JPH1093648A - Ｑｐｓｋ復調器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小規模な回路構成で、ＱＰＳＫ復調部の疑似
同期状態を除去可能とし、受信チャネル変更の際に、早
期に正常同期状態に至らしめる。 【解決手段】 入力された周波数多重ＱＰＳＫ信号は、
ミキサ２で周波数変換され、ＱＰＳＫ復調部４で復調さ
れ、その出力は、ビタビ復号部５へ入力され、誤り訂正
された後、復調出力端子６へ出力される。ここで、比較
器１２でビタビ復号部５から出力されるパスメトリック
値の最小値と閾値とを比較して、疑似同期状態と判断し
た場合には局部発振器周波数設定部１３を起動し、局部
発振器３を±（ボーレート）／４だけオフセットさせる
よう動作させ、ＱＰＳＫ復調部４の疑似同期状態を正常
同期状態へ至らしめる。また、正常同期状態にある場合
のオフセット値をメモリ１４に格納しておき、受信チャ
ネルを変更する際に、メモリ１４に格納したオフセット
値を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル衛星放送
などの受信機に用いられるＱＰＳＫ復調器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＱＰＳＫ復調器は、同期検波方式を用い
るものであれ、遅延検波方式を用いるものであれ、受信
したＱＰＳＫ信号の搬送波周波数から±（ボーレート）
／４離調した周波数でも復調を行う特性を持ち、この離
調周波数に同期して復調を行っている状態を疑似同期状
態にあるという。これに対し、搬送波周波数に同期して
復調を行っている状態を正常同期状態にあるという。正
常同期状態では正しいデータが復調されるが、疑似同期
状態では正しいデータが復調されない。ＱＰＳＫ復調部
のみではどの同期状態にあるか判別不能のため、デジタ
ル衛星放送受信機などではＱＰＳＫ復調部の後段で同期
状態を判別し、疑似同期状態を正常同期状態へ移行させ
る形態をとる。この形態として、後段のビタビ復号部で
受信信号の符号誤り率を測定し、符号誤り率が劣悪な場
合はＱＰＳＫ復調部が疑似同期状態にあると判別するの
が従来一般的に用いられている。ここで、クォルコム社
のビタビ復号ＬＳＩであるＱ１６５０を例にとり、従来
のＱＰＳＫ復調器を説明する。

【０００３】図４は従来のＱＰＳＫ復調器のブロック図
であり、１０１はＱＰＳＫ信号入力端子、１０２はＱＰ
ＳＫ信号入力端子１０１に入力されたＱＰＳＫ信号を局
部発振器１０３からの局部発振信号で周波数変換するミ
キサ、１０４はミキサ１０２の出力を入力しＱＰＳＫ復
調を行うＱＰＳＫ復調部、１０５はＱＰＳＫ復調部１０
４の出力を入力し誤り訂正を行うビタビ復号部、１０６
はビタビ復号部１０５の出力を復調出力として出力する
復調出力端子である。また、１０７は符号誤り率測定部
であり、ビタビ復号部１０５の出力を再度畳み込み符号
化する畳み込み符号化器１０８、ビタビ復号部１０５と
畳み込み符号化器１０８の処理遅延分の遅延を行う遅延
回路１０９、畳み込み符号化器１０８と遅延回路１０９
の出力を比較して誤りデータをカウントし誤り率データ
を出力する誤り率カウンタ１１０、誤り率カウンタ１１
０に測定周期を与える測定周期発生器１１１からなる。
また、１１２は符号誤り率測定部１０７からの誤り率デ
ータを予め与えた閾値と比較する比較器、１１３は比較
器１１２の出力に応じて局部発振器１０３の発振周波数
を制御する局部発振器周波数設定部である。

