JPS58215154A - タイミング位相制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直交系幅変調を用いたデータ伝送の復調器に
おいて、受信タイミング位相をデジタル回路を用いて制
御するタイミング位相制御回路に関する。

キャリヤ信号が直交振幅変調された信号を伝送した場合
、受信側では受信信号を２軸回期検波して得られた複素
ベースバンド信号を変調周波数に同期した標本化クロッ
クによって識別する必要がある。特に自動等化器を持た
ないデータ変復調装置（例えば０ＯＩＴＴ勧告ｖ、２６
に従う２４００ビツト／秒のデータ変復調装置等）では
、受信データの識別タイミングが正し℃・位相であるこ
とが必須型ｆ）となる。このタイミングは、一般に上記
複素ヘースバンド信号の情報成分からデジタル的に抽出
される。このため、従来第１図に示すようなタイミング
位相制御回路を用いている。すなわち。

複素ベースバンド信号が−たん変調周波数の２倍の周波
数の標本化クロックｏｐで標本化された信号ｌの実部お
よび虚部を変調周波数成分を通過させるバンドパルスフ
ィルタ３を通しで変調周波数成分を通過させ、２乗回路
４によって実部および虚部の２乗和がとられる。すなわ
ち、電力が求めの出力との差を減算器６から出力させる
。減算器６の出力は標本化回路７によって一回おきの標
本値が取り出される。標本化回路７の出力する位相制御
信号２に、よって図示されない位相同期発掘器の位相を
制御する。位相制御は、標本化回路７の出力が零になる
ように匍ｊ御される。例えば、出力２が正であるときは
位相を進める方向に、出力２が負であるときは位相を遅
らせる方向に制御する。

そして、前記複素ベースバンド信号の標本化のタイミン
グは、上記位相同期発振器の出力信号に同期させている
。このため、以下に説明するように。

標本化タイミングすなわち前記クロックパルスＣＰの位
相によっては、引西込みが確立するまでに長時間を要す
る場合が起こるという欠点がある。従って、前記受信デ
ータの識別タイミングが迅速に得られない。

第２図はｌ変調周期Ｔ内におけるクロックパルスｏｐの
位相と２乗回路４の出力との関係を示すタイムチャート
である。例えば、１変調周期内の時刻Ｔ１　ｍ　’ｒ、
でサンプリングされる場合は、時刻ＴＩにおけるサンプ
リング値の電力は／（Ｔ１）であり、時刻Ｔ！ｌにおけ
るサンプリング値の電力はｆ　（Ｔｓ）である。従って
、減算器６の出力は／　（Ｔｓ）　　／　（Ｔｔ）又は
／　（Ｔｚ）　　ｆ　（Ｔｓ）となり、交互に出力され
るが、標本化回路７で一回おきにサンプルされるため標
本化回路７の出力は前者又は後者のいずれか一方となる
。そのいずれになるかは標本化回路７のサンプルする位
相によって異なる。全標本化回路７の出力が／　（Ｔり
　　ｆ　（Ｔｔ）である場合、これが正であるからクロ
ックパルスＯＰの位相を遅らせる方向九制御される。や
がてクロックパルスＯＦの位相が第２図に示す時刻Ｔｔ
ｔで変化すると次のサンプル時点は時刻Ｔ６となる。従
ってｔ　（Ｔ８）　−／　（Ｔり＝（）となり各サンプ
リング時点での出力値が等しくなって、比較的短時間で
引き込みが完了する。

