JPS59181864A - 直接マイクロ波復調装置を含むマイクロ波受信チエ−ン - Google Patents

直接マイクロ波復調装置を含むマイクロ波受信チエ−ン

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JPS59181864A
JPS59181864A JP59055963A JP5596384A JPS59181864A JP S59181864 A JPS59181864 A JP S59181864A JP 59055963 A JP59055963 A JP 59055963A JP 5596384 A JP5596384 A JP 5596384A JP S59181864 A JPS59181864 A JP S59181864A
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/227Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
    • H04L27/2271Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals
    • H04L27/2273Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals associated with quadrature demodulation, e.g. Costas loop

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

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、ディジタルデータの無線電送の分野、より湘
・シ<は直接マイクロ波復潤装置を富む受信チェーンに
関する。
通常のマイクロ波受信チェーンは、受信アンテナの後に
直列にマイクロ波帯域フィルターとそれに続く低雑音増
幅器、及びその後に続く、局部受信発振器によって中間
周波数への俊侯を行う混合器を含む。チェーンはさらに
、中間1’isi r&数前置増幅器、群伝播時間を抽
圧するセノペ及び中間J司波数増幅器を含む。次に中間
周波数信号7俊調する回路により、信号がぺ7スノζン
ドで書生され、ベースバンドでの信号の処理の後にコー
ドされた1t■号が1守られる。このような受11チェ
ーンでは、マイクロ款から中間局仮数に、次いで中+=
+周阪数からベースバンドへという二回の変換が行われ
ることになり、中り周波数の一連の回路、とくに局部発
振器が用いられる。
富士通定期刊行物、vol 11 、屋4 、1975
年川崎、63から67ページ址で、の「面連直角位相P
Sに伝送システムのための同期位相仮臓器」という表題
の論文に、より単純な構造のマイクロ波受信チェーンが
記述されている。これ−、受1tマイクロ波信号の1h
、接後調を可能にすゐもので、エレメントの数も少なく
、中It、11 J句阪数回路が鳴かれる。
この方式でに、受信チェーンの出力でレベルを一足に保
つ手段は設けられていない。しかし、このレベル・コン
トロールを組込むことは必要不可欠である。
この問題に対するひとつの用答は、明らかに、復調器の
上流側に受1gするマイクロ波物号に対する自動利得制
置11装置を設けることである。しかし、この朽1のや
り方は勇震マイクロ波″PIN”ダイオード全マイクロ
波増幅器の間に入れて用いることになる。さらに、入力
18号のクイナミンクは55dBのオーダーなので、制
御回路のダイナミックも少くとも55dBであることが
必歎であり、従ってとのわlのやり方では復調器の上流
側に高1曲な回路が必袂になる。
本発明が濱決する問題は、亀の(裟1止と連関して自動
利得制子111I機能を含む面接復調マイクロ波受信チ
ェーンを提供するということである。この自動第1」得
制向1厩北を確立するに必蛍なエレメントは、通常の市
販回路であり、その結果受信チェーンの性能を維持しな
がらその全体コストを下けることができる。
したがって、本発明な、1又!I′i0の長い列ができ
ないようにスクランブルされたディジタル信号によって
変調された直角位相の2つの搬送波を混合して生ずる変
rJ@雷+;′全直接仮調する回路を言み、回路の入力
が受信備考入力に結合され、受信信号の搬送周波数で作
動する発振器と結びついており、発振器からの搬送波の
位相は受信信号の位相と一玖するように制御でき、復調
されたディジタル信号が回路から供給されるようになつ
−Cおり、さらに復調されたディジタル伯肯の出力に2
つの入力が結合された位相計其器を含み、その出力は受
信体送波と局部搬送波との泣相差の開数としての信号を
供給し、この出力がループ積分器フィルターを介して発
振器の副側J入力に結合はれている配置において、さら
