JPH11122317A - 搬送波再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力雑音電力の低減を行って、高速動作の可能
な搬送波再生装置を提供する。 【解決手段】入力端子１１には本来の送信データとその
反転データを多重化して変調をかけて送信された多重送
信データが入力される。この多重送信データは、遅延回
路１２を通じて減算器１３に入力される。減算器１３で
は、多重送信データから遅延回路１２を通ったデータを
減算する。減算器１３の出力は、フリップフロップ１４
に入力され、ここで信号成分が強調されたデータだけ
が、抜き出される。この抜き出されたデータは、雑音電
力を相殺するとともに正弦波成分が強調されているの
で、これを搬送波再生回路１５に入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、復調器に用いられ
る搬送波再生装置に関し、特に搬送波再生回路の前段に
入力雑音電力を低減する手段を付加した搬送波再生装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信用に使用される復調器として、
例えば図９に示す構成のものが知られている。図示の復
調器において、外部から入力される変調波は、復調回路
９１に入力されるとともに、搬送波再生回路９２にも入
力される。復調回路９１では、搬送波再生回路９２で再
生された搬送波からデータ成分を復調する。この復調デ
ータは、クロック再生回路９３で再生された復調クロッ
クのタイミングで出力される。

【０００３】搬送波再生回路９２は、図１０に示すよう
に、逆変調器や周波数Ｍ逓倍回路などから成る変調成分
除去回路９２ａと、ＡＬＥ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｌｉｎ
ｅＥｎｈａｎｃｅｒ：適応輝線強調フィルタ）回路やＰ
ＬＬ回路などから成る狭帯域ろ波回路９２ｂとから構成
される。この狭帯域ろ波回路９２ｂに使用されるＡＬＥ
回路は、ディジタル信号処理により信号の性質に合わせ
フィルタの係数を変化させる適応型のフィルタの応用回
路であり、ラインスペクトラムを持つ正弦波信号に混入
する雑音等を除去して正弦波信号を強調するものであ
る。ＡＬＥ回路については、「B.Widrow and S.D.Stear
ners."Adaptive Signal Processing".Prentice-Hall.In
c..N.J..1975」の記載が参考になる。

【０００４】このＡＬＥ回路から成る狭帯域ろ波回路９
２ｂを備えた搬送波再生回路９２に入力された変調波
は、変調成分除去回路９２ａに入力されて変調波成分が
除去されるとともに、無変調波成分が抽出される。抽出
された無変調波成分には、伝送路で付加された雑音電力
が混入されているため、これをそのまま再生搬送波とし
て出力するのは好ましくない。このため、抽出された無
変調波成分を狭帯域ろ波回路９２ｂに入力し、ここで雑
音成分等を低減させるとともに正弦波成分を強調して再
生搬送波としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の狭帯域ろ波回路
９２ｂに使用されるＡＬＥ回路では、収束時間（Ｔａ）
が、入力雑音電力（Ｎｉ）と出力雑音電力（Ｎｏ）によ
って決定される。その収束時間（Ｔａ）はおおよそ次式
で決定される。

【０００６】

【数１】

【０００７】上記式から明らかなように、出力雑音電力
が一定であれば、入力雑音電力が小さければ小さいほ
ど、収束時間は短くなる。しかしながら、この入力雑音
は伝送路上で付加されるものが殆どであり、特に衛星通
信等のように入力雑音が非常に大きい場合には、短い収
束時間の実現は困難であった。このため、図１０に示し
た狭帯域ろ波回路９２ｂを用いた搬送波再生回路９２で
は、入力時に付加される雑音電力の大きいシステムには
使用できない問題があった。

【０００８】本発明の課題は、入力雑音電力の低減を行
ってＡＬＥ回路における収束時間を短縮し、搬送波の再
生を高速化する技術を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は搬
送波再生装置であって、送信データにその遅延反転デー
タが付加された信号を変調して送出する多重送信手段
と、前記多重送信手段から受信した信号を遅延する遅延
回路と、この遅延回路の出力データと前記多重送信手段
からの信号との差分をとる減算器と、この減算器の出力
データのうち信号成分を強調するデータを抽出する論理
回路と、この論理回路で抽出されたデータを入力データ
とする搬送波再生回路とを有することを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は搬送波再生装置であ
って、単位データ長毎に同一内容の送信データを送出す
る多重送信手段と、前記多重送信手段から受信した送信
データを遅延する遅延回路と、同一内容の受信データを
複数回蓄積して単位データ長毎に平均化する平均化回路
と、この平均化回路の出力データのうち信号成分を強調
するデータを抽出する論理回路と、この論理回路で抽出
されたデータを入力データとする搬送波再生回路とを有
することを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は前記搬送波再生回路
が、搬送波成分を含む入力データを周波数逓倍する逓倍
回路と、この逓倍回路で周波数逓倍されたデータから搬
送波成分が強調されたデータを抽出するＡＬＥ回路と、
このＡＬＥ回路で抽出されたデータを周波数分周して前
記搬送波を再生する分周回路とを備えることを特徴とす
る。