しかし、標本化回路７の出力が／　（Ｔｌ）　　／　（
Ｔ５）である場合は、クロックパルスＣＰの位相は進む
方向に制御される。そして、時刻Ｔ５で出力されて（・
たクロックパルスＯＰがだんだん早く出力されるよう釦
なり、時刻Ｔ４→Ｔ３→Ｔ！と変化する。時刻Ｔ！で出
力されるようになると、その次のクロックパルスが時刻
Ｔ６で出力され、各サンプリング時点での出力値が等し
くなり、標本化回路７の出力は０となり引き込みが完了
する。しかし、この場合は引き込み完了までに長時間を
要し、しかも、この間において標本化タイミングが大き
く移動することＫなる。このため受イ＾データの識別タ
イミングが確立されるまでに長時間を要するという欠点
がある。従って、タイミング確立のために情報の伝送に
先立って送られる例えばＡＢＡＢ・・・というようなタ
イミング成分の多く含まれたトレーニング信号を長く送
受する必要があり、情報伝送の開始が遅れるという欠点
がある。またデータ変復調装置が複数個タンデム接続さ
れた場合、あるいは従鵜同期モードで使用する場合等Ｋ
Ｌよ前述のタイミング位相の移動が等測的に位相ジッタ
の増加となり伝送特性劣化の要因となる。

本発明の目的１よ、上述の従来の欠点を解決し、受信デ
ータの識別に適した識別タイミングを迅速に確立するこ
とが可能なタイミング位相制御装置を提供することにあ
る。

本発明の制御装置は、多相位相変調、多相多値変調を含
む直交振幅変調によるデータ伝送の変復調装置の受信部
における２軸回期検波後の複素ベースバンド信号の識別
タイミング位相を制御するタイミング位相制御装置にお
いて１位相変調信号の変調周波数の４倍寸たはその整数
倍の周波数の矩形波を発生する位相同期発掘器と、該位
相同期発振器の出力する矩形波を分周して変調周波数の
第１標本化クロックおよび変調周波数の２倍の周波数の
第２標本化クロックを発生させる分周回路と、前記２軸
回期検波後の複素ベースバンド信号を遅延回路を介して
入力し前ｉ１；第１標本化クロックに２１つて識別する
第１標本化回路と、前記２軸回期検波後の複素ベースバ
ンド信号を２乗回路を介して入力し前記第２標本化クロ
ックによって標本化する第２標本化回路と、該第２標本
化回路の出力値が各サンプリング時点で等しくなるよう
に前記位相同期発掘器の発振位相を制御する位相ずれ計
算回路と、前記２乗回路出力が極大値をとるタイミング
を検出するピーク検出回路とを備えて、該ピーク検出回
路の出力信号によって＠配分周回路の出力位相を制御し
、該分周回路の出力する第１標本化クロックによって前
記位相ずれ計算回路の出力をサンプリングして前記位相
同期発振器に入力させることを特徴とする。

次に、本発明について、図面を参照１．て１細に説明す
る。

受信信号の電力の最大値は、符号変換点のほぼ中央とな
るから、受信データの識別に適した識別タイミングは、
第２図に示した時刻Ｔ４である。第１図のバンドパスフ
ィルタに入力される複素ベースバンド信号の標本化タイ
ミングは、前述したように時刻Ｔ、とＴ６に引込まれる
から、受信データの識別タイミングは時刻゛１゛２とＴ
８の中間の時刻Ｔ４とすればよい。従って、受信データ
の識別タイミングを迅速に確立するためには複素ベース
バンド信号を変調周波数の２倍の周波数でサンプリング
するクロックパルスの位相が、始めから時刻Ｔ！とＴ６
の近傍にあり、かつ標本化回路７の出力が例えばｆ（’
ｒａ）−ｆ（’ｒｚ）を出力するように固定されていれ
ばよい。

前述のように、標本化タイミング位相が始めから時刻Ｔ
！＋Ｔ＠に合っていれば、標本化タイミング位相は殆ん
ど動かずに引き込まれる。すなわち。

初期的な標本化タイミング位相の移動を防ぐことができ
る。一方、データ変復調装置は、情報の伝送を行なう前
に、受信側にタイミング位相を引込ませるため釦、ある
定まったトレーニング系列を伝送する。これは、一般に
トレーニング信号と言われるもので、その最初の部分は
、Ａ、Ｂ、Ａ。

