JPH1198206A - 疑似ロック検出回路 - Google Patents

疑似ロック検出回路

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JPH1198206A
JPH1198206A JP9252995A JP25299597A JPH1198206A JP H1198206 A JPH1198206 A JP H1198206A JP 9252995 A JP9252995 A JP 9252995A JP 25299597 A JP25299597 A JP 25299597A JP H1198206 A JPH1198206 A JP H1198206A
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JP9252995A
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Akihiro Higashiyama
明広 東山
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NEC Engineering Ltd
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NEC Engineering Ltd
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力信号の搬送波周波数と復調器内の発振器
の発振周波数がデータ伝送のビットレートに相当する周
波数の1/2の整数倍分ずれ、コスタスループ復調器が
疑似ロック状態になることを防ぎ、確実にディジタル信
号を復調できるようにする。 【解決手段】 IQ平面上の信号点の分布が正規ロック
と疑似ロック時で明らかに異なることを利用し、コスタ
スループ型復調器1の出力信号を位相変換フィルタ11
及び強度変換フィルタ12によって位相成分及び強度成
分に変換し、得られた位相成分、強度成分の分布をそれ
ぞれカウンタ回路22〜30で計数し、その位相分布及
び強度分布の各計数結果をコンパレータ回路13〜21
で正規ロック時の分布とそれぞれ比較することにより、
疑似ロック検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばディジタル
位相変調方式による受信機の復調器等に用いられ、目的
とする周波数以外への疑似ロック状態を検出する疑似ロ
ック検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ディジタル位相変調方式によ
る衛星通信システムの受信機にあっては、ディジタル位
相変調波からデータ信号を復調する手段としてコスタス
ループ型の復調器が知られている。この復調器は一種の
複合位相ロックループ回路であり、内部発振器の発振周
波数が入力信号の搬送周波数に一致したときロック状態
となり、適正な復調信号が得られるようになっている。
【0003】但し、上記発振周波数がデータ伝送のビッ
トレートに相当する周波数の1/2の整数倍分ずれた場
合、周波数一致と誤検出して疑似ロック状態となり、デ
ータ識別が不能となる問題を有している。この問題を解
決する先行技術として、特開平2−249339号公報
に「コスタスループ型復調器の疑似ロック検出回路」が
開示されている。この先行技術に開示される疑似ロック
検出回路は、コスタスループ型復調器において、位相変
調された搬送波を復調するIチャンネルの乗算出力とQ
チャンネルの乗算出力とを乗算する乗算器の出力を入力
し、疑似ロック時に現れる周波数を通過させる少なくと
も1個のバンドパスフィルタと、このバンドパスフィル
タの出力が所定レベル以上であることを検出して疑似ロ
ック検出信号を出力するレベル検出手段からなることを
特徴としている。
【0004】すなわち、入力信号の搬送波周波数とコス
タスループ型復調器の発振器の発振周波数がデータ伝送
のビットレートに相当する周波数の1/2の整数倍分ず
れ、コスタスループ型復調器が疑似ロック状態になった
場合でも、バンドパスフィルタの通過周波数で特定され
るモードの疑似ロック状態を検出することができる。以
上のように、従来のコスタスループ型復調器では、疑似
ロック時に現れる周波数成分を通過させるためにバンド
パスフィルタを用いて疑似ロック検出を行っている。
