JPS62180634A - フレ−ム同期方式 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明はフレーム同期方式に係シ、特に４相ＰＳＫ信
号とオフセット４相ＰＳＫ信号に対して共用できるフレ
ーム同期方式に−する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ディジタル変調方式には糧々あるが、無線通信において
はＰＳＫ、とシわけ４相ＰＳＫ　（ＱＰＳＫ　）または
オフセット４相Ｐ８Ｋ　（０ＱＰＳＫ　）が、他の変調
方式に比較して一定のＣ／Ｎに対する符号誤シ率が小姑
いという特徴から有利である。

：ところで、ＰＳＫのようなディジタル変調方式によ之
伝送集では、受信側で受信を行なう際に通常フルシーム
尚期がとられる。

′４相ｐｓｉ信号の受信・復調回路は従来、第３図に示
すように受信した４相ＰＳＫ信号を同期検波回路１，２
に供給して、キャリア再生回路３および９０°位相シフ
ト回路４からの互いに９０°位相のずれた再生キャリア
により同期検波し、再生キャリアとの同相成分、直交成
分データｔ、ｕを得た後、ＰＬＬを用いたクロック再生
回路５からの再生クロックＶ、Ｗを用いて識別回路６，
７で識別して復調データｘ、ｙを生成し、この復調デー
タ！、７を２４ラレルシリアル変換回路８を介してフレ
ーム同期回路９に入力することにより同期をとっていた
０ 第４図はこの様な回路をオフセット４相ＰＳＫ信号の復
調に適用した場合のタイミングチャートを示す。即ち、
受信したオフセット４相ＰＳＫ信号を再生キャリアによ
り同期検波を行うと、再生キャリアの位相が０°の場合
に再生キャリアとのデータの同相成分、直交成分はそれ
ぞれデータｔ、ｕとなり、再生クロック信号ｖ、ｗを用
いて識別を行うと、復調データＸ、ｙが確立される。

ところでもし伝送路で加わる雑音信号のために、キャリ
ア再生回路３からの再生キャリアの位相が±９０’のサ
イクルスキップを起こした場合に、換言すれば同期検波
回路１．２の同相成分、直交成分データｔ、ｕが入れか
わって、ｔ／　、　ｕ　／の様な状態になった場合に、
符号変換点がずれた分だけクロック再生回路からの再生
クロックも、ｖ、ｗからｖ’、ｗ’へと変化し、さらに
識別回路６，７からの識別データもｘ、ｙからｘ　／　
、　ｙ　／へと変化する。この場合の再生クロックの時
間シフト分をＴ〔秒〕とするとクロック長は２Ｔである
ため、クロック再生回路５での入力位相が１８０°変化
することになシ、同期外れが一時的に起こる。クロック
再生回路５が同期外れを起こすと、再び同期が確立する
までにある程度の時間がかかシ、この間は復調データが
バーストエラーとなるという重大な問題がある。

このような問題を避けるため、オフセット４相ＰＳＫ信
号の受信・復調回路では第５図とは全く異なる回路構成
をとることが考慮されていたが、４相ＰＳＫとオフセッ
ト４相ＰＳＫとでは多くの共通点があシ、また実際上同
じ系統で選択的に使用されることが多いことも考慮する
と、両方式にそれぞれ別の受信・復調回路を用意するこ
とはコスト面、等から得策でない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、簡単な付加手段により４相ＰＳＫとオ
フセット４相ＰＳＫの両方式の信号にほぼ同一回路構成
に対応でき、またバーストエラーを生μやことなく常に
安定な同期をとることができるフレーム同期方式を提供
することにある。

〔発明の概要〕

１：本発明に係るフレーム同期方式は、フレームの位、
置を指示するユニークワードｉＪ？ターンが挿入さ、れ
、た４相ＰＳＫ信号またはオフセット４相ＰＳＫ信号を
受信・復調して得られる再生キャリアとの同相成分デー
タ、直交成分データを、再生キャリア位相が００，９０
°、１８０°、２７０°の４つの場合に対応する同相成
分データ、直交成分データの関係に着目して、受信信号
が４相ＰＳＫの場合は該信、号の、τ−タ伝送速度と同
一周波数で、またオフセット４相ＰＳＫ信号の場合は、
該信号のデータ伝送速度の２倍の周波数でそれぞれサン
プリングし、得られたデータ中のユニークワード／４’
ターン挿入位置のパターンと予め定められたユニークワ
ードパターンとを比較し、これを考え得るすべての同相
成分、直交成分の関係について行なってユニークワード
を検出し、その検出信号をフレーム同期回路へ送出しフ
レーム同期を確立することを特徴とする。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基本的にサンプリング周波数を切換え
るのみで４相ＰＳＫおよびオフセット４相ＰＳＫの両方
式の信号について、はぼ同一回路構成でフレーム同期を
とることができる。また、厄によるクロック再生回路を
使用せずに復調を行ない、しかもフレーム同期もクロッ
ク再生回路の影響を受けない信号から行なうため、再生
キャリアの位相がサイクルス：す１１ツブを生じたよう
な場合でも、バーストエラーを生ずることなく常に同期
をとることが可能である。

