JPS5835431B2 - 位相変調波の検波方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディジタル信号の位相変調波（以下ＰＳＫ：
ｐｈａｓｅ ５ｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇと略す）の検波
方式に関するものである。

一般にＰＳＫ方式は給体位相の伝送が困難である。

そのためＰＳＫ方式では、相続く搬送波の位相差に信号
を対応させて伝送する差動位相変調方式が用いられる。

検波方式のうち同期検波方式は信号搬送波に同期した基
準搬送波と受信変調波を積検波するものであり、電気的
に優れた特性を有する。

Ｌかに、この場合受信側で基準搬送波を再生する装置が
必要である。

丑たＰＳＫ方式特有の検波方式として１ビツト前の搬送
波を基準搬送波として用い１位相差を検出する遅延検波
方式がらる。

しかし、この遅延検波方式においては搬送波を１ビツト
時間長だけ遅延させるため遅延回路を必要とし、この遅
延回路は搬送波に歪を生じさせぬように、かつ正確に１
ビツト相当時間遅延させなければ良好な検波が行えない
欠点がある。

本発明は上記欠点に鑑みたもので、送信データとしての
ディジタル信号の１ビツトに対して第１の所定数の波数
を有りこのディジタル信号にて位相が変化する位相変調
波を波形整形し、この波形整形した位相変調波を前記デ
ィジタル信号の１ビツトに対して第２の所定数の繰返周
波数なるパルスにてサンプリングＬ％ このサンプリン
グして得られたサンプリングデータと前記ディジタル信
号の１ビツト相当時間前のサンプリングデータとの排他
的論理和をとって検出出力とし、この検出出力を再生し
て検波出力とするとともに、２以上の整数の前記第１の
所定数と前記第２の所定数とを互いに素の関係とするこ
とによって、搬送波の再生装置あるいは遅延回路を必要
とせずに検波でき。

受信側をすべてディジタル回路構成にでき、しかもサン
プリング周波数を低くしても良好なる検波をすることが
できる位相変調波の検波方式を提供することを目的とし
ている。

以下、本発明を図に示す実施例について説明する。

１ず、第１図において、 ＡＶ′ｉ送信側における送信
データであり、データ１ビツトの時間長がＴであるとす
る。

Ｂは、Ｌ記送信データＡによって差動２相位相変調され
た周波数ｆｃなる搬送波である。

なお、この位相変調された搬送波、すなわち変調波１送
信デークＡが論理１１１１１であるとき１８０の位相変
化があり、論理゛０″では位相変化が無いように位相変
調される。

Ｃは変調波Ｂが振幅制限された波形である。

Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは本発明の一実施例にむける各部波形図
である。

第２図は本発明の一実施例を示すブロック図で受信側の
構成を示している。

この第２図において。１は波形整形回路で、入力端２よ
りの信号、すなわち第１図Ｂの信号波形を波形整形して
振幅制限するものである。

３はパルス発生回路で、第１図りに示す一定周期のパル
スを発生するものであり。

そＯ繰返周波数ｆ ５Ｖｉｎを任意の正の整数とすると
きｆｓ＝ｎ／Ｔである。

４はサンプルホールド回路で、波形整形回路１より第１
図ＣＫ示す信号波形を入力する入力端５とパルス発生回
路３よりパルスを入力する入力端６を有し、公知のＤタ
イプフリップフロップよりなるものである。

７は記憶回路で、サンプルホールド回路４よりの記憶さ
れるべき信号の入力端８と、この入力端８に入力した信
号を読み込み記憶するための信号の入力端９を存し、シ
フトレジスタよう構成すれるものでちる。