【0005】ところが、実際には、入力信号の搬送波周
波数に対してコスタスループ型復調器のVCOの発振周
波数がデータ伝送のビットレート周波数の1/2倍のみ
ならず、その2倍、3倍、…、n倍分ずれた場合でも、
疑似ロック状態になる。この場合、コスタスループ型復
調器の乗算器の出力信号にはそれぞれ周波数成分f,2
f,3f,…,nfが含まれているので、これらの成分
を抽出するためにn個のバンドパスフィルタを設けなけ
ればならない。一般に、この種の復調器に用いられるバ
ンドパスフィルタはアナログ回路で構成されるが、アナ
ログ回路は複雑な回路及び調整工数を必要とするため、
復調器の小型軽量化及び開発所用時間の観点からその適
用は望ましくない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のコスタスループ型復調器に用いられる疑似ロック検
出回路では、疑似ロック時に現れる周波数成分をバンド
パスフィルタにより抽出して疑似ロック検出を行ってい
るが、入力信号の搬送波周波数に対して発振周波数がデ
ータ伝送のビットレートに相当する周波数の1/2の整
数倍分ずれた場合の疑似ロック状態を検出するために
は、それぞれに対応する周波数成分を抽出するためにそ
の整数倍分のバンドパスフィルタを設けなければならな
い。
【0007】本発明の課題は、上記の問題を解決し、入
力信号の搬送波周波数と復調器内の発振器の発振周波数
がデータ伝送のビットレートに相当する周波数の1/2
の整数倍分ずれ、コスタスループ復調器が疑似ロック状
態になることを防ぎ、確実にディジタル信号を復調でき
るようにする疑似ロック検出回路を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る疑似ロック検出回路は、コスタスルー
プ復調器出力信号を位相成分及び強度成分に変換し、得
られた位相分布を計数すると共に、強度成分の分布を計
数することで疑似ロック検出を行うようにしている。す
なわち、従来の技術においては、疑似ロック時に現れる
周波数成分を通過させるためにバンドパスフィルタを用
いて疑似ロック検出を行っていたが、本発明ではIQ平
面上の信号点の分布が正規ロックと疑似ロック時で明ら
かに異なることを利用し、その位相分布及び強度分布を
正規ロック時の分布とそれぞれ比較することにより疑似
ロック検出を行っている。このようにすることで、全て
ディジタル回路で構成できるようになり、復調器の小型
軽量化と開発所用時間の短縮化が可能になる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を詳細に説明する。図1は本発明を適用した衛
星通信システムの復調装置の構成を示すものである。こ
こでは、例として2相位相変調されたディジタル信号を
復調するものとする。
【0010】図1において、1はコスタスループ型復調
器である。このコスタスループ型復調器1では、位相変
調されたディジタル信号である入力信号SINを乗算回路
2,3に与え、ここで第1の基準信号SOSC1及びこの基
準信号SOSC1に対して位相がπ/2だけ変位した第2の
基準信号SOSC2との乗算信号が得られる。これらの乗算
信号は、それぞれ第1、第2のローパスフィルタ回路
(LPF)5,6に与えられる。
【0011】第1のLPF5では、入力信号SINの搬送
波に対して第1の基準信号SOSC1が正常に位相ロックし
ているとき、入力信号SINの復調信号(いわゆるIチャ
ンネル信号)SI が得られる。これに対し、第2のLP
F6では、信号レベルが0レベルの復調信号(いわゆる
Qチャンネル信号)SQが得られる。
【0012】第1及び第2のLPF5,6で得られた復
調信号SI及びSQは乗算回路9で乗算され、ループフ
ィルタ回路8を介して電圧制御型発振回路(VCO)7
に供給される。これにより、VCO7においては、ルー
プフィルタ回路8から出力される制御信号の信号レベル
が0レベルとなるように発振周波数が制御され、入力信
号SINの搬送波にその発振出力(第1の基準信号
OSC1)を位相ロックさせる。
【0013】上記VCO7から出力される第1の基準信
号SOSC1はπ/2位相器4に供給される。このπ/2位
相器4は、第1の基準信号SOSC1の位相をπ/2だけ遅
延させて第2の基準信号SOSC2を生成する。
