JPS63110831A - 副搬送波再生方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＦＭ多重放送など多重放送の受信に関し、特
に多重信号の副搬送波再生方式の改良を図ったものであ
る。

〔従来の技術〕

ＦＭ多重放送では、多重信号として、ＢＰＳＥあるいは
、ＱＰＳＫが用いられることが多い。ＦＭ多重放送を受
信して、これらの多重信号を正しく再生するためには、
適確な副搬送波を再生することが必要である。

第４図は、従来の受信回路例の構成を示すブロック図で
ある。

図において、　１０１は受信信号、　１０８は帯域通過
回路（ＢＰＦ）、　１０９は多重信号であり、受信信号
１０１に多重されている信号をＢＰＦ１０８で抜き取フ
た信号である。

１１０は副搬送波再生回路、　１１１および１１２は乗
算回路、　１１３は一移相器、　１１４は再生副撤送波
、１１５および１１６は乗算回路出力、４０１はクロツ
ク再生回路である。　　４０２および４０３は低域ろ波
器を含んだデータ検波部、　４０４はデータ検波のため
のクロック信号である。４０５および４０６はＩ軸デー
タ検波部４０２およびＱ軸データ検波部４０３それぞれ
のデータ検波出力、４０７は結合部、　４０８は出力デ
ータ信号である。

つぎに、第４図について、その動作を説明する。

受信信号１０１から、ＢＰＦ１０８により、多重信号１
０９が抜き取られて、乗算回路１１１および１１２に加
えられ、また、副搬送波再生回路１１０にも加えられる
。

副搬送波再生回路１１０で再生された再生副搬送波１１
４は、乗算回路１１１と、および−移相器１１３を介し
て、乗算回路１１２とにそれぞれ加えられる。乗算回路
１１１　、および１１２からは、それぞれ乗算回路出力
１１５、および１１６が得られ、データ検波部４０２お
よび４０３にそれぞれ加えられる。

一方、乗算回路出力１１５　、および１１６により、ク
ロック再生回路４０１で、クロック信号４０４が再生さ
れる。クロック信号４０４はデータ検波部４０２、およ
び４０３に加えられ、■軸、およびＱ軸データ検波出力
、　４０５、および４０Ｂが得られ、結合部４０７に加
えられる。結合部４０７からは、クロック信号４０４が
加えられて、所望の出力データ信号４０８が得られる。

上述の従来例における副搬送波再生回路１１０について
、さらに説明する。

第５図は、従来、広く使用されているコスタスループタ
イプの副搬送波再生回路例の構成を示すブロック図であ
る。

１０１は受信信号であり、ＱＰＳにに変調された信号を
多重している。　１０８は帯域通過回路（ＢＰＦ）、１
０９は多重信号（ＱＰＳに）、　１１４は再生副搬送波
であり、ＱＰＳＫ多重信号１０９を検波するのに用いら
れる。

５０２．５０３．５０４．５０５、および５１０は乗算
回路、５０６．５０７、５０８、５０９および、５１１
は低域通過回路（ＬＰＦ）である。

５１２は位相誤差信号、　５１３は電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）　、５１４は再生副搬送波である。　５１５およ
び５１６は４５°移相器、５１７は９０°移相器、　５
１８は１３５°移相器、である。

受信信号１０１から、ＢＰＦ１０８により取り出された
多重信号１０９は、ＶＣＯ５１３からの出力信号である
再生副搬送波５１４、および移相器５１６　、５１７　
、および５１８により４５°、９０°および１３５°の
位相回転を受けた副搬送波と、乗算回路５０２．５０３
　。

５０４、および５０５でそれぞれ乗算されて検波される
。

各々の検波出力はＬＰＦ５０１ｉ、　５０７．５０８、
および５０９を通り、乗算回路５１０で互に乗算されて
、ＬＰＦ５１１を通り、位相誤差信号５１２が取り出さ
れる。ＶＣＯ５１３は、誤差信号５１２によって励振さ
れる。

ここで、上述した全体の回路構成により、ＶＣＯ５１３
は誤差信号５１２が最小値となるように動作し、受信信
号１０１のＱＰＳに多重信号１０９を検波するのに、正
しく同期した副搬送波を再生することができる。

４５°移相器５１５により、４５＠の移相を受けた再生
副搬送波１１４が、ＱＰＳＫ多重信号１０９の検波に使
われる副搬送波で゛ある。

つぎに、上述した原理を数式を用いて説明する。

まず、 受信人力多重信号１０９：　　　　　ｃｏｓ（ｗｔ十θ
）ＶＣＯ５１３からの再生副搬送波５１４：ｃｏｓ　（
ｗｔ＋　ａ　）移相器５１６の出力信号：　　ｃｏｓ　
（ｗｔ＋　ａ　＋　−）移相器５１７の出力信号：　　
ｃｏｓ　（ｗｔ＋α十旦）移相器５１８の出力信号：　
　（：ｏｓ（＋ｖｔ＋α＋ユ１）とする。

