JPH11308288A - 直交復調回路及びその擬似同期防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな周波数誤差を検出した場合に復調動作
が誤同期を起こすことを防ぐ。 【解決手段】 周波数誤差検出器１４にて位相誤差を演
算し、その誤差分を補正するようＮＣＯ１５の発振周波
数を制御する。この状態で同期判定を行い、同期が確定
するまでその処理を繰り返す。同期が確定した場合、誤
り訂正部１６にて一定期間の誤り率を求め、基準値と比
較してその良否を判定する。この判定において基準値に
満たない場合には、擬似同期と見なして周波数誤差検出
器１４に制御信号を送出し、ＮＣＯ１５の発振周波数を
入力信号のサンプルレートに合わせてずらし、再度、位
相誤差を演算させる。以上のループ制御により、最終的
に真の代表シンボルに位相の合致したデジタル信号が得
られ、良好な復号処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位相変調方式によ
るデジタル伝送信号を受信するデジタル信号受信装置に
用いられ、その受信信号を直交復調する直交復調回路
と、再生キャリアの擬似同期を回避するための擬似同期
防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、衛星放送にあっては、デジタル化
が進められているが、この場合、ＨＤＴＶ信号などの大
容量の情報を伝送することが要望されている。そこで、
情報レートの増大が必要となるが、衛星通信では線形性
の問題などから多値化しての伝送が困難であるため、位
相方向に多重する８ＰＳＫ変調方式などが有望視されて
いる。

【０００３】従来、この種のデジタル信号受信装置で
は、受信信号から所望のチャンネルを選局しＩＦ帯に変
換した後、直交検波回路にて再生キャリアをミキシング
して直交検波を行い、誤り訂正を施して伝送データを復
調する。その際、検波出力について代表シンボルに対す
るシンボル判定を行って再生キャリアの周波数誤差を検
出し、その誤差をなくすように再生キャリア周波数を制
御するようにしている。

【０００４】しかしながら、上記のような従来の直交検
波回路及び誤り訂正回路からなる直交復調回路では、代
表シンボル間以上の位相誤差は検出できず、代表シンボ
ル間以上の位相誤差が発生すると、真の代表シンボル以
外の代表シンボルに位相が収束して誤同期状態となり、
正しく復号できなくなるという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の直交復調回路では、再生キャリアの周波数誤差が代表
シンボル間以上ずれていると、再生キャリアに位相誤差
の誤検出が生じてしまい、誤同期を起こすという問題が
あった。

【０００６】本発明は、上記の問題を解決し、代表シン
ボル間以上の大きな周波数誤差を検出した場合に、復調
動作が誤同期を起こすことを防ぐことができ、さらに
は、広い範囲の周波数誤差を検出し引き込みすることの
できる直交復調回路及びその擬似同期防止方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、位相変調されたデジタル信号を直交復調
する直交復調回路において、発振器で発生される再生キ
ャリアをデジタル信号に乗算して直交検波し、この検波
出力に伝送誤りの訂正を施すと共に、誤りの程度を判別
するようにし、直交検波出力について代表シンボルとの
位相差を求め、その位相差から周波数誤差を検出し、そ
の検出結果に基づいて前記発振器の発振周波数を制御す
るようにし、さらに前記誤りの程度が基準に満たないと
きは、擬似同期と見なして入力デジタル信号のシンボル
レートに合わせて再生キャリアの周波数をずらすように
した。この構成により、最終的に真の代表シンボルに位
相の合致したデジタル信号が得られ、良好な復号処理が
可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は第１の実施形
態として、本発明に係る直交復調回路を用いたデジタル
信号受信装置の構成を示すものである。図１において、
入力信号ＩＮは、送信側で８ＰＳＫ変調方式によりデジ
タル信号を位相変調し、複数チャンネル束ねたＲＦ帯の
放送信号であり、図示しないアンテナにより捕捉され、
あるいはケーブルにより伝送されてチューナー１１に供
給される。このチューナー１１は入力信号の複数のチャ
ンネルの中から所望のものを選択し、中間周波数に変換
した後、Ａ／Ｄ変換してＩＦ帯のデジタル信号を得る。
このデジタル信号は複素乗算器１２、フィルタ１３、周
波数誤差検出器１４及び数値制御発振器（ＮＣＯ）１５
からなる直交検波回路に供給される。