【0014】上記構成によるコスタスループ型復調器1
に対し、本発明による擬似ロック検出回路は以下のよう
に構成される。まず、コスタスループ型復調器1で生成
された復調信号SI及びSQを位相変換メモリ11及び
強度変換メモリ12に入力する。位相変換メモリ11
は、復調信号SI及びSQを入力して位相情報S(θ)
に変換するもので、その出力は第1乃至第8コンパレー
タ回路13〜20に供給され、それぞろれ予め決められ
た位相分布スレショルド値TH−1〜TH−8と比較さ
れる。
【0015】各コンパレータ回路13〜20の比較結果
は、第1乃至第8カウンタ回路22〜29に供給され
る。第1乃至第8カウンタ回路22〜29は、それぞれ
対応するコンパレータ回路13〜20の比較一致回数を
計数するもので、各カウンタ回路22〜29の計数値は
制御回路31に供給される。一方、強度変換メモリ12
は、復調信号SI及びSQを入力して信号強度情報S
(P)に変換するもので、その出力は第9コンパレータ
回路21に供給され、予め決められた強度分布スレショ
ルド値TH−9と比較される。このコンパレータ回路2
1の比較結果は第9カウンタ回路30に供給される。こ
の第9カウンタ回路30は、上記第9コンパレータ回路
21の比較一致回数を計数するもので、その計数値は制
御回路31に供給される。
【0016】制御回路31は、所定の復調信号のサンプ
ル数を得た後に、第1乃至第9カウンタ回路30の計数
値から位相ロックを検出すると共に疑似ロック発生の有
無を判定する。そして、正しい位相ロックを検出した場
合には、VCO7の周波数掃引を止めて順次伝送される
ディジタル信号を復調させ、疑似ロックが発生している
場合には、VCO7に対して周波数掃引を実行させ、改
めて正しい位相にロックするように制御する。
【0017】以下、上記構成による擬似ロック検出回路
の動作について説明する。まず、コスタスループ型復調
器1から出力される復調信号SI及びSQにおいては、
位相ロックしていないときにはIQ平面上に一様に分布
するのに対し、正規ロックした場合には、図2に示すよ
うにI軸上の2点に分布するようになる。
【0018】このように正常に位相ロックする周波数f
0に対して、疑似ロックは、図3に示すように、第1の
基準信号SOSC1がそれぞれ高周波側及び低周波側に周波
数Rb /2(Rb は変調されたディジタル信号のビット
レート)の整数倍だけ離れた周波数f1 ,f-1,f2 ,
f-2,…で発生する。
【0019】このとき、コスタスループ型復調器1にお
いては、正常に位相ロックする周波数f0 から第1の基
準信号SOSC1の周波数f1 ,f-1,f2 ,f-2,…が離
れれば離れるほどロックしにくくなる。
【0020】図4(a),(b)にそれぞれ第1及び第
2の疑似ロック時の復調信号の例を示す。同図から明ら
かなように、第1の疑似ロック時の復調信号及び第2の
疑似ロック時の復調信号は、正規ロック時の復調信号と
は明らかに異なっている。そこで、本発明の疑似ロック
検出回路においては、復調信号を位相情報S(θ)及び
信号強度情報S(P)に変換し、その分布状況を判断す
ることにより疑似ロックを検出するものである。すなわ
ち、位相変換メモリ11において、復調信号SI及びS
Qを入力とし、次式で示される変換を行うことでその位
相情報S(θ)を得る。
【0021】
【数1】 S(θ)= tan-1(SI,SQ ) …(1)
【0022】位相情報S(θ)に変換された復調信号
は、第1乃至第8コンパレータ回路13〜20に入力さ
れ、それぞれのコンパレータ回路13〜20において、
予め決められた位相分布スレショルド値TH−1〜TH
−8と比較される。
【0023】ここで、本実施形態においては、位相変換
された復調信号を図5に示す(1)〜(8)の領域に分
割するものとする。このため、位相変換側のコンパレー
タ回路を8個設けてある。スレショルド値TH−1及び
TH−8の値は、図5に示すように、−πからπまでの
領域を8等分するように定められており、例えば第1コ
ンパレータ回路13においては、S(θ)が−π或いは
πの位相の近辺である時に、比較結果一致の信号を第1
カウンタ回路22に出力する。同様に第2コンパレータ
回路14においては、S(θ)が−3/4π近辺である
ときに、比較結果一致の信号を第2カウンタ回路23に
出力する。第1カウンタ回路22から第8カウンタ回路
