１の実施の形態とは異
なり、第２の実施の形態は周波数誤差の推定のためにス
ライサの出力を必要としない、すなわち、それを利用し
ない。むしろ、本発明の第２の実施の形態は、記号をタ
ーゲットとに比較して調べるのではなく、記号と記号を
比較して調べることにより周波数誤差推定値を生成す
る。この第２の実施の形態はＱＰＳＫとＱＡＭの搬送波
再生の両方の分野に特に適している。
【００５３】ここで、図５を参照すると、そこには本発
明の第２の実施の形態により実現された搬送波再生回路
５００が示されている。明らかなように、搬送波再生回
路５００は、先に説明された図に示された構成要素と同
じ、あるいは類似の構成要素を多く含んでいる。そのよ
うな構成要素には先に説明されたものと同じ参照番号が
付されており、又、それらについては詳細な説明を繰り
返すことはしない。図５は、本発明の第２の実施の形態
によって実現されたＦＥＤ回路５０４と、スライサモジ
ュール５０２を組み込んでいる点が前の図と異なってい
る点に注目することができる。スライサモジュール５０
２は低減複素スライサを含むことができるが、それが必
要であるというわけではない。
明の第２の実施の形態により実現された搬送波再生回路
５００が示されている。明らかなように、搬送波再生回
路５００は、先に説明された図に示された構成要素と同
じ、あるいは類似の構成要素を多く含んでいる。そのよ
うな構成要素には先に説明されたものと同じ参照番号が
付されており、又、それらについては詳細な説明を繰り
返すことはしない。図５は、本発明の第２の実施の形態
によって実現されたＦＥＤ回路５０４と、スライサモジ
ュール５０２を組み込んでいる点が前の図と異なってい
る点に注目することができる。スライサモジュール５０
２は低減複素スライサを含むことができるが、それが必
要であるというわけではない。
【００５４】図示されているように、周波数誤差検出回
路５０４はデローテータ１０２の出力に結合されてお
り、入力としてデローテートされた受信記号ＺREC を受
け取る。周波数誤差検出回路５０４の出力は２次フィル
タ３１０の総和用入力に結合されており、それによっ
て、生成された周波数誤差信号を２次フィルタ３１０に
供給するようにされている。
路５０４はデローテータ１０２の出力に結合されてお
り、入力としてデローテートされた受信記号ＺREC を受
け取る。周波数誤差検出回路５０４の出力は２次フィル
タ３１０の総和用入力に結合されており、それによっ
て、生成された周波数誤差信号を２次フィルタ３１０に
供給するようにされている。
【００５５】図６は周波数誤差検出回路５０４をより詳
細に示したものである。図６に示されているように、周
波数誤差検出回路５０４は、外側記号検出回路６０２と
周波数誤差推定回路６０４とＭＵＸの形態の制御論理６
０６と乗算器６０８とを含んでいる。乗算器は、ゲイン
Ｂであり、ＦＥＤ回路５０４の出力が２次フィルタ３１
０の入力に供給される前に、確実にそれを適切な大きさ
とするために用いられる。
細に示したものである。図６に示されているように、周
波数誤差検出回路５０４は、外側記号検出回路６０２と
周波数誤差推定回路６０４とＭＵＸの形態の制御論理６
０６と乗算器６０８とを含んでいる。乗算器は、ゲイン
Ｂであり、ＦＥＤ回路５０４の出力が２次フィルタ３１
０の入力に供給される前に、確実にそれを適切な大きさ
とするために用いられる。
【００５６】次に、周波数誤差検出回路５０４により生
成される様々な信号を描いた図７を参照しながら、ＦＥ
Ｄ回路５０４の様々な構成要素の動作について詳細に説
明する。
成される様々な信号を描いた図７を参照しながら、ＦＥ
Ｄ回路５０４の様々な構成要素の動作について詳細に説
明する。
【００５７】図６に示されているように、受信されたデ
ローテートされた記号は、外側記号検出回路６０２の入
力と周波数誤差推定回路６０４の入力の双方に供給され
る。外側記号検出回路６０２は、コンパレータ６５２に
結合されたスクエアリング回路６５０を含んでいる。コ
ンパレータ６５２は、その出力が第１の単位遅延エレメ
ント６５４の入力とＡＮＤゲート６５６の第１の入力に
結合されている。ＡＮＤゲート６５６は又、第２の入力
を有しており、それは第１の単位遅延エレメント６５４
の出力に結合されている。
ローテートされた記号は、外側記号検出回路６０２の入
力と周波数誤差推定回路６０４の入力の双方に供給され
る。外側記号検出回路６０２は、コンパレータ６５２に
結合されたスクエアリング回路６５０を含んでいる。コ
ンパレータ６５２は、その出力が第１の単位遅延エレメ
ント６５４の入力とＡＮＤゲート６５６の第１の入力に
結合されている。ＡＮＤゲート６５６は又、第２の入力