【０００４】上記のように構成された従来のＱＰＳＫ復
調器についてその動作を説明する。ビタビ復号部１０５
にて誤り訂正された復調信号は畳み込み符号化器１０８
で再度畳み込み符号化され、誤りの極めて少ないＱＰＳ
Ｋ復調信号が再生される。この再生信号を基準として、
測定周期発生器１１１が与える測定周期にてＱＰＳＫ復
調部１０４の出力信号を比較し、衛星回線の符号誤り率
を測定する。ＱＰＳＫ復調部１０４が疑似同期状態にあ
る場合は、符号誤り率測定部１０７は劣悪な誤り率デー
タを出力することになる。したがって、比較器１１２に
予め与える閾値を疑似同期状態と正常同期状態の間に設
定しておき、誤り率データが設定した閾値を越えた場合
はＱＰＳＫ復調部１０４が疑似同期状態にあると判断し
て、局部発振器周波数設定部１１３にて局部発振器１０
３を±（ボーレート）／４離調させるよう動作する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記した
従来の構成では、符号誤り率を測定するに際し、畳み込
み符号化器、遅延回路および誤り率カウンタが必要とな
り回路規模が増大するという課題を有している。また、
降雨などにより衛星回線の信号対雑音比が劣化した場合
に、正確な符号誤り率測定が困難になり、疑似同期と正
常同期の判別が困難になるという課題も有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、ビタビ復号部のパスメトリック最小値を用
い、ＱＰＳＫ復調部が正常同期している場合はこのパス
メトリック最小値がある一定値以下に収束することを利
用してＱＰＳＫ復調部の同期状態を判別するよう構成し
たものである。また、ＱＰＳＫ復調部が正常同期状態に
ある場合の局部発振器の周波数オフセット値をメモリに
格納しておき、受信ＱＰＳＫ信号のチャネルを変更する
際にこのメモリに格納した発振周波数のオフセット値を
局部発振器周波数設定部に設定するよう構成している。
これにより、符号誤り率測定部を不要とし回路規模の削
減を図れるとともに、受信チャネルを変更した際にＱＰ
ＳＫ復調部を早期に正常同期に至らしめることが可能に
なる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明は、受信した
ＱＰＳＫ信号を入力するＱＰＳＫ信号入力端子と、前記
ＱＰＳＫ入力端子に入力されたＱＰＳＫ信号を局部発振
器からの局部発振信号にて周波数変換するミキサと、前
記ミキサの出力を入力しＱＰＳＫ復調を行うＱＰＳＫ復
調部と、前記ＱＰＳＫ復調部の出力を入力し誤り訂正を
行うビタビ復号部と、前記ビタビ復号部から誤り訂正さ
れた出力を復調信号として出力する復調出力端子と、前
記ビタビ復号部からのパスメトリックの最小値を入力し
予め与えた閾値と比較する比較器と、前記比較器の出力
に応じて前記局部発振器の発振周波数を制御する局部発
振器周波数設定部とを具備したものであり、前記パスメ
トリックの最小値が前記閾値を越えた場合に前記局部発
振器の周波数をオフセットさせてＱＰＳＫ復調部の疑似
同期を除去し正常同期に至らしめるという作用を有す
る。

【０００８】本発明の第２の発明は、上記第１の発明の
局部発振器周波数設定部にメモリを接続したものであ
り、前記ＱＰＳＫ復調部が正常同期している場合の前記
局部発振器の発振周波数のオフセット値を予め前記メモ
リに格納しておき、受信ＱＰＳＫ信号のチャネルを変更
する際に前記メモリに格納した発振周波数のオフセット
値を前記局部発振器周波数設定部に設定することによ
り、ＱＰＳＫ復調部の疑似同期を除去するとともに早期
に正常同期に至らしめるという作用を有する。