に復調された信号X(O及びY(t)”のレベルを自助
的に:ttll 11−’するために復調回路の出力゛
に信号入力が結合されている広蛍域増罹器から成る手段
を含み、この増幅器は目動オリ前制御入力を含み、増幅
器出力が積分手段を肩する制御1回路入力に結合孕れ、
その節J #回路出力が増幅器の匍」側j入力に結合さ
れているマイクロ波91i=+チエーンを提供すること
である。
本発明の分野はディジタル・データの無線電送であり、
伝送は独立に変調される直角位相の2つの搬送波の組合
せと表現されるマイクロ1(SHF)飯送彼のf調によ
って行われる。緑形変調装置は、本田H1人によって出
願されたフランスを許出願第8003976号に記述さ
れているが、そこでは変調は中間筒仮数に変換すること
なく、SHF搬送波で直接材われる。このために、用い
られるディジタル変調装置は、それに印加される変調信
号に関して線形である。
本発明の目的は、直接マイクロ波Ol調を組込み、変調
されたマイクロ阪信g(たとえは、とのMjレデイジタ
ル変調装置から得られるもの)を処理するに必要な全て
の機能を完備した受信チェーンVCある。
この槍の直接マイクロ波復調には、復調システムそのも
の(すなわち、混合器)にも、受信チェーン全体につい
てもいくつかの問題がある。央際には、用いる混合器の
選択、それに印加される信号の前件、及びその結果とし
て必要になる処理作業は互に関連している。
稟1図は、本発明による営惰チェーンのひとつの実施態
様のブロック図を示す。受信信号SP−が供給される入
力は、低雑音増幅器1の入力に結合され、その出力が復
調回路2の変調佃゛号Sのための入力に結合される。こ
の実施態様では、52傷侶号は直角位相の2つの搬送波
から成り、2つの搬送波は2つの同期ディジタル信号に
よって変調されて4つの位相状態を有する変調1ぎ号を
形成する。
この回路は′iた、篭圧動側j発振器3に結合妊扛る局
部発振信号LOの入力も含む。この混合器は、その出力
でベースバンドでの変調の信号P及びQを供給する。信
号P及びQは、それぞれ2つのビデオ周波数前置増幅器
4及び5の入力に送られる。
この2つの前置瑠鴨器の出力は、ヤrそれ2つの低域フ
ィルタ6及び7に結合さ扛、七の出力は自動利得制御増
1k(器8及び9の入力に結合沁れている。これらの塊
“幅器の出力は復調さtたディジタル・シーケンスX(
z)及びY(t)を送り出すもので、それが2つの出力
増幅器13.14の入力、及び増I陥器8及び9の自動
利得匍j歯」回路100人力に結合される。これらのf
lfi Ig器8及び9の出力(鼾、また、位相旧n1
回路11の入力に結合され、位相計A1回路の出力は、
ループ積分器フィルタ12の入力に送られる誤り信M 
e (t)を発生し、ループ積分器フィルタ12の出力
は電圧η71j仰発珈器3の周波数制御入力に結合され
ている。
この受信チェーンの動作は次のとおりである。
低雑音増幅器1r通過する受1a1[号は、雑音指数を
低い11u、たとえは2.5 dBに保つことができる
7]も台器2は2重対称線形混合器で、そのより計しい
線図な以下で示すが、これがベースバンドで2つの復調
された信号を直接送り出す。ビデオ周波数増幅器は、利
得がたとえは10dBで、信号フィルタの前に肯かれる
。自動利得匍」俳壇]隅益8及び9は固足された利得に
、制御できる利得の変動をイ寸は力1」えることができ
る。7jとえは、一定の20dBに、制碑入力によって
変えられる50dBの可変利得を付は方1えることがで
きる。位相「[昇益11及び出力増1陥器13及び14
に供給ぢれる信号ば、し1こがって一足のピークツ収1
陥kloする。
第2図は、復調回路2のブロック図である。直角値札の
2つの笈調芒れた搬送波から成る1g−号に対して、復
調鉄血2(・ま、信号Sの入力に結合されて入力16方
を2つに分けるセパレータ20を旨み、セパレータの2
つの出力は2つの111−の混合器21及び22に結−
f5毛れている。局部免振1b号]、0人力は、3dB
カツシラ23の人力に結合され、その出力は互に90’
位州奢丁らさrしる。この3dBカツプラの2つの出力
は、2つの2掠炒庇@器21及び22の第2人力に結付
される。/ij部光低光振器veは、覚1ぎする信号の
周?皮数と等しい。その結果、混合器21及び22は、
低域フィルタ24及び25を辿った後、搬送波1B号と
局部づC振イp3号の位相差がぜ口でるる眠り、復調さ
れた1g号P及びQを与える。
受信した1g+5は次の形をしている。
z(t)−P(t)CO5〔ωOt+ψ(t)〕(ココ
テψ(t)は変調された位相:ψ(t)=、+ k(t
>−H、である。)直角位相の2つの雨送波に分けると
、 Z(t)=X(t)cos ωot + Y(t) s
in ωot局部発伽器は、18号と同じ周波数で、L
 = A cosωOtという形を有する。カップラ2