を有しており、それは第１の単位遅延エレメント６５４
の出力に結合されている。
【００５８】外側記号検出回路６０２の動作の際に、各
記号の大きさはスクエアリング回路６５０によって２乗
され、次いで、コンパレータ６５２によってしきい値と
比較される。しきい値を超えた場合は、外側記号の存在
を示している。コンパレータ６５２の出力は遅延エレメ
ント６５４の入力とＡＮＤゲート６５６の入力に供給さ
れる。ＡＮＤゲート６５６はコンパレータ６５２の遅延
出力をも受け取っている。従って、ＡＮＤゲート６５６
の出力は、外側記号検出回路６０２により生成される出
力に対応するものであり、処理されている現行記号と直
前の記号とが両方とも外側記号であると判断される場
合、その出力はＨ状態となる。外側記号検出回路６０２
の出力は、ＭＵＸ６０６の信号選択制御入力へと供給さ
れる。
記号の大きさはスクエアリング回路６５０によって２乗
され、次いで、コンパレータ６５２によってしきい値と
比較される。しきい値を超えた場合は、外側記号の存在
を示している。コンパレータ６５２の出力は遅延エレメ
ント６５４の入力とＡＮＤゲート６５６の入力に供給さ
れる。ＡＮＤゲート６５６はコンパレータ６５２の遅延
出力をも受け取っている。従って、ＡＮＤゲート６５６
の出力は、外側記号検出回路６０２により生成される出
力に対応するものであり、処理されている現行記号と直
前の記号とが両方とも外側記号であると判断される場
合、その出力はＨ状態となる。外側記号検出回路６０２
の出力は、ＭＵＸ６０６の信号選択制御入力へと供給さ
れる。
【００５９】周波数誤差推定回路６０４は複数のエレメ
ントを含んでおり、第２の遅延エレメント６１４と、第
２の受信記号Ｚ2 と第１の受信記号Ｚ1 の共役との複素
乗算から得られる虚数部を計算するための第１の計算回
路６１０と、第２の受信記号Ｚ2 と第１の受信記号Ｚ1
の共役との複素乗算から得られる実装部を計算するため
の第２の計算回路６１２と、第１および第２の符号決定
回路６１６，６１８と、第１および第２の乗算器６２
０，６２２と、第１および第２の絶対値回路６２５，６
２８と、コンパレータ６３０と、ＭＵＸ６２４とを含ん
でいる。これら様々なエレメントは互いに図６に示され
ているように結合されている。
ントを含んでおり、第２の遅延エレメント６１４と、第
２の受信記号Ｚ2 と第１の受信記号Ｚ1 の共役との複素
乗算から得られる虚数部を計算するための第１の計算回
路６１０と、第２の受信記号Ｚ2 と第１の受信記号Ｚ1
の共役との複素乗算から得られる実装部を計算するため
の第２の計算回路６１２と、第１および第２の符号決定
回路６１６，６１８と、第１および第２の乗算器６２
０，６２２と、第１および第２の絶対値回路６２５，６
２８と、コンパレータ６３０と、ＭＵＸ６２４とを含ん
でいる。これら様々なエレメントは互いに図６に示され
ているように結合されている。
【００６０】記号間の実際の位相誤差を計算することが
困難であるため、本発明の第２の実施の形態によれば、
位相誤差の推定値が、第２の受信記号と第１の受信記号
の共役との積の関数として生成される。
困難であるため、本発明の第２の実施の形態によれば、
位相誤差の推定値が、第２の受信記号と第１の受信記号
の共役との積の関数として生成される。
【００６１】２つの連続する記号間の位相差の値は次の
ように計算することができる。すなわち、Ｚ2 Ｚ1 * は
｜Ｚ2 Ｚ1 ｜（ｃｏｓφae＋ｊｓｉｎφae）に等しい。
ここで、Ｚ1 およびＺ2 は、連続する記号の対における
第１および第２の記号であり、φaeはそれらの間の実際
の位相差である。２つの記号間の位相差の推定値は上記
の式の虚数部として計算することができる。すなわち、
φe ＝Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ）は｜Ｚ2 Ｚ1 ｜（ｓｉｎ（φ
ae））に等しい。位相誤差が小さい場合、ｓｉｎ
（φae）は、ほぼφaeとなる。従って、位相誤差が小さ
い場合、推定位相誤差φe は、ほぼ｜Ｚ2 Ｚ1 ｜φaeで
ある。
ように計算することができる。すなわち、Ｚ2 Ｚ1 * は
｜Ｚ2 Ｚ1 ｜（ｃｏｓφae＋ｊｓｉｎφae）に等しい。
ここで、Ｚ1 およびＺ2 は、連続する記号の対における
第１および第２の記号であり、φaeはそれらの間の実際
の位相差である。２つの記号間の位相差の推定値は上記
の式の虚数部として計算することができる。すなわち、
φe ＝Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ）は｜Ｚ2 Ｚ1 ｜（ｓｉｎ（φ
ae））に等しい。位相誤差が小さい場合、ｓｉｎ
