JPS62234448A - 直交パ−シヤルレスポンス信号の検波装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、デジタル変調方式の一種である直交パーシャ
ルレスポンス信号の検波装置に関するものである。

従来の技術 デジタル信号を搬送波伝送する際に用いられるデジタル
変調にはＡＳＫ　（振幅変移キーイング）、ＰＳＫ　（
位相変移キーイング）あるいはＦＳＸ（周波数変移キー
イング）などの各種の方式が実用化されている。これら
において近年、その占有帯域幅が４相ＰＳＫよりも狭く
、また変調器も比較的簡単な直交パーシャルレスポンス
変調がしばしば用いられるようになった。第２図に直交
パーシャルレスポンス変調器の構成を示す。第２図で、
入力端子１．２に与えられる３値データと、２つの直交
搬送波がバランスドモジレータ５．６で掛け合わされ、
それぞれの出力が合成器７で合成され、出力端子８より
直交パーシャルレスポンス波として出力される。この構
成は４相ＰＳＫの変調器と同じ構造である。ただし入力
されるデータ信号が、４相ＰＳＫの場合のように２値で
はなく、図中のＩおよびＱデータの波形で示すように３
値である。この３値の中央値に「０」を割当て、両端値
に「１」を割当てる（逆でもよい）。出力端子８に得ら
れる直交パーシャルレスポンス信号のベクトル空間上で
の信号点配置を第３図に示す。

この図で、Ｉ軸およびＱ軸は、第２図中のバランスドミ
キサ５および６に入力される直交搬送波の位相に相当す
る。第３図でわかるように直交パーシャルレスポンス信
号は、ベクトル空間上で９個の信号点を有する。

ところでこのパーシャルレスポンス信号の復調には通常
、同期検波方式が用いられるが、そのための搬送波の再
生およびその位相調整が必要となる。直交パーシャルレ
スポンス信号の搬送波再生は４相ＰＳＫなどと比べると
非常に複雑なものとなす（「パーシャルレスポンスを用
いたデジタル無線装置」、富士通サイエンティフィック
アンドテクニカルジャーナル、２７〜４８頁、　１９７
７年６月。

〔“Ｔｈｅ　ＱＡＭ　２Ｇ−１０ＲＤｉｇｉｔａｌ　Ｒ
ａｄｉｏ　ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＵｓｉｎｇ　ａ　Ｐａｒ
ｔｉａｌ　Ｒｅ５ｐｏｎｓｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　、　Ｆｕ
ｊｉｔｓｕＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎ
ｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ＋　ｐｐ、２７−４８＋Ｊｕ
ｎｅ　１９７７　）　）　、そのため民生用途には適応
しに゛くいという問題がある。この問題を解決して民生
用途に実用化した従来例に本出願人の発明（特願昭６０
−２３０１４３　）がある。第４図にこの従来例の構成
の１部を記載する。この従来例ではテレビジョンの映像
信号とデジタル変１（ＱＰＳＫや直交パーシャルレスポ
ンスなど）したデジタル副搬送波を多重化して伝送し、
重信側ではこのデジタル副搬送波を復調するのに必要な
搬送波再生を直接行なわず、映像信号中に得られる色副
搬送波から合成するようにしている。すなわち第４図で
、映像信号中の色信号を再生する色信号処理部１０で色
副搬送波３．５８ＭＩＩｚが得られるが、これを５部４
倍の周波数に合成する周波数合成器１）に入力して、４
．４８Ｍ　Ｉｌｚの直交搬送波を取り出す。一方、デジ
タル副搬送波は送信時にあらかじめ色副搬送波の５部４
倍の周波数で変調しておくので、検波器１３．１４で同
期検波が行なわれることになる。つまりデジタル変調波
の搬送波再生を他の補助信号（ここでは色副搬送波）を
利用して行なわせようとするものである。ここでデジタ
ル変調波が直交の搬送波軸で検波可能なもの、例えばＱ
ＰＳＫ、直交パーシャルレスポンス、１６ＱＡＭなどで
は、その搬送波周波数ｆ０を、補助信号の周波数ｆｃの
Ｎ／４（Ｎは自然数）に選べばよい。なぜならｒ、をＮ
／４倍するときｆ。は４種類の位相自由度を持つが、上
記の変調方式は送信時の差動符号化などにより、検波時
の搬送波の９０゛ごとの位相自由度は許容されるからで
ある。

したがって従来例の手法により（補助信号が利用できる
場合には）、複雑な搬送波再生部を設置することなく安
定な同期検波が可能となる。

発明が解決しようとする問題点 しかしこのような従来例では、補助信号から合成された
搬送波信号の位相は、初期調整時には希望する検波位相
に合わせられるが、それ以降の経時変化や温度ドリフト
に対しては無防備である。

特に本発明で対象としている直交パーシャルレスポンス
のように、ベクトル空間上の信号点数が多い場合は、検
波位相のわずかなずれが、復調アイパターンの重大な劣
化を招くことになる。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために本発明は、検波出力より
位相誤差電圧を抽出し、この誤差電圧により搬送波信号
の位相を変化させることにより誤差を吸収させている。