【０００９】上記複素乗算器１２は、ＩＦ信号とＮＣＯ
１５で発生される再生キャリアとを乗算することで直交
検波を行ってベースバンドのデジタル信号を抽出するも
ので、その出力はフィルタ１３に供給される。このフィ
ルタ１３は入力されたデジタル信号に対して所定の帯域
制限を行い、伝送歪等を補償する等化処理を行うもの
で、その出力は誤り訂正部１６に送出されると同時に、
周波数誤差検出器１４に供給される。この周波数誤差検
出器１４は既知の代表シンボル位置に基づいて入力信号
のシンボル判定を行って位相ずれを求め、そのずれ量か
ら再生キャリアの周波数誤差を検出するもので、その誤
差検出信号は周波数制御信号としてＮＣＯ１５に供給さ
れ、再生キャリアの周波数制御に供される。

【００１０】すなわち、キャリア再生が正しく行われて
いない（周波数誤差が存在する）場合、図２に示すよう
に検波後の出力シンボルＡと代表シンボル点Ｂとの間で
ずれが存在する。そこで、周波数誤差検出器１４では検
波出力に対してシンボル判定を行い、誤差を検出し、そ
の検出誤差に基づいてＮＣＯ１５の発振周波数を制御す
るようにしている。

【００１１】ここで、従来の直交復調回路では、代表シ
ンボル間以上の位相誤差は検出できない。例えば、図２
に示すように、検波後の出力シンボルがＢのような場
合、正しくはθtrue の誤差があるにもかかわらず、誤
ってθfalse の誤差があるとみなしてしまう。特に８Ｐ
ＳＫでは、２π／８以上の位相誤差は判定できず、代表
シンボル間以上の位相誤差が発生すると、真の代表シン
ボル以外の代表シンボルに位相が収束して誤同期状態と
なり、正しく復号できなくなる。

【００１２】そこで、本実施形態では、誤り訂正部１６
において、同期検波出力を訂正しつつ、ある一定期間ご
とに誤り率を判定し、誤り率の悪い状態が続くようなら
ば、代表シンボル間以上の周波数ずれを起こしていると
みなし、周波数誤差検出器１４に制御信号を出力する。

【００１３】この制御信号を受けた周波数誤差検出器１
４は、数値制御発振器１５の発振周波数を伝送信号のサ
ンプルレートに合わせて制御する。ここでは８ＰＳＫな
ので、２π／８×サンプルレート分だけＮＣＯ１５の周
波数を変化させる。そして、同様に誤り率を判定し、２
π／８単位の周波数ずれを総当たり方式で調査、検出
し、訂正する。この処理の流れを図３に示す。

【００１４】図３において、まず周波数誤差検出器１４
にて位相誤差を演算し、その誤差分を補正するようＮＣ
Ｏ１５の発振周波数を制御する（Ｓ１）。この状態で同
期判定を行い（Ｓ２）、同期が確定するまでステップＳ
１の処理を繰り返す。同期が確定した場合、誤り訂正部
１６にて一定期間の誤り率を求め、例えば基準値と比較
してその良否を判定する（Ｓ３）。この判定において基
準値以上ならば正常に同期していると見なし、復号可能
と判断して後段の信号処理部へ送出する（Ｓ４）。ま
た、基準値に満たない場合には、擬似同期と見なして周
波数誤差検出器１４に制御信号を送出し、ＮＣＯ１５の
発振周波数を２π／８×サンプルレート分ずらして（Ｓ
５）、再度、位相誤差を演算させる。以上のループ制御
により、最終的に真の代表シンボルに位相の合致したデ
ジタル信号が得られ、良好な復号処理が可能となる。

【００１５】したがって、上記構成による直交復調回路
は、代表シンボル間以上の大きな周波数誤差が生じた場
合でも、復調動作が誤同期を起こすことを防ぐことがで
きる。

【００１６】図４は本発明に係る直交復調回路の第２の
実施形態の構成を示すもので、ここでは送信側で伝送信
号中に既知の同期符号を付加して伝送する場合を想定し
ている。尚、図４において、図１と同一部分には同一符
号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に説明す
る。また、入力信号は８ＰＳＫ変調方式により位相変調
されているものとする。

【００１７】この場合の直交復調回路では、フィルタ１
３の出力を周波数誤差検出器１４及び通常の誤り訂正部
２１に送出すると同時に同期検出部２２に入力する。こ
の同期検出部２２は、入力信号から同期符号を識別する
ことで同期の可否を判別し、一定期間経過しても非同期
状態が続く場合には周波数誤差検出器１４に制御信号を
送り、第１の実施形態と同様にＮＣＯ１５の発振周波数
を２π／８×サンプルレート分ずらした後、再度位相誤
差を演算させ、同期判定を行う。その繰り返し処理によ
り、最終的に真の代表シンボルに位相の合致したデジタ
ル信号が得られ、良好な復号処理が可能となる。