【０００９】本発明の第３の発明は、上記第１の発明の
ミキサの出力を入力とし準同期検波用局部発振器からの
局部発振信号にて準同期検波を行う準同期検波部を具備
し、前記準同期検波部の出力をＱＰＳＫ復調部に入力し
てＱＰＳＫ復調を行うとともに、前記局部発振器周波数
設定部にメモリを接続したものであり、前記ＱＰＳＫ復
調部が正常同期している場合の前記局部発振器と前記準
同期検波用局部発振器の発振周波数のオフセット値を予
め前記メモリに格納しておき、受信ＱＰＳＫ信号のチャ
ネルを変更する際に前記メモリに格納した発振周波数の
オフセット値を前記局部発振器周波数設定部に設定する
ことにより、ＱＰＳＫ復調部の疑似同期を除去するとと
もに早期に正常同期に至らしめるという作用を有する。

【００１０】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１によるＱ
ＰＳＫ復調器の構成を示すブロック図である。図１にお
いて、１はＱＰＳＫ信号入力端子、２はＱＰＳＫ信号入
力端子１に入力されたＱＰＳＫ信号を局部発振器３から
の局部発振信号で周波数変換するミキサ、４はミキサ２
の出力を入力しＱＰＳＫ復調を行うＱＰＳＫ復調部、５
はＱＰＳＫ復調部４の出力を入力し誤り訂正を行うビタ
ビ復号部、６はビタビ復号部５の出力を復調出力として
出力する復調出力端子である。また、１２はビタビ復号
部５からパスメトリックの最小値を入力し予め与えた閾
値と比較する比較器、１３は比較器１２の出力に応じて
局部発振器３の発振周波数を制御する局部発振器周波数
設定部である。

【００１１】上記のように構成されたＱＰＳＫ復調器の
動作について、以下説明する。ＱＰＳＫ信号入力端子１
に入力された衛星からの周波数多重ＱＰＳＫ信号は、ミ
キサ２で周波数変換され、ＱＰＳＫ復調部４で復調され
る。受信ＱＰＳＫ信号の選択は、ミキサ２で周波数変換
された後、ＱＰＳＫ復調部４に設けた図示しない帯域通
過フィルタにてなされる。ＱＰＳＫ復調部４の出力は、
ビタビ復号部５へ入力される。

【００１２】ビタビ復号部５では、公知の手法により、
入力信号のブランチメトリック値を算出し、これを累積
加算することによりパスメトリック値を求め、パスメト
リック値が最小となる情報系列を誤り訂正された復調信
号として復調出力端子６へ出力する。このとき、累積加
算することによりパスメトリック値が増大し、パスメト
リック値を格納するパスメトリック値メモリがオーバフ
ローするのを防ぐため、一定の周期でパスメトリック値
を減算する正規化を行う。これにより、正常に畳み込み
符号化された信号が入力された場合は、パスメトリック
値の最小値は０近傍の一定値以下に収束する。しかし、
不規則な信号が入力された場合にはパスメトリック値が
急速に増大して正規化が不能となり、パスメトリック値
メモリがオーバフローする。すなわち、ＱＰＳＫ復調部
４が正常同期状態にある場合はビタビ復号部５のパスメ
トリック値の最小値が０近傍の一定値以下に収束し、Ｑ
ＰＳＫ復調部４が疑似同期状態にある場合はパスメトリ
ック値が急速に増大する。

【００１３】したがって、比較器１２に予め与える閾値
を、ＱＰＳＫ復調部４が正常同期状態にある場合のパス
メトリック値の最小値より大きい値に設定しておき、比
較器１２ではビタビ復号部５から出力されるパスメトリ
ック値の最小値が与えた閾値を越えた場合にＱＰＳＫ復
調部４が疑似同期状態にあると判断する。比較器１２が
疑似同期状態を判断した場合には局部発振器周波数設定
部１３を起動し、これより局部発振器周波数設定部１３
はＰＬＬで構成される局部発振器３を±（ボーレート）
／４だけオフセットさせるよう動作させ、ＱＰＳＫ復調
部４の疑似同期状態を正常同期状態へ至らしめる。