６一 〔発明の実施例〕 ４相ＰＳＫ信号及びオフセット４相ＰＳＫ信号の受信・
復調においては受信データを再生キャリアとの同相成分
及び直交成分（以下それぞれ１軸データ、Ｑ軸データと
呼ぶ）に分解して復調する。

ここで再生キャリア位相を調べ、ユニークワードを検出
するためには、まず、再生キャリア位相が４つの状態即
ちＯ’、９０°、１８０°、２７０°の場合について１
軸データ、Ｑ軸データの関係を調べる必要がある。

オフセット４相ＰＳＫの場合には、工軸、Ｑ軸の符号位
置がＴ〔秒〕ずれているとすると、再生キヤ・リア位相
が０°、１８０°の場合には、Ｑ軸データがＩ軸データ
よシもＴ〔秒〕進み、１８０°のデータは０°のＩ軸デ
ータ、Ｑ軸データをそれぞれ反転したものとなっている
。また、再生キャリア位相が、９０’、２７０°の場合
には逆に、Ｉ軸データがＱ軸データよりもＴ〔秒〕進み
、９０°のデータは０°のデータに比べると００の１軸
データを反転し、Ｑ軸データと入れ替えたものとなって
いる。

さらに、４相ＰＳＫの場合は、Ｉ軸データ、Ｑ軸データ
の符号変換点が一致していることから、２Ｔ〔秒〕ごと
にデータが変化する。

第１図に本発明の一実施例に係る受信・復調回路の構成
を示し、また第２図にそのタイムチャートを示す。第１
図において２つの同期検波回路１１．１２とキャリア再
生回路１３及び９０°位相シフト回路１４については第
３図と同様である。

オフセット４相ＰＳＫ方式において、再生キャリアがＯ
’、１８０°の場合のＱ軸データは、■軸データに比べ
符号変換位置の差に相当する時間Ｔ〔秒〕だけ進んでい
る。換言すれば、Ｑ軸データＴ〔秒〕だけ遅らせば、１
軸データと同じ位相となる。再生キャリアが９０’、２
７０°の場合には、逆に１軸データがＱ軸データよシも
Ｔ〔秒〕進んでいるから、１軸データをＴ〔秒〕遅らせ
れば、Ｑ軸データと位相は等しくなる。

以上の事実に基づき、本実施例では同期検波回路１１．
１２から得られたシリアルなＩ軸データ。

Ｑ＠データをシリアルパラレル変換回路ｌりに入力し、
パラレルな信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを出力する。

第２図（ａ）　、　（ｂ）　ｌ　（ｅ）　、　（ｄ）は
、シリアルデータをパラレル信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに変換
した場合に、シリアルデータ中の任意のピットに関して
、変換後の位置関係を示したものである。ここで、ＵＷ
Ｉ’　。

ＵＷＱ　′はフレーム同期をとるため１軸データ、Ｑ軸
データに挿入されている８ビツトのユニークワード中の
例えば８ビツト目を示している。

信号Ｂは信号Ａを、信号りは信号Ｃをそれぞれ〒１〔秒
〕遅らせたものとなっている◇特に再生キャリアが００
または１８ｏ０の場合には、第２図（、）〜（ｄ）に示
す様に信号Ｃは信号ＡよりＴ〔秒〕進んでい□る。換言
すれば、Ｑ軸データはＩ軸データよりＣ１Ｔて秒〕進ん
でいる。当然のことながら再生キャリアが９０°もしく
は２７０°の場合には、この位置関係は逆になる・４相
ＰＳＫ信号の場合には、信号Ａと信号Ｃの位置は全く等
しくなる。

ところで、再生キャリア位相を調ベユニークヮードを検
出するために、オフセット４相ＰｓＫ方式の場合には、
もしＱ軸データが１軸データよシも符号変換点の差Ｔ〔
秒〕だけ進んでいる場合は、Ｑ軸データをＴ〔秒〕遅ら
せて、１軸データと■軸ユニークヮードレヤターン、遅
らせたＱ軸データとＱ軸ユニークワード０・ｆターンを
それぞれ比較し、データが一致したならば再生キャリア
が００であることが分かる０同様に、Ｉ軸データと０．
１を反転したＩ軸ユ□ニークワニド、Ｔ（秒〕遅らせた
。軸データとＯ１□１を反転したＱ軸ユニークワードが
それぞれ一致□したならば、再生キャリアが１８００で
あることが分かる。さらに、もし１軸データがＱ軸デー
タよシもＴ（秒〕進んでいたならば、Ｉ軸データをＴ〔
秒〕遅らせ、遅らせた１軸データと。