【００１８】図５は本発明に係る直交復調回路の第３の
実施形態の構成を示すものである。尚、図５においても
図１と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異
なる部分について説明する。また、入力信号は８ＰＳＫ
変調方式により位相変調されているものとする。

【００１９】この直交復調回路では、フィルタ１３の出
力を周波数誤差検出器１４に入力すると同時に位相回転
部３１に入力し、この位相回転部３１にて判定部３２の
判定結果に応じて適宜位相回転させた後、誤り訂正部３
３にて誤り率を求める。判定部３２は、誤り訂正部３３
で得られる誤り率が一定期間にわたって基準値に満たな
い場合には、代表シンボル間以上の周波数ずれを起こし
ているとみなし、誤り率が基準値以上となるまで位相回
転部３１の位相回転量を増大していく。

【００２０】ここで、位相回転によりデジタル信号のシ
ンボル位置が代表シンボル位置に一致すると、誤り訂正
部３３では誤り率が基準値以上となり、正しい情報を復
号できるようになる。但し、前段のフィルタ１３で帯域
制限をかけているので、そのまま使用すると劣化する。
そこで、判定部３２にて、周波数誤差検出回路１４を制
御し、検出された周波数誤差に基づいてＮＣＯ１５の発
振周波数を制御すると共に、位相回転３１の回転を止め
る。

【００２１】上記の構成によっても、第１の実施形態と
同様の効果が得られる。図６は本発明に係る直交復調回
路の第４の実施形態の構成を示すものである。尚、図６
においても図１と同一部分には同一符号を付して示し、
ここでは異なる部分について説明する。また、入力信号
は８ＰＳＫ変調方式により位相変調されているものとす
る。

【００２２】この直交復調回路では、フィルタ１３の出
力を周波数誤差検出器１４及び誤り訂正部４１に入力す
ると同時に、複数（図６では３個）の位相回転検出部４
２、４３、４４に入力する。各位相回転検出部４２〜４
４は、互いに異なる代表シンボル位置に合致する位相回
転量を検出するように設定されており、それぞれの検出
結果は周波数誤差検出器４５に送られる。この周波数誤
差検出器４５では、検出された位相回転検出部の位相回
転量から真の代表シンボル位置からのずれを検出し、対
応する制御信号をＮＣＯ１５に送出して再生キャリアの
周波数制御を行い、位相合わせを行う。

【００２３】すなわち、周波数誤差が大きい場合、検索
を行うルーチンが長くなり、同期引き込み時間が長くな
る。そこで、本実施形態では、フィルタ１３から出力さ
れる検波信号を互いに位相回転検出位置の異なる複数の
位相回転検出部４２、４３、４４に送り、検出した検出
部の出力で周波数誤差検出器４５を通じて再生キャリア
の周波数制御を行うようにしている。これにより、幅広
い周波数誤差検出を短い時間で検出することが可能とな
り、同期性能を向上させることができる。

【００２４】尚、上記第１乃至第４の実施形態では、入
力信号が８ＰＳＫ変調方式により位相変調されているも
のとしたが、これに限らず、ＱＰＳＫや１６ＰＳＫ、１
６ＤＡＰＳＫなどにも応用可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、大きな周
波数誤差を検出した場合に復調動作が誤同期を起こすこ
とを防ぎ、さらには広い範囲の周波数誤差を検出し、引
き込みすることのできる直交復調回路及びその擬似同期
防止方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る直交復調回路及びその擬似同期防
止方法を用いたデジタル受信装置の第１の実施形態の構
成を示すブロック回路図。