【００１２】請求項１記載の発明によれば、受信側で、
送信データにその１ビット遅延反転データを付加した多
重送信データとその遅延データを減算して信号成分のみ
を抽出することにより、入力雑音電力が低減される一
方、信号成分が強調された信号を搬送波再生回路に入力
することができ、搬送波の再生を高速化することが可能
となる。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、受信側で、
送信側から単位データ長毎に複数回送出される同一内容
の送信データを平均化することにより、数ビットまとめ
て送信する場合でも、入力雑音電力が低減された信号を
搬送波再生回路に入力することができ、搬送波の再生を
高速化することが可能となる。

【００１４】請求項３記載の発明によれば、不要な信号
成分が低減されるため、搬送波の再生をより高速化する
ことが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係
る搬送波再生装置のブロック構成図である。図１（ａ）
は送信側の多重送信部を示しており、入力端子１から入
力したデータは多重合成回路３および反転回路２に入力
され、送信データと反転データとが多重されたのち変調
器４において変調がかけられる。この多重されたデータ
を図３（ａ）に示す。

【００１６】ここに示される多重送信データは、送信側
で送信データに１シンボル毎に反転データを１回多重し
たデータである。

【００１７】図１（ｂ）は受信側の多重送信搬送波再生
部のブロック図であり、多重送信搬送波再生部の入力端
子１１には、例えば、図３（ａ）に示すデータフォーマ
ットの多重送信データが入力される。以下にその動作詳
細を説明する。

【００１８】入力された多重送信データは、遅延回路１
２を通じて減算器１３に入力される。減算器１３には、
遅延回路１２を通った多重送信データと入力端子１１か
ら直接導かれた多重送信データの双方が入力され、多重
送信データから遅延回路１２の出力データが減算され
る。この減算器１３の出力に現れたデータ状態を示した
ものが図３（ｂ）である。減算器１３の出力は、フリッ
プフロップ１４に入力され、ここで必要なデータ、すな
わち逆位相の信号成分を減算するデータＡｎ−［Ａｎ］
（ｎは整数であり、括弧内は反転を意味する）だけが、
図３（ｃ）に示すように抜き出される。抜き出されたデ
ータＡｎ−［Ａｎ］は、雑音成分が相殺される一方、信
号成分が強調されたものとなる。これにより、搬送波再
生回路１５に入力される雑音電力が低減する。

【００１９】図２は、図１（ｂ）の多重送信搬送波再生
部の搬送波再生回路１５の一例を示めすブロック構成図
である。図２において、逓倍回路２１は、入力された変
調波を逓倍するのものであり、これにより変調波成分が
低減され搬送波成分が抽出される。逓倍回路２１の出力
データは、ＡＬＥ回路２２で雑音電力が低減されてい
る。ＡＬＥ回路２２の出力は、分周回路２３に入力さ
れ、ここで逓倍回路２１で逓倍された搬送波が本来の搬
送波周波数に戻される。

【００２０】このような構成の搬送波再生回路を用いる
ことにより、多重送信搬送波再生部における収束時間が
短くなるので、雑音のない搬送波の再生が高速になる。

【００２１】なお、以上の説明は、送信側で１シンボル
遅延させて反転させる、いわゆる１シンボル遅延の例に
ついてであるが、数ビットまとめて送信する場合でも同
様の手順で入力雑音電力を低減させることができる。ま
た、多重送信する回数が３回以上に設定することによ
り、さらに入力雑音を低減させることができる。この結
果、ＡＬＥ回路２２における収束時間が短縮される。

【００２２】次に、上述の多重搬送波再生部ないし搬送
波再生回路で使用されるＡＬＥ回路での多重送信の効果
について、より詳細に説明する。

【００２３】上述の説明は、１ビット遅延の例であった
が、以後、１０ビット遅延を例に挙げて説明する。ここ
で、送信データが「０１００１１０１１」であるとす
る。ディジタル通信なので個々の送信データは、「０」
または「１」のどちらかとなる。ところが、復調後の信
号は、帯域制限の影響で、受信データは図４に示すよう
に歪んだものとなる。これは主として伝送路中に付加さ
れる雑音電力に起因する。

【００２４】一般に、伝送路で付加される雑音電力はラ
ンダム雑音電力なので、例えば１ビット目の“０”を何
回か送信すると、図５に曲線で示すように種々のパター
ンが生じる。このようなパターンの変動幅は、一般にＳ
／Ｎ比で決定される。ここで同じパターンを繰り返し送
信し、図示しない平均化回路で平均をとると、図６
（ａ）〜（ｃ）に示すように、受信側では雑音電力の無
い、正しい波形に近付いて行く。