3を出ると、直角位相差の局部搬送波は次の、とうにな
る:を 第1の混合器21では、混合作用から生ずる信号は各ク
イオ・−Fにおいて2吹成分を不する変調結果である。
低域フィルタ作用により、ベースバンドのディジタル変
調信号をcosψ(1)の形に復元することができる。
同様に、第2の混合器22での混合作用から生する信号
は、低域フィルタを通すことによってベースバンドのデ
ィジタル信号をsinψ(1)のりしに復元することか
でさる。
この回路は、同じ方式によって作られるマイクロ波直接
変調回路、7ヒとえは薊にあけた判許出願で記述されて
いるものと似たものでよい。しかも、俵Jうの賀は局部
発振・1−号の質、したがってまたその位相の正確さ及
び胸部発振カッシラの質と密接に胸部している。このカ
ップ”iは犬除Vこ広い帯域で非常に商い位相安だ性を
もち、2つのカプリング・ブランチの…」の非常に良い
バランスを鳴するものでなければならない。したかっ−
c1本兜明のあるり子1しv1実施憑都)ではカップラ
に後脚回路の他のエレメントを柩句けたのとは別の回路
根で作って、2つのカプリング・ブランチの11」でイ
p」もアンバランスが生じ乃:いようにした。
この種の回路では復隔スペクトルIa、送信芒fしたも
のにきわめて近い。さらに復鉤スペクトルの形は受信ノ
ξワーが変動しても保たれる。
そnでもやはり、混合器出力レベルは受信する/eクワ
−よって変わる。したがって、S?lBチェーンの出力
で一定のレベルを保つためには、・受信チェーンの利倚
の自動制御を備えることが必要である。この制御に1本
発明による受信チェーンの重置な要素である。
このオリ得制# I+j:、局部発振器3のレベルを震
えることによって行うことはできない。実除、局部発振
器のレベルで制御される変化は復調信号スペクトルに実
負的な歪みを生ずる。さらに、発振器レベルの関数とし
Cの俊調器の出力46号のレベルは直軸的でない。
このため自動利得側flIを、自動オリ得制御マイクロ
吸増1隔器を用いてマイクロ阪狐域に設けるか(しかし
この方式は前に述べたようにコストが高くなる)、ある
いはベースバンド(ビデオ周波数)で設けることが必要
になる。
本発明による受信チェーンは、ベースバンドに後晒され
る1g号で作動する。こnは、送信のときのコーディン
グ作用で得られる変調f。i′号は7スクランブリング
”によって処理された信号でめる(−と、すなわち、0
又は1の長いタリができるのを避けるためにl”又t4
 ” o ’″ケテイジタルシーケンスに賢明な形で挿
入したものであることによって可能になる。そうすると
復調信号の主成分は受信するパワーの変動の特色を南す
る。対応する“アンスクランブリング”は父18シて、
復調の後で行われる。したがって第3図に示さnるよう
に、制御回路10は低域フィルタを含む積分回路からr
j!1.す、その出力信号は俵晒1ぎ号のレベルの震動
の特色をもっている。可変利得J@幅器8及び9は十分
な通過帯域を弔するものでなければならない。
図示した実施態様で選ばれた増幅器は非常に広い帯域(
120MH2)の差動増幅器(MO1733m)81で
ある。したがってディジタル出力8.5又は34Mbi
t/sで同じ回路が便用できる。;l′lI得制御はこ
の差動増幅器のエミッタ抵抗を、可変抵抗器として1A
iJらくFETトランジスタ82を用いて変化させるこ
とによって行われる。最後に、低い負荷抵抗器を・目す
るときのゼロ・インピーダンスでの出力のために、出力
はエミッタ・フォロワとして接続されたトランジスタ8
3の後にキャパシタ84を50オームの抵抗と直列に接
続したものである。
位相計算器に関して、これは安定した位相基準全発生し
て、・1μ報を担っているいろいろな値札の変化が復調
回路によって正しく抽出されるようにするという役割を
もっている。直接マイクロ波復調というこの場合には、
倍周による搬送波の得失は明らかに間治にならない。さ
らに、儂調器−再変調器タイブも、そのコストと生産の
困難を考えると除外さnる。
したがって、的、接復調を用いる本発明による受信チェ
ーンでは、0Q8TASループ復調システムに基いて位
相計算器が匣用される。この稗のシステムでは、位相ル
ーツをブロックするのに必少な誤!lll亀圧りは自接
俊詭されたシーケンスX(t)及びY (t)から倚ら
れる。実際、この2つの信号から受信した搬送波と局部
発振1呂ちとの−1の位相差θを沢わす誤り信号を倚る
ことかできる。いわゆる”5in4θ″タイプの位相計
算器を用いるこのようなループの1例は、前に参考にあ
けた福士通の論文に述べられている。
復調装置のある好ましい実施慇様ではもつと簡単な” 
sin 4θゾレフイクス″タイプの計算器が用いられ
る(θは発振器3が供給する局部鑵迭波と受信搬送波と
の位相膜である)。
第4図の線図は、第5図に許しく図ボされたこの計p器