誤差電圧の抽出には、２相ＰＳＫの搬送波再生用のコス
タスループを用い、直交４ｉ−シャルレスポンス信号が
２相ＰＳＫのとりうる信号状態となったときのみその誤
差電圧を利用する。また直交パーシャルレスポンス信号
がそれ以外の信号状態であるときには上記の誤差電圧を
保持させ、正確な誤差電圧を維持させている。

作用 検波のための搬送波信号が直交パーシャルレスポンス信
号以外の補助信号を用む；て得られるとき、残された課
題はこの搬送波信号の位相をいかにして最適にもってい
くかということである。この目的のために従来、ＰＳＫ
の搬送波再生方式としてよく知られたコスタスループの
利用が考えられる。

第５図にコスタスループ方式を用いた２相ＰＳＫ復調器
の構成を示す。検波器１３．１４の出力信号が乗算器２
２で掛け合わされ、低域フィルタ２３を経て電圧制御発
振器２４に誤差電圧として供給される。

電圧制御発振器２４の出力搬送波信号は位相分離器２５
でＯ”、９０°の直交搬送波に分離されて、同期検波に
用いられる。コンパレータ２０．２１は検波出力を２値
パルス波形（デジタル信号）に変換するためのものであ
る。コスタスループの動作は周知であるので説明は省略
する。

さて直交パーシャルレスポンス信号は第３図に示したよ
うに９個の信号点を持つので、このままでは第５図に示
したコスタスループは適応できない。ところが第３図中
の信号点ｄ、　　ｆ　　（またはす。

ｈ）だけ取り出せば、これは２相ＰＳＫのとり得る信号
点となる。したがって直交パーシャルレスポンス信号が
信号点ｄ、　　ｆ　　（位相誤差吸収前はｄ。

ｆの近傍）にあるときにコスタスループを閉じれば、位
相誤差電圧が得られる。本発明では搬送波周波数は正確
に与えられているので、この位相誤差電圧で搬送波を位
相すればよい。

実施例 本発明の一実施例を第１図に示し、その動作を説明する
。周波数合成器１）によって補助信号より得られた搬送
波信号は、可変移相器３４を経て、位相分離器２５で２
つの直交キャリアとなる。検波器１３、１４で検波され
た信号は２しきい値コンパレータ３０．３１で２値パル
ス信号に変換される。ここで２しきい値コンパレータ３
０．３１は、入力が中央値（Ｏボルト付近）のときにロ
ウレベルを、また入力が両端値（±Ｓボルト付近）のと
きにハイレベルを出力するものであり、そのため入力信
号に対するしきい値は、＋Ｓ７２ボルトと、−８／２ボ
ルトに設定する。第６図に検波信号としきい値の関係を
示す。一方、検波器１３．１４から出力される検波信号
は、乗算器２２で掛け合わされた後、低域フィルタ２３
を経て、サンプルホールド回路３３に入力される。最後
にこのサンプルホールド回路３３の出力信号が可変移相
器３４に与えられて、その電圧に応じて移相量を変化さ
せる。

前述したように、低域フィルタ２３の出力に現われる位
相誤差電圧は、入力される直交パーシャルレスポンス信
号が２相ＰＳＫと見なせる時だけ有効であるから、この
場合にのみ、サンプルホールド回路をサンプル状態とし
、したがって低域フィルタ２３の出力信号がそのまま可
変移相器に与えられるようにすればよいことになる。直
交パーシャルレスポンス信号がそれ以外の状態にあると
きには、サンプルホールド回路をホールド状態にして直
前の誤差電圧を保持させる。このような規則でサンプル
ホールド回路を制御するのが状態検出器３２である。状
態検出器３２は、直交パーシャルレスポンス信号が２相
ＰＳＫと見なせるときのみ、サンプルホールド回路３３
がサンプル状態になるよう制御する。今、２相ＰＳＫ状
態として第３図における信号点ｄとｆを設定すると、こ
の信号点での検波器１３の出力（すな−わちＯ″搬送波
による検波出力）は両端値のいずれかになり、一方検波
器１４の出力（すなわち９０”搬送波による検波出力）
は中央値となる。したがって、両端値が入力される２値
コンパレータ２０の出力はハイレベル、一方中央値の入
力される２値コンパレータ２１の出力はロウレベルとな
る。結局、状態検出器３２は、■出力カデータがハイレ
ベル、Ｑ出力データがロウレベルのとき、直交パーシャ
ルレスポンス信号が信号点ｄまたは「のいずれかにある
ことを検出できるので、このときにサンプルホールド回
路にサンプル命令を出せばよいことになる。なお２相Ｐ
ＳＫを第３図における信号点すとｈと見なす場合には、
■データ出力がロウレベル、Ｑデータ出力がハイレベル
のときに該当する。状態検出器３２でいずれの場合を選
ぶかは任意であり、特性の差は無い。