Ｂ・・・というような繰り返し波形が使用されている。

このようなトレーニング信号は、変調周波数成分（タイ
ミング周波数成分）を豊富に含んだ信号であるから、復
調ベースバンド信号の電力は、顕著、に第２図のような
波形となる。このような受信信号から電力が極大値とな
るタイミングを検出することにより、標本化タイミング
位相を前述の時刻Ｔ２．　Ｔ、の近傍に選ぶことが可能
である。最初から時刻Ｔ２．Ｔ１１の近傍のタイミング
位相を選べば、タイミング位相の引き込みを速くシ、か
つ初期的な標本化タイミング位相の移動を防ぐことが可
能である。従って、受信データ識別タイミングを迅速に
確立することが可能となる。

第３図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

すなわち、２軸回期検波後の複素ベースバンド信号は後
述する位相同期発振器１９の出力する変調周波数の４倍
又はその整数倍の周波数で標本化されて端子１０に入力
される。端子１０から入力した複素ベースバンド信号は
遅延回路２゜を通して第１の標本化回路２１に入力させ
、また２乗回路１３を通ｔ２て輌２の標本化回路１７に
入力させる。

上記遅延回路２０は後述する位相同期発振器１９の出力
する矩形波信号ＯＫの１周期分の遅延回路であり、第１
の標本化回路２１は後記分周回路１６の出力する変調周
波数に同期した第１の標本化クロックＯＰ、によって受
信データを識別して出力端子１２に出力する。

一方２乗回路１：３の出力信号３１は、第２の標本化回
路１７によって変調周波数の２倍の周波数の第２の標本
化クロックＣＰ２によってサンプリングされて位相ずれ
計算回路１８に入力される。位相ずれ計算回路１８は、
第２の標本化回路１７の出力が、各サンプリング時点で
等しくなるように位相同期発振器１９の発振位相を制御
する回路である。例えば第４図に示すように構成されて
いる。

すなわち、第１図に示した従来例からバンドパスフィル
タ３および２乗回路４を除いて構成される。

そして、標本化回路７は、第１の標本化クロックＣＰ、
が”１”のときにオンとなり　＠Ｏｐｇのときにオフと
なるように制御される。位相同期発掘器１９は、例えば
変調周波級の４倍の周波数の矩形波信号ＯＫを発振する
発ｉ器であり、その位相は入力電子によって６１変され
、位相ずれ計算回路１８″の出力が０になる方向に制御
される。位相同期発振器＋９の出力ＯＫは分周回路１６
によって２分周および４分周される。分周回路１６の２
分周出力は、変調周波蝕の２倍の周波数の第２の標本化
クロックＯＰ、であり、前記第２の標本化回路１７に供
給される。また、分周回路１６の４分周出力は、変調周
期の第１の標本化クロックＯＰ、であり、前記第１の標
本化回路２１に供給され受信データの識別タイミングと
して使用される。上記第１の標本化クロックＯＰ１は、
また位相ずれ計算回路１８の出力のサンプリングにも使
用される。

さらに、前記２乗回路１３の出力３１は、ピーク検出回
路１４によって受信電力の極大時点が検出され、ピーク
検出回路１４の出力３２は、アンド回路１５を介して分
周回路１６をクリヤさせて、分周動作の基点とされる。

アンド回路１５のもう一方の入力には、図示されなｔ−
変復調装置が一定以上の受信信号レベルを検出したとき
にオンとなるＯＤＩ等を遅延させた信号３３が端子１１
から供給されている。従って前０Ｃピーク検出回路Ｉ４
の出力による分周回路１６のクリヤは、受信信号の始め
の部分でだけ行なわれる。

上記ピーク検出回路１４は、例えば第５図に示すように
構成される。すなわち、２乗回路１３の出力３１を遅延
回路１４１および１４２の縦続接続回路に入力させ、遅
延回路１４１および１４２のそれぞレノ人、出力がコン
パレータ１４３および１４４によって比較される。遅延
回路１４１　、１４２の遅延時間は、それぞれ前記位相
同期発振器１９の出力する矩形波信号ＯＫの１周期に等
しい。コンパレータ１４３は、遅延回路１４１の入力よ
り出力が大であるとき論理レベル″ｌ＃を出力し、コン
パレータ１４４は、遅延回路１４２の入力の方が出力よ
り大であるとき論理レベル”１”を出力する。コンパレ
ータ１４３および１４４の両出力はアンド回路１４５に
よって結付されて出力される。従って、アンド回路１４
５は、コンパレータ１４３　、１４４の出力が共にビで
あるときビとなる。すなわち、複素ベースバンド信号の
電力の極大値が遅延回路１４１の出力佃１にきたときに
ピーク検出回路１４の出力が“ビになり、ピーク検出が
なされる。