（φae）は、ほぼφaeとなる。従って、位相誤差が小さ
い場合、推定位相誤差φe は、ほぼ｜Ｚ2 Ｚ1 ｜φaeで
ある。
【００６２】記号コンステレーションは回転対称である
ため、実際の位相差がπ／４より大きいかあるいは−π
／４より小さい場合、Ｚ1 とＺ2 との位相差を考えるこ
とはあいまいになる。例えば、＋３π／８の位相差は−
π／８の位相差と同値であろう。実際の問題として、搬
送波再生信号の調整に用いられる位相誤差を生成する場
合、π／２を法とする位相差を考えること、すなわち、
実際の位相誤差を生成することのできた、−π／４ない
し＋π／４の範囲における実際の最小可能位相誤差φ
aminを決定すること、が望ましい。実際の位相誤差が既
知であると仮定して、π／２の倍数を加算あるいは減算
して、位相誤差を−π／４ないし＋π／４の範囲内へと
変換することにより、実際の最小可能位相誤差を得るこ
とができる。
ため、実際の位相差がπ／４より大きいかあるいは−π
／４より小さい場合、Ｚ1 とＺ2 との位相差を考えるこ
とはあいまいになる。例えば、＋３π／８の位相差は−
π／８の位相差と同値であろう。実際の問題として、搬
送波再生信号の調整に用いられる位相誤差を生成する場
合、π／２を法とする位相差を考えること、すなわち、
実際の位相誤差を生成することのできた、−π／４ない
し＋π／４の範囲における実際の最小可能位相誤差φ
aminを決定すること、が望ましい。実際の位相誤差が既
知であると仮定して、π／２の倍数を加算あるいは減算
して、位相誤差を−π／４ないし＋π／４の範囲内へと
変換することにより、実際の最小可能位相誤差を得るこ
とができる。
【００６３】すなわち、計算された実際の最小位相誤差
φaminを得るためには、−π／４＜φae＜π／４であれ
ば、何も加算せずにφaminを得、π／４＜φae＜３π／
４であれば、π／２を減算してφaminを得、３π／４＜
φae＜πであれば、πを減算してφaminを得、−３π／
４＜φae＜−π／４であれば、π／２を加算してφamin
を得、−π＜φae＜−３π／４であれば、πを加算して
φaminを得る。
φaminを得るためには、−π／４＜φae＜π／４であれ
ば、何も加算せずにφaminを得、π／４＜φae＜３π／
４であれば、π／２を減算してφaminを得、３π／４＜
φae＜πであれば、πを減算してφaminを得、−３π／
４＜φae＜−π／４であれば、π／２を加算してφamin
を得、−π＜φae＜−３π／４であれば、πを加算して
φaminを得る。
【００６４】従って、実際の最小位相誤差を計算するた
めには、−π／４＜φae＜π／４であれば、ｓｉｎ（φ
ae）を計算し、π／４＜φae＜３π／４であれば、ｓｉ
ｎ（φae−π／２）＝−ｃｏｓ（φae）を計算し、３π
／４＜φae＜πであれば、ｓｉｎ（φae−π）＝−ｓｉ
ｎ（φae）を計算し、−３π／４＜φae＜−π／４であ
れば、ｓｉｎ（φae＋π／２）＝ｃｏｓ（φae）を計算
し、−π＜φae＜−３π／４であれば、ｓｉｎ（φae＋
π）＝−ｓｉｎ（φae）を計算する。
めには、−π／４＜φae＜π／４であれば、ｓｉｎ（φ
ae）を計算し、π／４＜φae＜３π／４であれば、ｓｉ
ｎ（φae−π／２）＝−ｃｏｓ（φae）を計算し、３π
／４＜φae＜πであれば、ｓｉｎ（φae−π）＝−ｓｉ
ｎ（φae）を計算し、−３π／４＜φae＜−π／４であ
れば、ｓｉｎ（φae＋π／２）＝ｃｏｓ（φae）を計算
し、−π＜φae＜−３π／４であれば、ｓｉｎ（φae＋
π）＝−ｓｉｎ（φae）を計算する。
【００６５】従って、実際の最小所望位相誤差は次の計
算によって決定することができる。すなわち、｜ｓｉｎ
（φae）｜＜｜ｃｏｓ（φae）｜のとき、 ｓｉｎ（φae）ｓｉｇｎ（ｃｏｓ（φae）） あるいは、｜ｓｉｎ（φae）｜＞｜ｃｏｓ（φae）｜の
とき、 ここで、ｓｉｇｎは、オペランドの値が≧０であれば、
＋１の値となり、又、オペランドの値が＜０であれば、
−１の値となる演算を表す。
算によって決定することができる。すなわち、｜ｓｉｎ
（φae）｜＜｜ｃｏｓ（φae）｜のとき、 ｓｉｎ（φae）ｓｉｇｎ（ｃｏｓ（φae）） あるいは、｜ｓｉｎ（φae）｜＞｜ｃｏｓ（φae）｜の
とき、 ここで、ｓｉｇｎは、オペランドの値が≧０であれば、
＋１の値となり、又、オペランドの値が＜０であれば、
−１の値となる演算を表す。
【００６６】図７は、実際の位相誤差（φae）が−πな
いし＋πの範囲にある場合に、次の様々な信号がどんな
値を取り得るかを示すものである。すなわち、 φamin ７００ ｜ｓｉｎ（φae）｜＜｜ｃｏｓ（φae）｜ ７０２ ｜ｓｉｎ（φae）｜ ７０４ ｜ｃｏｓ（φae）｜ ７０６ ｃｏｓ（φae） ７０８ ｓｉｎ（φae） ７１０ である。