の動作をh兄明するものである。
2(1)は、送イd塾nた面角位相走で変調てれた2つ
の搬送波の組合せによって生ずる合成信号である。
Z(t)= P (t) (cos (ωot+ψ(1
)):)X (t)及びy (t)を、送信されたとき
のこの搬送波の変調18号としよう。すると図示した例
ではx(t)= y(t)であり、変藺位相はψ=7で
ある。X(t)及びY(t)を、局部発振器からの直角
位相差の搬送波により受信甥れて復調された信号、θを
一?S侶側及び受信側の搬送波の位相差としよう。この
値札差を計測するたりに誤り関数力柚士1I4−烙れる
。s(g=X (t) 十Y (t)かつI) (t)
 = X (t) −Y (t)とすると、関数X(t
) 、 Y (t) 、 S (t) l D(t)=
+%P’(t) sin 4θであることを示すことが
できる。
したがって、この関数は時1h、(の関数として変化す
る振幅を有し、またθの関数としてsin 4θという
形で変化する。この関数によって、5in4θはθがあ
る二区間から隣の区間へ移るときに、図では直角位相差
で伝送される搬送波を衣す直交軸(x(O、y(t)の
餉を与える)及び伝送されたときのfilN位相に対応
するこれらの軸の2等分線によって定められるところで
、符号が震わることに注目して課りイ百号を得ることが
できる。第4図で、これらの区間をA、H,O・・・・
・・・Hとしよう。
誤り関数e(t)= sign (−1−34P’(t
)sin 4θ)は、区iv」A 、 O、B 、 G
で正であり、区間B、D、F及びHで負である。
この符号は異なる成分)((t) 、 y(t) 、 
5ft)及びD (t)の積の結果で芝、る。したかつ
て乗勇福をハづいてこの計凋器ケ作ることができるたく
5つ。しかし、祷られる誤り電圧は入ってくる11号の
&1トによってその振幅が変わる〇 本発明のある茫1ましい実施態様でに、採用塾rた馴I
2−益はもつと間車なもので、入つ−C<る信号の振幅
に関わりなく誤り電圧を侑ることができる。
実際に、第6図の表ば槓X (t) 、 Y(t) 、
 5(t) 、 D(t)の符月をいろいろな成分の同
号の関数として示している。いくつかの不貞」能な組合
せは6■″で記芒れている。たとえば、X及びYが正の
とき、その和は負であり得ない。同様に、X&びYが負
のとき、その第1は正であり侍ない。Xが正でYが負で
あれば、差D=X−Yは負であり侍ない等第7図は、変
数sign X 、 sign Y 、 sign S
及びsign Dの1排他的嗣埋和″論理関数の結果を
かす、ここで震数及び関数の餉は、6正符号”の場合1
1″と記し、6負符号”の場合“0”で記す。
これら2つの表を比較すると、sign X 、 si
gn Y 。
sign S及びsign Dの起り得る積では、”排
他的論理和”関数が積の符号関数と161−であること
が分る。これが第5図に示されている位相計算器11の
構造を説明している。
計9.@’i 11の入力における信号X(t)及びY
(t)は、一方では加算器11102つの入力に結合さ
れてその出力が和の信号s (t)=X(t)+ Y(
t)を与え、他方では減廚4器112の入力に結合され
てその出力が差の信号D(t)=x(t)−y(t)を
与える。入力X(t)。
Y(t)及び出力5(t)及びD(t)は、それぞれ、
しきい値回路113 、114 、115及び116の
入力に結合される。これらのしきい1直回路の出力に、
その入力に供給される信号の符号が正か負かによって°
′尚″又は6低”痢理倍号ケ発住する。こ扛らのし合い
1的回路の出力はベアで1とめられて2つの7排他的商
理肛”ゲート117及び118の入力に結合され、その
出力が第3の6排他的髄理;+1”ゲート119に結合
される。ゲート119の出力が計算器の出力となり、績
したがってまた5in4θが正か負かによシ論理信号“
尚”又は”低”レベルで誤り電圧を供給する。この訂昇
器は論理エミッタ結合(LP01法によって作られたが
、これをTTL法で作ることもできよう。
送信され受信される搬送波が局部搬送波と同じ位相であ
るときには、計昇器の出力(fm号e (t)は、伯−
QX(t)及びY(t)の変移のときにはっきりと変移
する。これに対し受信搬送波と局部矛送彼との間に位相
差が現れるときには、計算器出力信号に6ピーク”が現
れ、それが変調状態による位相の変化を示す。
前に述べたように、計藷、器11の出力はループ積分器
フィルタ120入力に結合され、そこでこの6ピーク”
が棺分略れてi!l)’a圧が発生され、電圧制御発振
器の制御入力に印加される。
本発明は、具体的に説明され図示された実施態様に限定
されるものではない。
とくに、上で説明した実施態様は、34 Mbi is
 /Sの伝送出力に関し−C,2GHzの搬送周波数で