軸ユニークワートノ臂ターン、Ｑ軸データとｏ′、１を
反転したＩ軸ユニークワ−ｐｚ４ターンをそれぞれ比較
し、一致したならば再生キャリア位相が９０°であるこ
とが□分かる・同様に、遅らせた１軸データと０，１を
反転したＱ軸ユニークワードパターン、ＱＩ１１］デー
タと１軸ユニークワードパターンがそれぞれ一致した場
合に、再生キャリアが２７００であることが分かる。′
４相ＰＳＫの場合には、■軸データとＱ軸データの符号
変換点が一致していることから、Ｉ軸データとＩ軸ユニ
ークワ−トノやターン、Ｑ軸データとＱ軸ユニークワ−
トノやターンがそれぞれ一致した場合に、再生キャリア
位相が００であることが分かシ、Ｉ軸データ、Ｑ軸デー
タと、それぞれ０，１を反転した■軸ユニークワーｒノ
臂ターフ、Ｑ軸ユニークワードパターンとがそれぞれ一
致した場合に、再生キャリア位相が１８０゜であること
が分かる。同様に、Ｉ軸データとＱ軸ユニークワードパ
ターン、Ｑ軸データとＯ、Ｉ全反転した１軸ユニークワ
ードパターンがそれぞれ一致した場合に、再生キャリア
位相が９０°であることが分かシ、Ｉ軸データと０，１
を反転したＱ軸ユニークワ−トノリーン、Ｑｌ１１１デ
ータと１軸ユニークワードツヤターンがそれぞれ一致し
た場合に再生キャリア位相が２７０°であることが分か
る。

以上の事実に基づいてシリアルパラレル変換回路１７の
出力信号である信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは、すべての状態を
抽出するためにＴ〔秒〕の４分の１の周期を持つクロッ
ク信号（、）によって駆動される選択回路１８に入力さ
れ、その結果、４相ＰＳＫの場合には信号Ａ、Ｃを交互
に繰シ返す信号ｆを出力し、オフセット４相ＰＳＫの場
合には信号Ａ、Ｄ。

Ｂ、Ｃの順で交互に繰シ返す信号ｇを出力する。

勿論、信号Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃに出力している間、１軸デー
タ、Ｑ軸データは変化しない。

この選択回路１８の出力信号は、ユニークワードパター
ン発生回路１９からのユニークワードパターンＵＷＩ　
、　ＵＷＱとともに不一致数計数回路２０に入力される
。この不一致数計数回路２０の出力には入力信号が４相
ＰＳＫ信号の場合は第２図（ｈ）に示す信号が得られ、
オフセラ）（ｉｆｆ号の場合は同図（１）に示す信号が
得られる。ここで、ＵＷＩ　、　ＵＷＱはそれぞれ１軸
データ、Ｑ軸データについて定められた８ビツトのユニ
ークワードパターンでｓｂ、ＵＷＩは、ＵＷＩを反転し
たものである。また、ｔｒｗｒ■Ａ。

ＵＷＱ■Ｂ　、ＵＷＱ■Ｃ、ＵＷＩ■Ｄはユニークワ−
トノ母ターンと、それに対応する同期検波回路１１．１
２の出力中のユニークワードパターン挿入位置のパター
ンとの不一致数を表わす記号である〇再生キャリア位相
を調べるためには、■軸データとＱ軸データがともに特
定のユニークワードパターンと一致していなければなら
ない。これを調べるために、信号ｉ、または信号りがラ
ッチ回路２．１に入力されてＴ／４〔秒〕だけ遅延され
た後、々日算回路２２に入力され、■軸データ中のユニ
ークワード／４’ターン不一致数とＱ軸データ中のユニ
ー、クワードパターン不一致数とが加算されることにな
る。この加算回路２２の出力は第２図（ｊ）に示・す信
号となる。