いし＋πの範囲にある場合に、次の様々な信号がどんな
値を取り得るかを示すものである。すなわち、 φamin ７００ ｜ｓｉｎ（φae）｜＜｜ｃｏｓ（φae）｜ ７０２ ｜ｓｉｎ（φae）｜ ７０４ ｜ｃｏｓ（φae）｜ ７０６ ｃｏｓ（φae） ７０８ ｓｉｎ（φae） ７１０ である。
【００６７】実現されている実施の形態の場合、実際の
位相誤差のｃｏｓ関数およびｓｉｎ関数を計算するので
はなく、 ｜Ｚ1 Ｚ2 ｜ｓｉｎ（φae）＝Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ） ｜Ｚ1 Ｚ2 ｜ｃｏｓ（φae）＝Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ） であることを理解して、複素乗法演算の実数部および虚
数部を取ることにより、位相誤差の推定値を得る。
位相誤差のｃｏｓ関数およびｓｉｎ関数を計算するので
はなく、 ｜Ｚ1 Ｚ2 ｜ｓｉｎ（φae）＝Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ） ｜Ｚ1 Ｚ2 ｜ｃｏｓ（φae）＝Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ） であることを理解して、複素乗法演算の実数部および虚
数部を取ることにより、位相誤差の推定値を得る。
【００６８】式（１）においてｓｉｎ（φae）にＩｍ
（Ｚ2 Ｚ1 * ）を代入し、ｃｏｓ（φae）にＲｅ（Ｚ2
Ｚ1 * ）を代入することにより、周波数補正の目的で用
いられる最小位相誤差を容易に決定できる仕方で推定す
る方法が得られる。上記の推定を用いることにより位相
誤差の推定値に組み込まれる｜Ｚ1 Ｚ2 ｜の値は、なさ
れるべき補正の大きさに影響するスカラー値として作用
するだけであって、補正の方向には影響しないことに注
目されたい。従って、周波数誤差推定回路６０４により
出力される周波数誤差を表す、記号間の推定位相誤差は
次のように計算される。すなわち、｜Ｉｍ（Ｚ
2 Ｚ1 * ）｜＜｜Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ）｜のとき、 Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ）ｓｉｇｎ〔Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ）〕 ｜Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ）｜＞｜Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ）｜のと
き、 −Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ）ｓｉｇｎ〔Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ）〕 式（２） である。
（Ｚ2 Ｚ1 * ）を代入し、ｃｏｓ（φae）にＲｅ（Ｚ2
Ｚ1 * ）を代入することにより、周波数補正の目的で用
いられる最小位相誤差を容易に決定できる仕方で推定す
る方法が得られる。上記の推定を用いることにより位相
誤差の推定値に組み込まれる｜Ｚ1 Ｚ2 ｜の値は、なさ
れるべき補正の大きさに影響するスカラー値として作用
するだけであって、補正の方向には影響しないことに注
目されたい。従って、周波数誤差推定回路６０４により
出力される周波数誤差を表す、記号間の推定位相誤差は
次のように計算される。すなわち、｜Ｉｍ（Ｚ
2 Ｚ1 * ）｜＜｜Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ）｜のとき、 Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ）ｓｉｇｎ〔Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ）〕 ｜Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ）｜＞｜Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ）｜のと
き、 −Ｒｅ（Ｚ2 Ｚ1 * ）ｓｉｇｎ〔Ｉｍ（Ｚ2 Ｚ1 * ）〕 式（２） である。
【００６９】図６では、周波数誤差推定回路６０４にお
いて信号７００，７０２，７０４，７０６，７０８，７