【００２５】図６（ａ）〜（ｃ）はアナログ信号の例で
あるが、アナログ信号では、正確な遅延回路や平均化回
路の実現が非常に難しい上に、回路規模が大きくなって
しまう欠点があるため実現が難しかった。ところが、近
年のディジタル信号処理の発展に伴い、多重送信が実現
可能となり、図７に示すようなアナログ信号が存在する
範囲を２５６段階に分解（８ビットの場合）し、その値
を読めば良いことになった。ちなみに図７では“６４”
付近になる。これを上記の例の１０ビットで考えると、
図８（ａ）〜（ｃ）のようになる。

【００２６】図８（ａ）は、１回目の受信データのパタ
ーン、図８（ｂ）は２回目の受信データのパターン、図
８（ｃ）は両者の平均をとった後のデータのパターンで
ある。このように、平均化回路を用いると雑音成分が低
減し、Ｓ／Ｎ比が向上することがわかる。

【００２７】なお、１ビット遅延では、送信側で送信デ
ータにその遅延データを反転して付加するとともに、受
信側で減算を行っているのに対し、１０ビット遅延では
平均化回路を用いているので、この点について説明す
る。

【００２８】１ビット遅延の場合に、反転を加えないで
１ビット遅延をして加えることは、同じ信号を２回続け
ることと等価となる。このような信号では、受信側で
は、正しく再生ができない。そのため、１ビット遅延の
場合には、送信側で遅延信号を反転して多重化するとと
もに受信側でこれを減算する必要がある。これに対し、
２ビット以上（少ない遅延は相関が出やすいためにあま
り好ましくない）の遅延の場合は減算することができな
いので、送信側では反転せず、受信側で平均化回路を用
いることになる。この平均化回路は、複数のデータを蓄
積してその平均値を出力するものであり、それ自体は公
知の手法を採用することができる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、入力雑音
電力を低減するとともに信号成分が強調された信号を搬
送波再生回路に入力することができ、搬送波の再生を高
速化することができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、数ビットま
とめて送信する場合でも、入力雑音電力を低減すること
ができ、搬送波の再生を高速化することができる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、搬送波再生
回路内で不要な信号成分を低減することができ、搬送波
の再生をより高速にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態となる搬送波再生装置のブ
ロック構成図であり、（ａ）は送信側の多重送信部、
（ｂ）は受信側の多重送信搬送波再生部を示す。

【図２】本発明の搬送波再生回路の一例を示すブロック
構成図である。

【図３】本実施形態において使用されるデータフォーマ
ットであり、（ａ）は多重送信データ、（ｂ）は減算器
から出力されるデータ、（ｃ）はフリップフロップより
選択的に出力されるデータの例を示す。

【図４】復調後の受信データの説明図。

【図５】伝送路中に雑音があったときのパターン説明
図。

【図６】同じパターンの繰り返しを平均した場合のパタ
ーン説明図。

【図７】ディジタル信号処理の内容説明図。

【図８】１０ビットの場合におけるディジタル信号処理
したときのパターン説明図。

【図９】従来の一般的な復調器のブロック構成図。

【図１０】従来の搬送波再生回路のブロック構成図。

【符号の説明】

２ 反転回路 ３ 多重合成回路 ４ 変調器 １２ 遅延回路 １３ 減算器 １４ フリップフロップ １５ 搬送波再生回路 ２１ 逓倍回路 ２２ ＡＬＥ回路 ２３ 分周回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信データにその遅延反転データが付加
   された信号を変調して送出する多重送信手段と、前記多
   重送信手段から受信した信号を遅延する遅延回路と、こ
   の遅延回路の出力データと前記多重送信手段からの信号
   との差分をとる減算器と、この減算器の出力データのう
   ち信号成分を強調するデータを抽出する論理回路と、こ
   の論理回路で抽出されたデータを入力データとする搬送
   波再生回路とを有することを特徴とする搬送波再生装
   置。
2. 【請求項２】 単位データ長毎に同一内容の送信データ
   を送出する多重送信手段と、前記多重送信手段から受信
   した送信データを遅延する遅延回路と、同一内容の受信
   データを複数回蓄積して単位データ長毎に平均化する平
   均化回路と、この平均化回路の出力データのうち信号成
   分を強調するデータを抽出する論理回路と、この論理回
   路で抽出されたデータを入力データとする搬送波再生回
   路とを有することを特徴とする搬送波再生装置。
3. 【請求項３】 前記搬送波再生回路が、搬送波成分を含
   む入力データを周波数逓倍する逓倍回路と、この逓倍回
   路で周波数逓倍されたデータから搬送波成分が強調され
   たデータを抽出するＡＬＥ回路と、このＡＬＥ回路で抽
   出されたデータを周波数分周して前記搬送波を再生する
   分周回路とを備えることを特徴とする請求項１又は請求
   項２記載の搬送波再生装置。