【００１４】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２によるＱＰＳＫ復調器の構成を示すブロック図であ
る。図２は実施の形態１に記載した局部発振器周波数設
定部１３にメモリ１４を接続したものであり、ＱＰＳＫ
信号入力端子１、ミキサ２、局部発振器３、ＱＰＳＫ復
調部４、ビタビ復号部５、復調出力端子６、比較器１２
の動作は実施の形態１と同一であるため、動作の説明は
省略する。

【００１５】本実施の形態では、ＱＰＳＫ復調部４が正
常同期状態にある場合に、局部発振器周波数設定部１３
が局部発振器３に与えた発振周波数のオフセット値をメ
モリ１４に格納しておく。これは、すなわち、ＱＰＳＫ
信号入力端子１に接続する図示しない周波数変換装置の
周波数ずれをメモリ１４に格納しておくことに相当す
る。

【００１６】次に、受信ＱＰＳＫ信号のチャネルを変更
する際に、局部発振器周波数設定部１３にて局部発振器
３の発振周波数を変更する受信チャネルに設定するとと
もに、メモリ１４に格納したオフセット値を付加する。
これより、ＱＰＳＫ信号入力端子１に接続する図示しな
い周波数変換装置の周波数ずれを受信ＱＰＳＫ信号のチ
ャネル変更時に同時に吸収することが可能になり、ＱＰ
ＳＫ復調部４が疑似同期状態に陥り、再度正常動作状態
に復帰させるという行程が不要となり、早期に正常同期
を得ることが可能となる。

【００１７】（実施の形態３）図３は本発明の実施の形
態３によるＱＰＳＫ復調器の構成を示すブロック図であ
る。図３は実施の形態１に記載したミキサ２の出力を入
力とし準同期検波用局部発振器１５からの局部発振信号
にて準同期検波を行う準同期検波部１４を具備し、準同
期検波部１４の等価低域信号出力をＱＰＳＫ復調部４に
入力してＱＰＳＫ復調を行うよう構成したものである。
準同期検波用局部発振器１５は例えば電圧制御発振器で
構成され、局部発振器周波数設定部１３が与えた電圧に
よってその発振周波数が変化する。ＱＰＳＫ信号入力端
子１、ミキサ２、局部発振器３、ビタビ復号部５、復調
出力端子６、比較器１２の動作は実施の形態１と同一で
あるため、動作の説明は省略する。

【００１８】本実施の形態では、比較器１２によりＱＰ
ＳＫ復調部４の疑似同期状態が検出された場合、まず局
部発振器周波数設定部１３が準同期検波用局部発振器１
５の発振周波数を±（ボーレート）／４の範囲内で変化
させ、ＱＰＳＫ復調部４の疑似同期状態を正常同期状態
に移行させるよう動作する。これによりＱＰＳＫ復調部
４が正常同期状態に移行できない場合は、局部発振器周
波数設定部１３により局部発振器３の発振周波数を±
（ボーレート）／４だけオフセットさせ、再度準同期検
波用局部発振器１５を変化させることにより、復調部４
の疑似同期状態を正常同期状態に移行させるよう動作す
る。これにより、ＱＰＳＫ復調部４が正常動作状態に至
った場合、局部発振器周波数設定部１３が局部発振器
３、および準同期検波用局部発振器１５に与えた発振周
波数のオフセット値をメモリ１４に格納しておく。これ
は、すなわち、ＱＰＳＫ信号入力端子１に接続する図示
しない周波数変換装置の周波数ずれをメモリ１４に格納
しておくことに相当する。

【００１９】次に、受信ＱＰＳＫ信号のチャネルを変更
する際に、局部発振器周波数設定部１３にて局部発振器
３の発振周波数を変更する受信チャネルに設定するとと
もに、メモリ１４に格納したオフセット値を局部発振器
３、および準同期検波用局部発振器１５にそれぞれ付加
する。これより、ＱＰＳＫ信号入力端子１に接続する図
示しない周波数変換装置の周波数ずれを受信ＱＰＳＫ信
号のチャネル変更時に同時に吸収することが可能にな
り、ＱＰＳＫ復調部４が疑似同期状態に陥り、再度正常
動作状態に復帰させるという行程が不要となり、早期に
正常同期を得ることが可能となる。