１０の近似値を見出すことのできる点が、図７において
実際の信号を識別するのに用いられているのと同じ参照
番号を用いて示されている。
いて信号７００，７０２，７０４，７０６，７０８，７
１０の近似値を見出すことのできる点が、図７において
実際の信号を識別するのに用いられているのと同じ参照
番号を用いて示されている。
【００７０】周波数誤差推定回路６０４の回路構成要素
を観察すれば、式（２）により決定される周波数誤差信
号が図６の実施の形態でどのように計算されているかが
分かる。
を観察すれば、式（２）により決定される周波数誤差信
号が図６の実施の形態でどのように計算されているかが
分かる。
【００７１】図６の実施の形態では、周波数誤差推定回
路６０４により生成される推定周波数誤差信号はＭＵＸ
６０６の第１の入力に供給されている。ＭＵＸ６０６の
第２の入力は入力信号としてゼロを受け取っている。外
側記号検出回路６０２の出力はＭＵＸ６０６の制御入力
に結合されている。外側記号検出回路６０２の出力が、
外側記号が２つ連続して受信されたことを示す場合、周
波数誤差推定回路の出力は乗算器６０８の入力に供給さ
れて増幅され、ＦＥＤ回路５０４の出力となる。しか
し、外側記号検出回路が、２つの外側記号が受信されな
かったことを示す場合には、ＭＵＸはゼロを出力するよ
うに制御され、その結果、周波数誤差推定値が正確であ
ると信じられる場合には、周波数誤差推定回路が用いら
れることになる。
路６０４により生成される推定周波数誤差信号はＭＵＸ
６０６の第１の入力に供給されている。ＭＵＸ６０６の
第２の入力は入力信号としてゼロを受け取っている。外
側記号検出回路６０２の出力はＭＵＸ６０６の制御入力
に結合されている。外側記号検出回路６０２の出力が、
外側記号が２つ連続して受信されたことを示す場合、周
波数誤差推定回路の出力は乗算器６０８の入力に供給さ
れて増幅され、ＦＥＤ回路５０４の出力となる。しか
し、外側記号検出回路が、２つの外側記号が受信されな
かったことを示す場合には、ＭＵＸはゼロを出力するよ
うに制御され、その結果、周波数誤差推定値が正確であ
ると信じられる場合には、周波数誤差推定回路が用いら
れることになる。
【００７２】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７３】
【発明の効果】本発明によれば、本発明によって生成さ
れる推定周波数誤差は受信された搬送信号の位相および
／あるいは周波数を調整するのに用いることができる。
本発明の周波数誤差推定技術は、ＱＡＭ変調およびＱＰ
ＳＫ変調を含め、さまざまな変調方法と共に用いること
ができる。更に、本発明の方法および装置は既存の搬送
波再生設計に容易に統合して、既存の周波数および位相
誤差補正技術を補足することができる。
れる推定周波数誤差は受信された搬送信号の位相および
／あるいは周波数を調整するのに用いることができる。
本発明の周波数誤差推定技術は、ＱＡＭ変調およびＱＰ
ＳＫ変調を含め、さまざまな変調方法と共に用いること
ができる。更に、本発明の方法および装置は既存の搬送
波再生設計に容易に統合して、既存の周波数および位相
誤差補正技術を補足することができる。
【００７４】また、本発明の位相および出力端数誤差推
定および補正技術を、既存の位相誤差推定および補正技
術と組み合わせて用いることにより、従来の位相検波器
の出力のＤＣ成分が非常に小さい場合でも大きな周波数
オフセットをしばしば素早くプルすることができる。
定および補正技術を、既存の位相誤差推定および補正技
術と組み合わせて用いることにより、従来の位相検波器
の出力のＤＣ成分が非常に小さい場合でも大きな周波数
オフセットをしばしば素早くプルすることができる。
【００７５】この結果、本発明の様々な周波数誤差検出
技術はそれだけで用いることもでき、あるいは従来の位
相誤差および／あるいは周波数誤差補正技術と組み合わ
せて用いることもできる。更に、本発明の周波数誤差推
定および補正方法は実現が比較的容易で、又、多くの既
存の搬送波再生設計に容易に組み込むことができるの
で、多くの範囲の様々な搬送波再生に関する応用分野に
適している。
技術はそれだけで用いることもでき、あるいは従来の位
相誤差および／あるいは周波数誤差補正技術と組み合わ
せて用いることもできる。更に、本発明の周波数誤差推
定および補正方法は実現が比較的容易で、又、多くの既
存の搬送波再生設計に容易に組み込むことができるの
で、多くの範囲の様々な搬送波再生に関する応用分野に
適している。
【図１】１６ＱＡＭのコンステレーションを示す図であ
る。
る。
【図２】既知の搬送波再生回路を示す図である。
【図３】本発明の第１の例示的な実施の形態によって実