１０は排他的論理和回路で、入力端１１に入力されるサ
ンプルホールド回路４よりの信号。

すなわち第１図Ｅの信号と入力端１２に入力される記憶
回路７よりの信号、すなわち第１図Ｆに示す信号との排
他的論理和を作るものである。

１３は再生回路で、排他的論理和回路１０よりの検出出
力をノイズ成分を除去して第１図ＧＫ示す信号波形に再
生して出力端１５に検波出力を発生するものである。

次に、Ｅ記構改になる本発明Ｏ検波方式の作動について
説明する。

１ず、受信側にて受信した第１図Ｂの信号は入力端２よ
り波形整形回路１に入力される。

そして、サンプルホールド回路４の入力端５にこの波形
整形回路１にで振幅制限された第１図Ｃの振幅制限波Ｃ
が入力し、入力端６にはパルス発生回路３からの第１図
りに示すパルスＤが入力する。

したがって、サンプルホールド回路４Ｖ′ｉパルスＤに
同期して第１図Ｅなる波形を出力する。

この出力Ｅは記憶回路７の入力端８に入力し、一方入力
端９にはパルス発生回路３からのパルスＤが入力する。

ここで、記′１意回路７は第１図Ｆに示すＴ時間前の波
形Ｅ″″Ｃある波形Ｆを出力する。

すなわち、パルス発生回路３の出力パルスが１番目の時
のサンプルホールド回路４の出力Ｅをｅ（ｉ）とすれば
、この時の記憶回路７の出力１ｉｅｅ（ｉ−ｎ）を出力
するものであり、具体的にはｎ段のソフトレジスタによ
ってソフトされてｅ（ｉ−ｎ）を出力する。

記・１意回路７の出力Ｆは、前記サンプルホールド回路
４の出力Ｅとともに、排他的論理和回路１０の入力端子
１１および１２Ｖ？−人力される。

そして、この排他的論理和回路１０の検出出力は入力端
１４を介して再生回路１３に入力され、この再生回路に
て再生されて出力端１５に第１図Ｇに示す出力Ｅと出力
Ｆとの排他的論理和ｇ（ｉ）＝ ｅ’（ｉ）■ｅ（ｉ−
ｎ）の再生された信号を検波出力として発生する。

また、第１図Ｃの振幅制限波の遷移点に第１図りのサッ
プリングのためのパルスが重複した際にはこのパルスの
１周期分のみ「Ｏ」か「１」のいずれかに＆す、検波歪
が生じる場合があるが、データの１ビツトに対して搬送
波の数とサンプリングパルスの数がいずれも２以七の整
数でかつ互いに素の関係を含む数に定めているため、デ
ータの１ビット全体の検波不能全防止することができる
。

以上差動２相位相変調波の検波方式について説明したが
本願による検波方式は、例えば４相などの他の位相変調
方式においても適用できることは明らかである。

葦た、説明を簡単にするため第２図のサンプルホールド
回路４をサップリングしてホールドするものとしたがサ
ンプルホールド回路４ＶｉパルスＤＫよってＣをサンプ
リングする機能だけで良く必ずしもホールドする必要は
なく１例えば出力端１５Ｋ、パルス発生回路３のパルス
Ｄで同期Ｌホールドするようなホールド回路を接続し、
該ホールド回路の出力を検波出力としてもよい。

さらに、第２図において出力端１５Ｋ例えば他の論理回
路が接続され、パルス発生回路３が該論理回路のクロッ
クジェネレータであるとすればホールド回路そのものも
不要としてもよい。

すなわち、本願においてはと記ｇ（ｉ）をＰＳＫの検波
出力とする検波方式である。

以上説明したように、変調波のサンプリングデータＥと
Ｔ時間前のサンプリングチ゛−りＥなるデータＦよ】検
波出力を得るものであり１不吉式においては搬送波の周
波数ｆＣとは独立にすべての回路を構成できる特長があ
る。