次罠１本実施例の動作について、第６図のタイムチャー
トを参照して説明する。同図（ａ）は、位相同期発振器
１９の出力する矩形波信号ＯＫが変調周波数の４倍の周
波数の場合を示す。同図（ｂ）は２乗回路１３の出力信
号３１を、同図（Ｃ）はピーク検出回路１４の出力信号
３２を、同図（ｄ）はアンド回路１５に入力させるＯＤ
Ｉ信号を遅延させた信号３３を示す。同図（ｅ）は分周
回路１６の出力する第２の標本化クロックＯＦ、であシ
、その立上りは矩形波信号ＯＫのいずれかの立上りに同
期している。

また、同図（ｆ）は分周回路１６の出力する第１の標本
化クロックｏｒ、を示し、同様に矩形波信号ＯＫに同期
している。従って、受信信号の始めの部分で信号３３が
”１″である期間のピーク検出回路１４の出力信号３２
により分周回路１６がクリヤされ、次の矩形波信号ＣＫ
の立上りで第１および第２の標本化クロックＯＰ　１お
よびＣＰ、が共に立上る。第２の標本化クロックＯＰ２
はその後変調周期の１／２ごとに立上ることになる。従
って、第２の標本化クロックＯＰ？の立上りで第２の標
本化回路１７により入力信号を標本化すれば、標本化さ
れた複素ベースバンド信号の位相は前述した第２の時刻
Ｔ１＋Ｔ８に相当する。または、その近傍となる。従っ
て、位相ずれ計算回路１８は速かに位相同期発振器１９
０位相開き込みを完了し、しかも、標本化タイミング位
相の初期的な移動も小さくすることができる。第４図に
示した標本化回路７は、第１の標本化クロックＯＰｌが
“１”であるときにオンとなり、′０２であるときにオ
フするから、前述の第２図に゛おける／（Ｔｅａ）　　
／（Ｔｔ）をとるか／　（Ｔｓ）　　／　（ＴＩ、）を
とるかを固定させることが可能である。今、ｆ（Ｔ８）
−／　（Ｔ２）をとることにすれば、第２の標本化クロ
ックＣＰ２の位相が進んでいるときはｆ（Ｔ＾）　　／
（Ｔりは正であり、遅れているときは負である。この場
合ｔよ、位相ずれ計算回路１８の出力が正のとき位相同
期発振器１９の発振位相を遅らせ、負のときは進捷せる
ように制御する。すなわち標本化タイミングの初期的移
動は小である。信号３３が“ｌ″の間はピーク検出回路
１４の出力ごとに上記動作が行なわれるが一定時間の後
に信号３３が“（）“になればピーク検出回路１４の出
力は分周回路１６に与えられない。すなわち、受信信号
の始めの部分で第２の標本化クロックＯｐ！の位相が選
択された後は、通常の位相制御状態となる。従って、そ
の後受信信号の一時的異常によってピーク検出の時刻が
変動しても、これによって位相制御が乱されることはな
い。そして、第１の標本化クロックＯＦ、によって第１
の標本化回路２１で遅延回路２０の出力する受信信号を
識別すれば、該識別時刻は第２図に示した時刻Ｔ４に相
当し、データ変換点の中央で識別することができる。す
なわち、迅速に受信信号識別タイミングが確立される効
果がある。

上述の実施例は、位相同期発振器Ｉ９の発振周波数が変
調周波数の４倍である場合について説明したが、位相同
期発掘器１９の発掘周波数は、変調周波数の４倍の整数
倍であれば良いのであって、その場合は前記ピーク検出
回路１４の出力から例えば２度目の矩形波信号ＯＫの立
上りを第２の標本化クロックＯＰ２の位相と１７で選択
すれば良い。