現される、改善された搬送波再生回路のブロック図であ
る。
現される、改善された搬送波再生回路のブロック図であ
る。
【図４】図３の搬送波再生回路と共に用いるのに適し
た、本発明の周波数誤差検出回路のブロック図である。
た、本発明の周波数誤差検出回路のブロック図である。
【図５】本発明の第２の例示的な実施の形態によって実
現される、改善された搬送波再生回路のブロック図であ
る。
現される、改善された搬送波再生回路のブロック図であ
る。
【図６】図５の搬送波再生回路と共に用いるのに適し
た、本発明の周波数誤差検出回路のブロック図である。
た、本発明の周波数誤差検出回路のブロック図である。
【図７】図６の周波数誤差検出回路内の様々な点におい
て生成される信号を示した図である。
て生成される信号を示した図である。
１０１ 搬送波再生回路 １０２ デローテータ １０４ 位相検波器 １０６ スライサモジュール １１０ ループフィルタ １１２ 位相アキュムレータ １１４ ＲＯＭ １１８ モード選択制御回路 １２０ 全スライサ １２２ 低減スライサ ３００ 搬送波再生回路 ３０２ 周波数誤差検出回路（ＦＥＤ回路） ３１０ ２次フィルタ ４０４ 連続的外側記号検出回路 ４１２ 周波数誤差推定回路 ４１８ あいまいさ検出回路 ４２４ ＡＮＤゲート ４２６ マルチプレクサ ４２８ ゲインエレメント（乗算器） ５０２ スライサモジュール ５０４ 周波数誤差検出回路（ＦＥＤ回路） ６０２ 外側記号検出回路 ６０４ 周波数誤差推定回路 ６０６ 制御論理 ６０８ 乗算器 ６１０，６１２ 計算回路 ６１６，６１８ 符号決定回路 ６２０，６２２ 乗算器 ６２４ マルチプレクサ（ＭＵＸ） ６２５，６２８ 絶対値回路 ６３０ コンパレータ
Claims (24)
- 【請求項１】 記号の列を含む第１の信号を処理する方
法であって、前記記号の列は内側記号と外側記号との両
方を含むものであり、前記方法は、 前記第１の信号に含まれる記号の列を受信するステップ
と、 前記受信された記号の列を分析して、連続的外側記号の
集合を識別するステップとを有することを特徴とする信
号を処理する方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の信号を処理する方法であ
って、更に、 前記識別された連続的外側記号の集合に対応する周波数
誤差の推定値を生成するステップと、 前記推定された周波数誤差を用いて前記第１の信号の周
波数を調整するステップとを有することを特徴とする信
号を処理する方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の信号を処理する方法であ
って、更に、 前記周波数誤差の推定値があいまいであるかどうかを決
定するステップを有し、 前記第１の信号の周波数を調整するために周波数誤差の
推定値を用いる前記ステップが、前記周波数誤差の推定
値があいまいでないと決定された場合にのみ実行される
ことを特徴とする信号を処理する方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の信号を処理する方法であ
って、 周波数誤差の推定値があいまいであるかどうかを決定す
る前記ステップが、前記周波数誤差の推定値を、第１の
予め選択されたしきい値と比較するステップを含むこと
を特徴とする信号を処理する方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の信号を処理する方法であ
って、 受信された記号の列を分析して連続的外側記号の集合を
識別する前記ステップが、前記受信された記号の各々を
２乗したものの大きさを、第２の予め選択されたしきい
値と比較するステップを含むことを特徴とする信号を処
理する方法。 - 【請求項６】 請求項２記載の信号を処理する方法であ
って、 周波数誤差の推定値を生成する前記ステップが、 前記連続的に受信され、識別された外側記号の集合にお
ける第１の記号に対応する第１の位相誤差を、第１のス
ライスされた記号値の関数として生成するステップと、 前記連続的に受信され、識別された外側記号の集合にお
ける第２の記号に対応する第２の位相誤差を、第２のス
ライスされた記号値の関数として生成するステップとを
含むことを特徴とする信号を処理する方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の信号を処理する方法であ
って、 周波数誤差の推定値を生成する前記ステップが、更に、
前記第１の位相誤差から前記第２の位相誤差を減算して
前記周波数誤差の推定値を生成するステップを含み、そ
れにより、前記周波数誤差の推定値が位相誤差の差に対