寸た、検波出力の歪は１ビツトのサンプル数ｎで決定し
、搬送周波数ｆｃＫは無関係であるために回路設計が容
易にできる。

かつ、記憶回路７もｎ個分のデータを記憶すればよく構
成が簡単となる。

さらに、丘記の説明から、送信データの１ビツト時間長
Ｔに対して、受信側のパルスＤの繰返周波数ｆｓは正確
１ｙｆｓ＝ｎ／Ｔである必要Ｖ′ｉなく、送受間に周波
数誤差があっても（若干の歪が生じるが）検波可能とな
ることは明らかであり、同様に伝送路で位相歪が生じて
も検波可能であるというすぐれた特長がある。

次に、パルスＤの繰返周波数ｆｓの選び方について第３
図に示す波形図により説明する。

一般に第１図ＢあるいはＣの如き波形をサンプリングす
る場合のパルスＤの繰返周波数ｆｓｉｊ、搬送波の周波
数ｆｃＫ比べ十分高ければ、波形Ｅは波形Ｃを時間的歪
なしにサンプリングしたことに’ｊるが。

搬送波の周波数ｆｃが高い周波数である場合はパルスＤ
の繰返周波数ｆｓはさらに高い周波数となり、実施困難
となる場合が多い。

捷た、波形ＥのＴ時間前のデータ、すなわちデータＦを
出力する記憶回路７は、パルスＤの繰返周波数ｆｓが高
い場合は等価的に任意の正の整数ｎが増加するため構成
回路が複雑になる欠点があるが、この任意の正の整数ｎ
とＴ時間における搬送波ｆｃの波数ｍを互いに素、ある
いは互いに素である２つの数の任意の整数倍とすれば、
パルスＤの繰返周波数ｆｓを搬送波ｆｃと同程度ないし
はそれ以下の周波数でも検波歪の少ないＰＳＫの検波を
可能とすることができる。

ここで、送信データ１ビツト中に含１れる搬送波ｆｃの
波数をｍとする。

（すなわちｍ＝ｆｃＴ）すなわち、テ゛−タ１ビット相
当時間に変調波Ｂは角度２πｍだけ進行するから、パル
スＤＹ″ｉ変調波Ｂを２πｍ／ｎ分割する。

したかって、ｍ：ｎが１：］あるいは１：２の如き簡単
な比であればパルスＤは変調波Ｈの常に同じ位相あるい
はπづつずれた位相をサンプリングすることになるが、
以下に述べるような場合、検波が困難となる場合がある
。

すなわち、第３図において、変調波Ｂ′を振幅制限した
ものを振幅制限波Ｃ′とすれば、パルスＤ’１７）発生
時間ｔｂど振幅制限波Ｃｂ変化点の時刻ｔａ６Ｅ一致し
た場合は、パルスＤ′で振幅制限波Ｃ′をサンプリング
する時、論理判定不能となる。

さらに、振幅制限形Ｃ′の変化点の時刻ｔ ｄあるいＶ
ｉｔｃにおいてもパルスＤ′が発生するから結局すべて
のパルスＤ′が振幅制限波Ｃも変化点の時刻に発生し検
波不能となる。

これをさけるためには振幅制限Ｃ′を監視し時刻ｔａ、
ｔｃ。

ｔｄ・・・・・・を検出し、パルス発生時刻ｔｂが一致
しないようにパルス発生回路３を制（財）する装置が必
要となる。

Ｌかａながら、パルスＤは変調波Ｂを２πｍ／ｎ毎にサ
ンプリングするから１ｍとｎ２＞Ｅ第１図のｍ＝３ 、
ｎ＝４の如く互いに素であれば。

Ｔなる期間中にはあたかもパルスＤは変調波Ｂを２π／
ｎの位相毎にサンプリングしたかの如き出力Ｅをサンプ
ルホールド回路４は出力する。

したがって、第３図においてｔａ＝ｔｂとなってもＴな
る期間中、他のｎ−１個のパルスＤ′の発生時期はＣも
変化点時刻ｔｃ、ｔｄ、・・・・・・と一致することは
なく、サンプルホールド回路４はｎ −１個の確実に論
理判定Ｌ７ｔサンプリングデータＥを出力することがで
きる。