■データ出力がハイレベルである確率はｌ／２、同様に
Ｑデータ出力がロウレベルである確率は１／２、したが
って状態検出器３２が直交パーシャルレスポンス信号を
２相ＰＳＫと見なす確率はその積の１／４となる。つま
りサンプルホールド回路３３がサンプル状態となり、コ
スタスループが有効に作用する時間比率は１／４となる
。このことはコスタスループのループゲインがほぼ１／
４に低下することを意味するが、本発明ではコスタスル
ープに要求されるのは位相の引込みのみであって、一般
の搬送波再生における周波数の引込み（キャプチャレン
ジの確保）は不要であるので、この程度のループゲイン
低下はほとんど問題にならない。

次に可変移相器３４の設置箇所について補足説明する。

第１図の実施例では、可変移相器３４は、周波数合成器
１）の出力信号である搬送波信号に対して設置されてい
る。しかし可変移相器３４は、周波数合成器１）の内部
の適当な箇所に設置することも可能である。第７図は周
波数合成器１）の代表的な内部構成を示している。この
図で出力搬送波周波数ｆ。は、補助信号の周波数「、の
Ｍ／Ｎ倍であり、これを周波数シンセサイザ手法によっ
て得ている。内部の構成はその周波数シンセサイザその
ものであるので、動作の説明は省略する。この構成にお
いて、可変移相器３４は図中の（イ）、（ロ）。

（ハ）のいずれの位置に設置しても出力搬送波の位相を
ずらすことができる。また（イ）、（ロ）。

（ハ）のいずれの位置でも通過する信号はパルス信号で
あるので、可変移相器３４の実質的な機能は、可変遅延
であると言える。そのような機能は、例えば、単安定マ
ルチバイブレークの時定数回路におけるコンデンサを可
変容量コンデンサとし、このコンデンサを電圧駆動する
ことにより実現される０位置（ロ）、（ハ）においては
、補助信号、搬送波信号がそれぞれ分周器４１．４２で
分周され、比較的低い周波数になっているので、可変移
相器３４の応答速度に対して有利な条件を与える。

発明の効果 以上のように本発明は、直奏パーシャルレスポンス信号
による情報伝送の実用性を高めることを目的として、復
調側における補助信号からの搬送波信号合成と、この搬
送波の位相調整を２相Ｐ　、ＳＫ用コスタスループで実
現することにより、簡単で精度の高い復調装置を提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による直交パーシャルレスポンス復調器
の構成を示すブロック図、第２図は直交パーシャルレス
ポンス信号の変調器の構成を示すブロック図、第３図は
直交パーシャルレスポンス信号のベクトル空間上での信
号点配置図、第４図は補助信号を用いたデジタル変調信
号の復調器の従来例を示すブロック図、第５図は２相Ｐ
ＳＫ用コスタスループの構成を示すブロック図、第６図
は検波信号波形としきい値の関係を示す説明図、第７図
は可変移相器を含む周波数合成器の構成を示すブロック
図である。 ３・・・・・・搬送波発振器、５．６・・・・・・バラ
ンスドモジュレータ、１）・・・・−・周波数合成器、
１３．１４・・・・・・検波器、２０．２１・・・・・
・コンパレータ、２２・・・・・・乗算器、２４・・・
・・・電圧制御発振器、２５・・・・・・位相分離器、
３０．３１・・・・・・２値コンパレータ、３２状態検
出器、３３・・・・・・サンプルホールド回路、３４・
・・・・・可変移相器、４１．４２・・・・・・分周器
、４３・・・・・・位相比較器、４５・・・・・・電圧
制御発振器。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名冒 −と 区　　　　　　θ ＝口 １　　　　　　　　　　Ｇ」 第６図 １響卿二；き〔僅〒”ｙ　　（７Ａ””！−ン）凶　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・−に

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）補助信号を用いて搬送波信号を合成する周波数合
   成器と、この搬送波信号を移相する可変移相器と、この
   移相器の出力信号を互いに位相の直交する２つの直交搬
   送波に分離する位相分離器と、これら２つの直交搬送波
   の各々を用いて入力される直交パーシャルレスポンス信
   号を同期検波する２つの検波器と、これら２つの検波器
   の出力信号を掛け合わせる乗算器と、この乗算器の出力
   に接続される低域フィルタと、この低域フィルタの出力
   と前記可変移相器との間に設置されるサンプルホールド
   回路を備えるとともに、このサンプルホールド回路は、
   前記２つの検波器の検波出力のあらかじめ定めた一方が
   中央値で他方が両端値のいずれかにあるときにサンプル
   状態となり、それ以外のときにホールド状態となるよう
   制御されることを特徴とする直交パーシャルレスポンス
   信号の検波装置。
2. （２）可変移相器は、周波数合成器の構成の内部に組込
   まれることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の直交パーシャルスポンス信号の検波装置。