応するものであることを特徴とする信号を処理する方
法。 - 【請求項８】 請求項２記載の信号を処理する方法であ
って、 前記周波数誤差の推定値が、識別された記号の集合にお
ける第１および第２の記号の大きさの関数として生成さ
れることを特徴とする信号を処理する方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の信号を処理する方法であ
って、 連続的外側記号の集合を識別するために第１の信号を分
析する前記ステップが、前記受信された記号の各々を２
乗したものの大きさを、予め選択されたしきい値と比較
するステップを含み、記号のコンステレーションの一番
外側の記号が受信された場合、前記予め選択されたしき
い値を超えるように前記しきい値が設定されていること
を特徴とする信号を処理する方法。 - 【請求項１０】 請求項８記載の信号を処理する方法で
あって、 連続的外側記号の集合を識別するために第１の信号を分
析する前記ステップが、第１の信号における前記受信さ
れた記号の各々を２乗したものの大きさを、予め選択さ
れたしきい値と比較するステップを含み、記号のコンス
テレーションの一番内側の記号ではない記号が受信され
た場合、前記予め選択されたしきい値を超えるように前
記しきい値が設定されていることを特徴とする信号を処
理する方法。 - 【請求項１１】 記号の列を含む信号から周波数誤差信
号を生成するための周波数誤差検出回路であって、前記
記号は内側記号と外側記号とを含み、装置は、 前記信号を受け取るための信号入力と、 連続的に受信された外側記号を検出するために前記信号
入力に結合された連続的外側記号検出回路と、 前記連続的に受信された記号から周波数誤差信号を生成
するために前記信号入力に結合された周波数誤差推定回
路とを有することを特徴とする信号を処理する装置。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の信号を処理する装置
であって、 前記外側記号検出回路と前記周波数誤差推定回路とに結
合された制御論理を更に有し、 前記制御論理は、前記周波数誤差推定回路により生成さ
れ、前記周波数誤差検出回路より出力される前記周波数
誤差信号の出力を前記外側記号検出回路に応答して制御
するものであることを特徴とする信号を処理する装置。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の信号を処理する装置
であって、更に、 前記周波数誤差推定回路と前記制御論理とに結合された
周波数誤差あいまいさ検出回路を有することを特徴とす
る信号を処理する装置。 - 【請求項１４】 請求項１１記載の信号を処理する装置
であって、 前記周波数誤差推定回路が、連続的に受信された記号の
集合における第１および第２の記号に対応する位相誤差
信号を減算するための手段を含むことを特徴とする信号
を処理する装置。 - 【請求項１５】 請求項１１記載の信号を処理する装置
であって、 前記周波数誤差推定回路が、連続的に受信された２つの
記号の大きさの関数として周波数誤差の推定値を生成す
るための手段を含むことを特徴とする信号を処理する装
置。 - 【請求項１６】 請求項１５記載の信号を処理する装置
であって、 周波数誤差の推定値を生成するための前記手段が、連続
的に受信された外側記号の集合における１つの受信され
た記号と、連続的に受信された外側記号の同じ集合にお
ける他の１つの受信された記号の複素共役との複素乗算
の結果として得られるものの実数部および虚数部を生成
するための手段を含むことを特徴とする信号を処理する
装置。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の信号を処理する装置
であって、 周波数誤差の推定値を生成するための前記手段が、更
に、前記生成された周波数誤差の推定値をあいまいでな
い範囲に限定するための手段を含むことを特徴とする信
号を処理する装置。 - 【請求項１８】 記号の列を含む第１の信号を処理する
方法であって、 前記第１の信号に含まれる記号の列を受信するステップ
と、 前記受信された記号の列における連続的に受信された記
号の集合に対応する周波数誤差の推定値を生成するステ
ップと、 前記推定された周波数誤差を用いて前記第１の信号の周
波数を調整するステップとを有することを特徴とする信
号を処理する方法。 - 【請求項１９】 請求項１８記載の信号を処理する方法
であって、 周波数誤差の推定値を生成する前記ステップが、連続的
に受信された記号の集合における１つの受信された記号
と、連続的に受信された記号の同じ集合における他の１