、ζこで、（Ｉ、Ｑ）は１軸データと１軸ユニークワー
ドパターンとの不一致数とて〔秒〕遅らせたＱ軸データ
とＱ軸ユニークワードｌ？ターンとの不一致数とを加算
したものであシ、これが許容誤シ数以下ならば前述の様
に再生キャリアが０６であることを示す。同様に、（１
、Ｑ）は１軸データと反転した１軸ユニークワードパタ
ーンとの不一致数と、Ｔ〔秒〕遅らせたＱ軸データと反
転したＱ軸データのユニークワードパターンとの不一致
数をカ目算したものであシ、これが許容誤ｂｐ以下なら
ば再生キャリアは１８０°である。また、（１，Ｑ）は
Ｔ〔秒〕遅らせたＩ軸データとＱ軸ユニークワ−トノ２
ターンの不一致数と、Ｑ軸データと反転した１軸ユニー
クワ−トノぐターンとの不一致数を加算したものであシ
、これが許容誤シ数以下ならば再生キャリアは９０°で
ある。同様に、（１，Ｑ）はＴ〔秒〕遅らせたＩ軸デー
タと反転したＱ軸ユニークワード・ぐターンの不一致数
と、Ｑ軸データと■軸ユニークワードパターンの不一致
数とを加算したものであシ、これが許容誤シ数以下なら
ば再生キャリアは２７０°である。これらユニークワー
ドパターン発生回路１９．不一致数計数回路２０、ラッ
チ回路２１および加算回路２２によって、ユニークワ−
ｐｉＪ？ターン比較手段が構成されている。

加算回路２２の出力信号は比較回路２３に入力され、許
容誤シ数設定回路２４から発生される許容誤シ数を示す
信号と比較される。この許容誤シ数設定回路２４は、受
信されたユニークワードと特定ユニークワードパターン
とを比較した場合に、許容される不一致ビット数の最大
値を設定するものであシ、特に必要でなければ取シ除く
ことも可能である。これにより比較回路２３の出力には
、第２図（ｋ）に示す様な信号が得られる。この比較回
路２３の出力信号は、０°、９０°、１８０°、２７０
゜の各々のキャリア位相に対応する工軸、Ｑ軸データ内
のユニークワード挿入位置の部分が検出されたかどうか
を表わし、検出されていればノ）イレペル信号となる。

以上の比較回路２３と許容誤シ数設定回路２４によって
、ユニークワードパターン検出手段が構成されている。

一方、比較回路２３の出力はユニークワードパターンが
検出された場合に、ハイレベルの信号となるので、この
ユニークワードパターン検出信号はフレーム同期回路２
５に供給される。フレーム同期回路２５からはフレーム
の例えば先頭位置を示すフレーム同期パルスが得られる
。比較回路２３の出力信号はまた、再生キャリアの位相
情報が０°、９０’、１８００．２７０’のいずれであ
るかをも示している。この信号は位相不確定除去回路２
６に供給され、ここで同期検波回路１１　、１２から得
られた復調データを適宜反転し位相不確定性を除去した
データが出力される。

以上のようにして、本発明によれば４相ＰＳＫおよびオ
フセットの両方式の信号について基本的にサンプリング
周波数（スイッチ回路１８へのクロック信号周波数）を
変えるのみで対応できるため、これら両方式が混在する
ような系において経済的に有利であシ、また特にオフセ
ット４相ＰＳＫ信号の受信・復調に際してクロック再生
回路からのクロックを使用しないためパーそトエラーを
生じることがなく、確実にフレーム同期を維持できると
いう利点がある。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、要
旨を逸脱しない範囲において種々変形実施が可能であシ
、例えば実施例ではオフセット４相ＰＳＫについてＩ軸
上のデータがＱ軸上のデータよりも９０°遅れている場
合を図示したが、逆の場合でも同様に本発明を適用でき
ることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るフレーム同期方式を説
明するだめの４相ＰＳＫ信号およびオフセット４相ＰＳ
Ｋ信号の受信・復調回路の構成図、第２図はその動作を
説明するためのタイムチャート、第３図は従来の４相Ｐ
ＳＫ信号受信・復調回路の構成を示す図、第４図はその
動作を説明するためのタイムチャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フレームの位置を指示するユニークワードパター
   ンが挿入された４相ＰＳＫ信号またはオフセット４相Ｐ
   ＳＫ信号を受信・復調して得られる、再生キャリアとの
   同相成分データ及び直交相成分データを、受信信号が４
   相ＰＳＫ信号の場合は該信号のデータ伝送速度と同一周
   波数で、またオフセット４相ＰＳＫ信号の場合は該信号
   のデータ伝送速度の２倍の周波数でそれぞれサンプリン
   グして出力する手段と、この手段により得られた出力信
   号中のユニークワードパターンと予め定められたユニー
   クワードパターンとを比較し、一致した時にユニークワ
   ードパターン検出信号を出力する手段と、この手段によ
   り得られたユニークワードパターン検出信号に基いてフ
   レーム同期を確立するフレーム同期回路とを備えたこと
   を特徴とするフレーム同期方式。
2. （２）入力信号が４相ＰＳＫの場合に、受信・復調出力
   の非有効区間における前記ユニークワードパターン検出
   手段の出力を禁止するゲート手段を付加したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のフレーム同期方式。