4位相で変調してテストされた。他のどんな組合せも用
油であり、とくに同じ受信チェーンはもつと低い出力、
たとえば8Mbits/8も受信できる。搬送周波数も
他の値を辿択できる。贅だ、受信チェーンを6機敏な”
周波数システムに處合させることも、すなわち、いろい
ろな搬送周波数で、あるいは広がったスペクトルシステ
ムで使用することもできる。
さらに、上では4つの位相状態で変調される信号に関し
てこのシステムが説明された。しかし、図示きれ説明さ
れた受信チェーンはこの例に限定されるものではなく、
直角位相差の2つの搬送波にのせられるどのようなディ
ジタル変調信号の受信にも応用でき、とくに8つの位和
又fi16の位相(16QAM)の離散的状態から成る
変調で得られるもの、にも応用できる。復調芒れたテイ
ジタル・シーケンスは2つ↓り多くのレベルを准丁ゐも
のでもよい。
【図面の簡単な説明】
第1凶は、本つ6明による受信チェーンのひとつの笑踊
悪様のブロック図、 第2図は、傷調鉄賑のブロック図、 泥3図は、AGO増幅器とその制御回路の回路図、第4
図は、本発明の説明図、 第5図は、本発明による受信チェーンで用いられる位相
計算器の節回、 第6図及び第7図は、本発明の説明図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1又は0の長い列ができないようにスクランブル
    されたディジタル信号で変調された直角位相差の2つの
    搬送波を混合して生ずる変調信号を直接復調する回路を
    含み、その回路の入力は受信イM号入力と結合され、受
    信信号の搬送周波数で作動する発振器と結びついており
    、発振器からの搬送波の位相は受信1g号の位相と一致
    するように制御でき、復調されたディジタル信号が回路
    から供給されるようになっており、さらに、復調された
    ディジタル信号の出力に2つの入力が結合されている位
    相計寞器を含み、その出力は受信搬送波と局部搬送波と
    の位相差の関数としての信号を供給し、この出力がルー
    プ積分器フィルターを介して発振器の制御入力に結合さ
    れている配置において、嘔らに復調された16号X(t
    )及びY(t)のレベルを自動的に制御するために復調
    回路の出力に信号入力が結合されている広蛍域増幅器か
    ら成る手段を言み、増幅器は自wJ利得制御入力を”K
    今、J4怖器出力が積分手段を有する制御回路入力に結
    合され、七の?lil制御回路出力が増幅器の制御入力
    に結合されているマイクロ阪受信チェーン。
  2. (2)  S (t)及びD(t)は、それぞれディジ
    タル信号X (t)とY(t)の和及び差であるとして
    、位相計鼻器が槓X (’) + Y (’) 、s 
    (t) r r’ (t)の符号関数を与えるループ計
    31.器である、竹計開求の範囲第(1)項に記載のマ
    イクロ波受信チェーン。
  3. (3)計算器が加算器及び減葬器、し合い旭回路及びし
    きい値回路の1排他的論理オ口”関数を与える論理回路
    を含む、特許請求の範囲第(2)項に記載のマイクロ波
    受信チェーン。
JP59055963A 1983-03-25 1984-03-23 マイクロ波受信装置 Expired - Lifetime JPH0666820B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8304983 1983-03-25
FR8304983A FR2543379B1 (fr) 1983-03-25 1983-03-25 Dispositif de demodulation directe en hyperfrequence et chaine de reception hyperfrequence comportant un tel dispositif

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59181864A true JPS59181864A (ja) 1984-10-16
JPH0666820B2 JPH0666820B2 (ja) 1994-08-24

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US (1) US4559499A (ja)
EP (1) EP0120786B1 (ja)
JP (1) JPH0666820B2 (ja)
CA (1) CA1213646A (ja)
DE (1) DE3467672D1 (ja)
FR (1) FR2543379B1 (ja)

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