29までは、それぞれ上記第1コンパレータ回路13か
ら第8コンパレータ回路20までの比較一致結果を受
け、計数値を制御回路31に出力する。
【0024】図5は、正規ロック時の復調信号の位相分
布を示したものであり、図3から明らかなように復調信
号の位相S(θ)は0及び±π近辺に分布している。こ
れに対し、強度変換メモリ12においては復調信号SI
及びSQを入力とし、その信号強度情報S(P)を得る
ものであり、次式で示される変換を行う。
【0025】
【数2】S(P)=√(S・I2+S・Q2) …(2)
【0026】信号強度情報S(P)に変換された復調信
号は、第9コンパレータ回路21において、所定の信号
強度スレショルド値TH−9との比較が行われる。信号
強度スレショルド値「TSー9」は、正規ロック時の信
号強度よりも小さい値に設定されており、正規ロック時
の復調信号強度分布は図6に示すようになる。第9コン
パレータ回路21において、復調信号強度S(P)がス
レショルド値TH−9よりも大きい場合には、比較結果
一致の信号が第9カウンタ回路30に出力される。第9
カウンタ回路30は、上記第9コンパレータ回路21の
出力結果の計数を行い、計数値を制御回路31に出力す
る。
【0027】図4(a),(b)は、疑似ロック時の復
調信号の例であり、第1の疑似ロック時及び第2の疑似
ロック時の復調信号の位相分布及び復調信号強度分布を
それぞれ図7及び図8に示す。第1の疑似ロック時の復
調信号の位相は、図7(a)に示すように、ほぼ全領域
(1)〜(8)に渡って分布しており、図5に示した正
規ロック時の位相分布とは明らかに異なる。ところが、
第2の疑似ロック時の復調信号の位相分布は、図7
(b)に示すように、正規ロック時の位相分布とほぼ同
じである。これに対して、第1の疑似ロック時の信号強
度分布は、図8(a)に示すように、正規ロック時の信
号強度分布とほぼ同じであるが、第2の疑似ロック時の
信号強度分布は、図8(b)に示すように、図6に示し
た正規ロック時の信号強度分布とは明らかに異なる。
【0028】ここで、制御回路31においては、所定の
復調信号のサンプル数を得た後に、まず第9カウンタ回
路30の計数値を参照する。ここで、第9カウンタ回路
30での計数値が正規ロック時に得られるべき値に達し
ていない場合には、第2の疑似ロックが発生しているも
のと判断する。
【0029】また、第9カウンタ回路30での計数値が
正規ロック時に得られるべき値に達している場合には、
次に第1カウンタ回路22、第2カウンタ回路23、
…、第8カウンタ回路29の計数値を参照する。ここ
で、各カウンタ回路22〜29の計数値が、図5に示し
た正規ロック時の復調信号の位相分布に比較して異なっ
ている場合には、第1の疑似ロックが発生しているもの
と判断する。尚、上記実施形態において、制御回路31
では、ノイズ等の影響により誤判定しないように、正規
ロック時の復調信号強度カウンタ9回路30の計数値と
の比較時、及び正規ロック時の復調信号位相分布と第1
カウンタ回路22、第2カウンタ回路23、…、第8カ
ウンタ回路29の計数値との比較時にある程度のマージ
ンを持たせられている。
【0030】これにより、制御回路31においては、ロ
ックした状態が正しい位相ロックか否か判断することが
できる。正しい位相ロックの場合は、基準信号SOSC1を
出力しているVCO7の周波数掃引を止めて、順次伝送
されるディジタル信号を復調し得るようにする。疑似ロ
ックの場合には、改めて正しい位相ロックがなされるよ
うに、VCO7に周波数掃引を実行させる。
【0031】このように、疑似ロックを有効に回避する
ことができ、確実にディジタル信号を復調することがで
きる。尚、上記実施形態においては、入力信号が2値位
相調整されたディジタル信号を復調する場合について述
べたが、本発明は2値位相変調されたディジタル信号を
復調する場合に限らず、4相、8相等の位相変調された
ディジタル信号を復調する場合に広く適用することがで
きる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、入力信号
の搬送波周波数と復調器内の発振器の発振周波数がデー
タ伝送のビットレートに相当する周波数の1/2の整数
倍分ずれ、コスタスループ復調器が疑似ロック状態にな
ることを防ぎ、確実にディジタル信号を復調できるよう