ここで、正の整数ｎが偶数の場合はｎ−２，奇数の場合
はｎ−１個となる。

したがって、と述したようにｍとｎが互いに素であれば
振幅制限波Ｃを監視し、パルス発生回路３を制御する装
置も必要とせず、パルス発生回路３は繰返周波数ｆｓな
るパルスＤを振幅制限波Ｃによって何ら制約されること
なく全く独立、任意に発生することができ、さらに側ら
の回路を付加することもなくより良好な検波ができると
いう大きな特長がある。

以ｈｍとｎは互いに素であるとしたが、各々がある公約
数を有していても同様な効果６３得られることは明らか
である。

なお、ｈ記実施例において、再生回路１３をノイズ成分
を除去して再生するものとして説明したが、多数決論理
的な再生を行い、例えば送信データＡに基づく変調波Ｂ
の位相変化が１８０ 以外の位相変化の時、あるいは
位相歪が生じて１８００より少しずれた位相変化の時に
排他的論理和回路１０より送出される出力のＩ １１＋
、 ＋１ Ｑ Ｉ！変化の多数決、もしくは信号の変
化状態を見て再生するようＫしてもよい。

すた、排他的論理オロ回路１０゜再生回路１３をブロッ
クによシ別々にしていたが、この２つの回路をマイクロ
コンピュータに置き換え、送信データＡの１ビツト相当
時間にサンプリングする数を２４ＫＬ、これを３つに分
けてその１つを８ビツトとし、サンプルホールド回路４
から送られてくる信号全８ビツトずつ順次排他的論理和
をとり、その中で多数決論理を用いるようにしてもよい
。

以と述べたように本発明においては送信データとしての
ディジタル信号の１ビツトに対して第１の所定数を有し
このディジタル信号にて位相が変化する位相変調波を波
形整形し、この波形整形した位相変調波を前記ディジタ
ル信号のＪピッＩ−に対して第２の所定数の繰返周波数
なるパルスにてサンプリングＬ、このサンプリングして
得られたサンプリングデータと前記ディジタル信号の１
ビツト相当時間前のサンプリングデータとの排他的論理
和をとって検出出力とし、この検出出力を再生して検波
出力としているから、ＰＳＫ受信波を任意の繰返周波数
をもつパルスでサンプリングし。

このサンプリングデータと１ビツト相当時間前のサンプ
リングデータとで排他的論理和をとる検波方式にするこ
とによって受信側に搬送波を再生する装置あるいは搬送
波を遅延させる遅延回路を必要とせずに検波することが
でき、しかも上記検波方式にすることによって受信側の
回路構成をすべてディジタル回路構成にすることが可能
でちるという優れた効果がある。

さらに、前記第１の所定数と第２の所定数とを互いに素
の関係としているから、ＰＳＫ受信波を任意の時点でパ
ルスによりサンプリングしても互いの相違が順次ずれて
いくため、低いサンプリング周波数であっても良好なる
検波をすることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における各部波形図、第２図
は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図は第１図
中の波形の詳細な波形図である。 １・・・・・・波形整形回路、３・・・・・・パルス発
生回路、４・・・・・・サンプルホールド回路、７・・
・・・・記憶回路、１０・・・・・・排他的論理和回路
、１３・・・・・・再生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信データとしてのディジタル信号の１ビツトに対
   して２以七の整数の第１の所定数の波数を有し、とのデ
   ィジタル信号にて位相が変化する位相変調波を波形整形
   し。 この波形整形した位相変調波を前記ディジタル信号の１
   ビツトに対して前記第１の所定数と互いに素の関係にあ
   る２以七の整数の第２の所定数の繰返周波数なるパルス
   にてサンプリンクＬ。 このサンプリングして得られたサンプリングデータと前
   記ディジタル信号の１ビツト相当時間前のサンプリング
   データとの排他的論理和をとって検出出力とり。 この検出出力を再生して検波出力とすることを特徴とす
   る位相変調波の検波方式。