【図２】位相変調されたデジタル信号の擬似同期の様子
を説明するための図。

【図３】第１の実施形態の擬似同期防止処理の流れを示
すフローチャート。

【図４】本発明に係る直交復調回路及びその擬似同期防
止方法を用いたデジタル受信装置の第２の実施形態の構
成を示すブロック回路図。

【図５】本発明に係る直交復調回路及びその擬似同期防
止方法を用いたデジタル受信装置の第３の実施形態の構
成を示すブロック回路図。

【図６】本発明に係る直交復調回路及びその擬似同期防
止方法を用いたデジタル受信装置の第４の実施形態の構
成を示すブロック回路図。

【符号の説明】

１１…チューナー、１２…複素乗算器、１３…フィル
タ、１４，４５…周波数誤差検出器、１５…数値制御発
振器（ＮＣＯ）、１６，２１，３３，４１…誤り訂正
部、２２…同期検出部、３１…位相回転部、３２…判定
部、４２，４３，４４…位相回転検出部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位相変調されたデジタル信号を直交復調す
   る直交復調回路において、 前記デジタル信号に対する再生キャリアを発生する発振
   器と、 この発生器で発生される再生キャリアを前記デジタル信
   号に乗算して直交検波する直交検波手段と、 この手段で得られた検波出力に伝送誤りの訂正を施すと
   共に、誤りの程度を判別する誤り訂正手段と、 前記直交検波手段の出力について代表シンボルとの位相
   差を求め、その位相差から周波数誤差を検出し、その検
   出結果に基づいて前記発振器の発振周波数を制御する周
   波数誤差検出手段とを具備し、 前記周波数誤差検出手段では、前記誤り訂正手段で誤り
   の程度が基準に満たないとき、擬似同期と見なして前記
   デジタル信号のシンボルレートに合わせて周波数をずら
   すようにしたことを特徴とする直交復調回路。
2. 【請求項２】既知の同期符号を含み位相変調されたデジ
   タル信号を直交復調する直交復調回路において、 前記デジタル信号に対する再生キャリアを発生する発振
   器と、 この発生器で発生される再生キャリアを前記デジタル信
   号に乗算して直交検波する直交検波手段と、 この手段で得られた検波出力に伝送誤りの訂正を施す誤
   り訂正手段と、 前記直交検波手段の出力について代表シンボルとの位相
   差を求め、その位相差から周波数誤差を検出し、その検
   出結果に基づいて前記発振器の発振周波数を制御する周
   波数誤差検出手段と、 前記直交検波手段の出力の同期状態を検出する同期検出
   手段を具備し、 前記周波数誤差検出手段では、前記同期検出手段で非同
   期状態の検出が続くとき、擬似同期と見なして前記デジ
   タル信号のシンボルレートに合わせて周波数をずらすよ
   うにしたことを特徴とする直交復調回路。
3. 【請求項３】位相変調されたデジタル信号を直交復調す
   る直交復調回路において、 前記デジタル信号に対する再生キャリアを発生する発振
   器と、 この発生器で発生される再生キャリアを前記デジタル信
   号に乗算して直交検波する直交検波手段と、 この手段で得られた検波出力に任意の位相回転を与える
   位相回転処理手段と、 この手段で得られた検波出力に伝送誤りの訂正を施すと
   共に、誤りの程度を判別する誤り訂正手段と、 前記直交検波手段の出力について代表シンボルとの位相
   差を求め、その位相差から周波数誤差を検出し、その検
   出結果に基づいて前記発振器の発振周波数を制御する周
   波数誤差検出手段と、 前記誤り訂正手段で誤りの程度が基準に満たないとき、
   前記位相回転処理手段の位相回転量を変化させ、誤りの
   程度が基準に達した時点で前記位相回転処理手段の位相
   回転量の制御を停止すると同時に前記周波数誤差検出手
   段の制御を停止させる判定手段とを具備したことを特徴
   とする直交復調回路。
4. 【請求項４】位相変調されたデジタル信号を直交復調す
   る直交復調回路において、 前記デジタル信号に対する再生キャリアを発生する発振
   器と、 この発生器で発生される再生キャリアを前記デジタル信
   号に乗算して直交検波する直交検波手段と、 この手段で得られた検波出力に伝送誤りの訂正を施す誤
   り訂正手段と、 前記直交検波手段の出力について代表シンボルとの位相
   差を求め、その位相差から周波数誤差を検出し、その検
   出結果に基づいて前記発振器の発振周波数を制御する周
   波数誤差検出手段と、 前記直交検波手段の出力について複数の位相回転を行っ
   て結果が正しいか否かを判定する位相回転検出手段とを
   具備し、 前記周波数誤差検出手段では、前記位相回転検出手段で
   正しいと判定された位相回転量に基づいて周波数をずら
   すようにしたことを特徴とする直交復調回路。
5. 【請求項５】位相変調されたデジタル信号に再生キャリ
   アを乗算して得られる直交検波信号に伝送誤りの訂正を
   施す際に、誤りの程度を判別し、その判別結果が基準に
   満たないとき、擬似同期と見なして前記デジタル信号の
   シンボルレートに合わせて前記再生キャリアの周波数を
   ずらすようにしたことを特徴とする直交復調回路の擬似
   同期防止方法。
6. 【請求項６】既知の同期符号を含み位相変調されたデジ
   タル信号に再生キャリアを乗算して得られる直交検波信
   号から前記既知の同期符号を検出することで同期状態を
   判定し、その判定の結果、非同期状態の検出が続くと
   き、擬似同期と見なして前記デジタル信号のシンボルレ
   ートに合わせて前記再生キャリアの周波数をずらすよう
   にしたことを特徴とする直交復調回路の擬似同期防止方
   法。