にする疑似ロック検出回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態となる疑似ロック検出回路
を用いた復調回路の構成を示すブロック回路図。
【図2】同実施形態に用いるコスタスループ型復調器の
正規ロック時の復調信号の例を示すIQ平面上の信号点
の分布図。
【図3】同実施形態に用いるコスタスループ型復調器の
正常な位相ロック状態と擬似ロック状態を比較して示す
周波数分布図。
【図4】同実施形態における第1及び第2の擬似ロック
時の復調信号の例を示すIQ平面上の信号点の分布図。
【図5】同実施形態において、位相変換された復調信号
を分割する様子を示す分布図。
【図6】同実施形態における正規ロック時の復調信号の
強度分布を示す分布図。
【図7】同実施形態における第1の疑似ロック時及び第
2の疑似ロック時の復調信号の位相分布を示す分布図。
【図8】第1の疑似ロック時及び第2の疑似ロック時の
復調信号の強度分布を示す分布図。
【符号の説明】
1 コスタスループ型復調器 2,3 乗算回路 4 π/2位相器 5,6 LPF 7 VCO 11 位相変換メモリ 12 強度変換メモリ 13〜21 コンパレータ回路 22〜30 カウンタ回路 31 制御回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位相変調された搬送波を内部発振器で発
    生される周波数信号と直交検波することでIチャンネル
    及びQチャンネルの復調信号を得るものであって、いず
    れか一方の復調信号に基づいて前記内部発振器の発振周
    波数が入力搬送波の周波数に一致するように制御するコ
    スタスループ型復調器に用いられる擬似ロック検出回路
    において、 前記コスタスループ復調器の出力信号を位相成分に変換
    して位相分布情報を得る位相変換手段と、 前記コスタスループ復調器の出力信号を強度成分に変換
    して強度分布情報を得る強度変換手段と、 前記位相変換手段で得られる情報から位相分布を規定時
    間計数して正規ロック時の位相分布値と比較する位相分
    布比較手段と、 前記強度変換手段で得られる情報から強度分布を規定時
    間計数して正規ロック時の強度分布値と比較する強度分
    布比較手段と、 前記位相分布比較手段及び強度分布比較手段の各比較結
    果に基づいて前記コスタスループ復調器のロック状態が
    擬似ロックか否かを判別する擬似ロック判別手段とを具
    備することを特徴とする擬似ロック検出回路。
  2. 【請求項2】 前記位相分布比較手段は、複数位相分布
    情報を複数の周波数領域に分割し、それぞれの分割領域
    に対応する正規ロック時の位相分布値を与え、入力位相
    分布計数値と比較するようにしたことを特徴とする請求
    項1記載の擬似ロック検出回路。
  3. 【請求項3】 前記位相分布比較手段及び強度分布比較
    手段は、それぞれ前記位相分布計数値と正規ロック時の
    位相分布値との比較、前記強度分布計数値と正規ロック
    時の強度分布値との比較にマージンを持たせるようにし
    たことを特徴とする請求項1記載の擬似ロック検出回
    路。
  4. 【請求項4】 さらに、前記擬似ロック判別手段で擬似
    ロックと判別された時に、前記コスタスループ復調器に
    内部発振器の周波数掃引を実行させる制御手段を備える
    ことを特徴とする請求項1記載の擬似ロック検出回路。
JP9252995A 1997-09-18 1997-09-18 疑似ロック検出回路 Withdrawn JPH1198206A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007214921A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Fujitsu Ltd 同期装置及び同期方法

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Legal Events

Date Code Title Description
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Effective date: 20041207