【００２０】なお、本発明の実施の形態では、準同期検
波用局部発振器１５を電圧制御発振器としたが、ＰＬＬ
で構成してもなんら差し支えない。また、準同期検波用
局部発振器１５の発振周波数の変化幅を±（ボーレー
ト）／４の範囲内としたが、この範囲を超えて変化させ
ても差し支えない。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、符号誤り
率測定部を不要とし回路規模の削減を図れるとともに、
受信チャネルを変更した際にＱＰＳＫ復調部を早期に正
常同期に至らしめることが可能になるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるＱＰＳＫ復調器の
構成を示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態２によるＱＰＳＫ復調器の
構成を示すブロック図

【図３】本発明の実施の形態３によるＱＰＳＫ復調器の
構成を示すブロック図

【図４】従来のＱＰＳＫ復調器の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ ＱＰＳＫ信号入力端子 ２ ミキサ ３ 局部発振器 ４ ＱＰＳＫ復調部 ５ ビタビ復号部 ６ 復調出力端子 １２ 比較器 １３ 局部発振器周波数設定部 １４ メモリ １５ 準同期検波用局部発振器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信したＱＰＳＫ信号を入力するＱＰＳ
   Ｋ信号入力端子と、前記ＱＰＳＫ入力端子に入力された
   ＱＰＳＫ信号を局部発振器からの局部発振信号にて周波
   数変換するミキサと、前記ミキサの出力を入力しＱＰＳ
   Ｋ復調を行うＱＰＳＫ復調部と、前記ＱＰＳＫ復調部の
   出力を入力し誤り訂正を行うビタビ復号部と、前記ビタ
   ビ復号部から誤り訂正された出力を復調信号として出力
   する復調出力端子と、前記ビタビ復号部からのパスメト
   リックの最小値を入力し予め与えた閾値と比較する比較
   器と、前記比較器の出力に応じて前記局部発振器の発振
   周波数を制御する局部発振器周波数設定部とを具備し、
   前記パスメトリックの最小値が前記閾値を越えた場合に
   前記局部発振器の周波数をオフセットさせることにより
   ＱＰＳＫ復調部の疑似同期を除去し正常同期に至らしめ
   ることを特徴とするＱＰＳＫ復調器。
2. 【請求項２】 局部発振器周波数設定部にメモリを接続
   し、ＱＰＳＫ復調部が正常同期している場合の局部発振
   器の発振周波数のオフセット値を予め前記メモリに格納
   しておき、受信ＱＰＳＫ信号のチャネルを変更する際に
   前記メモリに格納した発振周波数のオフセット値を前記
   局部発振器周波数設定部に設定することにより、ＱＰＳ
   Ｋ復調部の疑似同期を除去するとともに早期に正常同期
   に至らしめることを特徴とする請求項１記載のＱＰＳＫ
   復調器。
3. 【請求項３】 ミキサの出力を入力とし準同期検波用局
   部発振器からの局部発振信号にて準同期検波を行う準同
   期検波部を具備し、前記準同期検波部の出力をＱＰＳＫ
   復調器に入力してＱＰＳＫ復調を行うとともに、局部発
   振器周波数設定部にメモリを接続し、前記ＱＰＳＫ復調
   器が正常同期している場合の局部発振器と前記準同期検
   波用局部発振器の発振周波数のオフセット値を予め前記
   メモリに格納しておき、受信ＱＰＳＫ信号のチャネルを
   変更する際に前記メモリに格納した発振周波数のオフセ
   ット値を前記局部発振器周波数設定部に設定することに
   より、ＱＰＳＫ復調部の疑似同期を除去するとともに早
   期に正常同期に至らしめることを特徴とする請求項１記
   載のＱＰＳＫ復調器。