すなわち、第２の標本化クロツク０Ｐ２０位相を第２図
で示した時刻Ｔｔ　ｗ　”６の近傍となるように分周回
路１６の出力を遅延させれば良い。

以上のように、本発明においては、受信信号全復調した
複素ベースバンド信号の電力が最大になる時点を検出し
、該時点を基準にして位相同期発振器の出力波形のどの
立上りに第１および第２の標本化クロックの位相を合わ
せるかを制御し、かつ位相ずれ計算回路の出力を前記第
１の標本化クロックによってザングリングするように構
成されているから、位相同期発振器の発振位相の引き込
みが速かに行なわれ、かつ、標本化タイミング位相の初
期的な移動を小さくすることが可能である。

同時に第１の標本化クロックの位相も決定され、受信信
号の識別タイミングを迅速に確立できる。

従って、自動等化器を持たないデータ変復調装置の場合
には、そのターンオンシーケンス中の復調器のタイミン
グ同期のためのシーケンスを短くすることができる。ま
た、従来のよう釦、受信信号入力時から標本化タイミン
グが大きく移動し確立までに長期間を要することがない
から、データ変復調装置を複数個タンデム接続した場合
又は従属同期モードで使用する場合に生ずる位相ジッタ
の増大を防止できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から使用されているタイミング位相制御回
路の一例を示すブロック図、第２図は複素へ’　ス／（
ンド信号を標本化するタイミングと複素ベースバンド信
号の電力との関係を示す図、第３図は本発明の一実施例
を示すブロック図、第４図は上記実施例の位相ずれ計鼻
回路の構成の一例実施例の動作を説明するための主要各
部の信号を示すタイムチャートである。 図において、ｌ・・・複素ベースバンド信号を変調周波
数の２倍の周波数の標本化クロックによって標本化した
信号、２・・・位相制御信号、３・・・バンドパスフィ
ルタ、４・・・２乗回路、５・・・遅延回路、６・・・
減算器、７・・・標本化回路、１０，１１．１２・・・
端子、１３・・２乗回路、１４・・・ピーク検出回路。 １５・・・アンド回路、１６・・・分周回路、１７・・
・第２標本化回路、１８・・位相ずれ計算回路、１９・
・・位相同期発掘器、２０・・・遅延回路、２１・・・
第１標本化回路、１４１　、１４２・・・遅延回路、１
４：う、１４４・・・コンパレータ、１４５・・・アン
ド回路、ＯＫ・・・矩形波信号、　ｏｐビ・・第１標本
化クロック、ＣＰ、・・・第２標本化クロック。 代理人　　弁理士　　住　１）俊　宗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多相位相変調−多相多値変調を含む直交振幅変１４によ
   るデータ伝送の変復調装置の受信部における２軸回期検
   波後の複素ベースバンド信号の識別タイミング位相を制
   御するタイミング位相制御装置において１位相ｉｐ４信
   号の変調周波数の４倍またはその整数倍の周波数の矩形
   波を発生する位相同期発振器と、該位相同期発振器の出
   力する矩形波を分周して変調周波数の第１標本化クロッ
   クおよび変調周波数の２倍の周波数の第２標本化クロッ
   クを発生させる分周回路と、前記２軸回期検波後の複素
   ベースバンド信号を遅延回路を介して入力し前記第１標
   本化クロックによって識別する第１標本化回路と、前記
   ２軸回期検波後の複素ベースバッド信号を２乗回路を介
   して入力し前記第２標本化クロックによって標本化する
   第２標本化回路と、該第２標本化回路の出力値が各サン
   プリング時点で等しくなるように前記位相同期発振器の
   発振位相を制御する位相ずれ計算回路と、前記２乗回路
   出力が極大値をとるタイミングを検出するピーク検出回
   路とを備え、該ピーク検出回路の出力信号によって前配
   分周回路の出力位相を制御し、該分周回路の出力する第
   １標本化クロックによって前記位相ずれ計算回路の出力
   をサンプリングして前記位相同期発振器に入力させるこ
   とを特徴とするタイミング位相制御装置。