つの受信された記号の複素共役との複素乗算の結果とし
て得られるもののの実数部および虚数部を生成するステ
ップを含むことを特徴とする信号を処理する方法。 - 【請求項２０】 請求項１９記載の信号を処理する方法
であって、 周波数誤差の推定値を生成する前記ステップが、更に、
前記生成された周波数誤差の推定値を周波数誤差の推定
値のあいまいでない範囲に限定するステップを含むこと
を特徴とする信号を処理する方法。 - 【請求項２１】 搬送波再生回路であって、 信号デローテータと、 前記信号デローテータに結合された位相検波器と、 前記信号デローテータと前記位相検波器とに結合された
スライサモジュールと、 前記位相検波器と前記信号デローテータとに結合された
フィルタであり、前記デローテータに対する入力信号の
周波数を制御するのに用いられる信号を生成する前記フ
ィルタと、 連続的に受信された２つの外側記号に対応する周波数誤
差の推定値に対応する周波数誤差信号を生成するため
に、前記デローテータと前記フィルタとに結合された周
波数誤差検出回路とを有することを特徴とする搬送波再
生回路。 - 【請求項２２】 請求項２１記載の搬送波再生回路であ
って、 前記周波数誤差検出回路が、 連続的に受信された外側記号を検出するための連続的外
側記号検出回路と、 連続的に受信された記号から周波数誤差信号を生成する
ための周波数誤差推定回路とを有することを特徴とする
搬送波再生回路。 - 【請求項２３】 請求項２２記載の搬送波再生回路であ
って、 前記周波数誤差検出回路が、更に、前記周波数誤差信号
が周波数誤差のあいまいな推定値を表す値を取る場合を
判定するためのあいまいさ検出回路を有することを特徴
とする搬送波再生回路。 - 【請求項２４】 請求項２１記載の搬送波再生回路であ
って、 前記周波数誤差検出回路が、更に、前記周波数誤差推定
回路により生成される周波数誤差信号がいつ前記フィル
タに供給されるかを制御するために、前記周波数誤差検
出回路と前記周波数誤差推定回路とに結合された制御論
理を有することを特徴とする搬送波再生回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/807,565 US5940450A (en) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | Carrier recovery method and apparatus |
| US08/807,565 | 1997-02-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10243042A true JPH10243042A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=25196692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10013585A Pending JPH10243042A (ja) | 1997-02-28 | 1998-01-27 | 信号を処理する方法および装置、ならびに搬送波再生回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5940450A (ja) |
| JP (1) | JPH10243042A (ja) |
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| JP2016506164A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-02-25 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 位相および利得検出器のためのデータ変調パイロット |
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| US6304620B1 (en) * | 1998-03-20 | 2001-10-16 | Philips Electronics North America Corproation | Sign-cross product automatic frequency control loop |
| US6404825B1 (en) * | 1998-03-26 | 2002-06-11 | Analog Devices, Inc. | Digital radio receiver lock detector |
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