乗算回路５０２　、５０３．５０４および５０５の各出
力信号はそれぞれ 乗算回路５０２： ｃｏｓ　（ｗｔ　十　〇　）　　　−ｃｏｓ（ｗｔ＋　
　ａ）＝　−（ｃｏｓ　（２ｗｔ＋　ａ＋θ）　＋　ｃ
ｏｓ　（ａ−θ））、乗算回路５０３： 乗算回路５０４： 乗算回路５０５： となる。さらにＬＰＦ５０６．５０７．５０８および５
０９の各出力信号は、それぞれ、次のようになる。

ＬＰＦ５０Ｂの出力信号：　　−ｃｏｓ（α−θ）ＬＰ
Ｆ５０７の出力信号：　　−ｃｏｓ（α−θ−←−）１
　　　　　　　　　　　２　π ＬＰＦ５０８の出力信号：　　−ｃｏｓ（α−θ＋□）
１　　　　　　　　　　　３　π ＬＰＦ５０９の出力信号：　　−ｃｏｓ（α−θ＋□）
乗算回路５１０の出力信号は、 −ｃｏｓ（ａ−θ）・ｃｏｓ（α−θ十−）２　π　　
　　　　　　　　　　　　　３　π−ｃｏｓ（α−θ＋
□）　・ｃｏｓ　（α−θ十□）１　　　　　　　　２
π　　　　２π ＝−（ｃｏｓ（２α−２θ＋−）　＋　ｃｏｓ　−）２
　π Ｘ　（ｃｏｓ（２α−２θ＋π）　＋　ｃｏｓ　−）１
　　　　　　　　　　　　　　　　　　６　π＝　−（
ｃｏｓ　（４α−４θ＋−）　＋　ｃｏｓ　−１＝ニー
５ｉｎ４　（α−θ） ＝　−（ｓ　ｉ　ｎ　４αｃｏｓ４θ−ｃｏｓ４　ａ　
５ｉｎ４θ）となり、θはＯ＠、９０”、　１１１０”
　、および２７０゜である゛から、上述した式は １　。

−ｓ　ｌｎ　４α となる。この誤差信号によって、位相差が０゜になるよ
うにＶＣＯ５１３を励振する。

上述のコスタスループタイプの副搬送波再生回路につい
ては、Ｗｉｌｌｉａｍ　Ｃ，Ｌｉｎｄｓａｙ著のＴｅｌ
ｅ−ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｅ
ｎｇｊｎｅｅｒｉｎｇ：（Ｐｒｅｎｔｊｃｅ−Ｈａｌｌ
　Ｉｎｃ、　１９７３年）に詳細に説明がなされている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来の副搬送波再生回路では、
受信信号それ自体の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が悪い場合
には、忠実に副搬送波信号を再生することができない欠
点があった。

すなわち、ＦＭ多重放送のように、両立性を満足させる
という観点から本来のＦＭ信号レベルに対して多重信号
レベルを数％程度しか、多重させることができない場合
においては、回線自身の搬送波信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）
はある程度、規準値を確保されたとしても、多重信号の
Ｓ／Ｎが劣化して、副搬送波再生回路が正常に動作しな
い欠点があった。

そこで、本発明の目的は、ＦＭ多重放送のステレオ放送
時に、その受信信号のＳ／Ｎが悪い場合、あるいわＣ／
Ｎは成る程度確保されても、多重信号のＳハが劣化する
ような場合においても、良好に多重信号を再生できる副
搬送波再生方式を提供することにある。

Ｃ問題点を解決するための手段】 このような目的を達成するために、上述した悪条件にお
いても、本発明では、ＦＭステレオ放送に用いられるパ
イロット信号（基準信号）を受信しこれを逓倍して副搬
送波を再生するようにする。

すなわち、本発明方式は基準信号からつくり出される副
搬送波を主たる情報とは異なる情報により変調して得ら
れた信号を、必要に応じて基準信号とともに主たる情報
の放送波に多重して伝送された信号を受信し、その受信
信号から主たる情報とは異なる情報を復調するための副
搬送波を再生する副搬送波再生方式において、基準信号
が主たる情報の放送波に多重されているときには、副搬
送波を基準信号から再生するようにし、基準信号が主た
る情報の放送波に多重されていないときには、副搬送波
を主たる情報とは異なる情報に対応した受信信号から再
生するようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、ステレオ放送時に放送波に多重されて
いるパイロット信号を用いて副搬送波を再生し、その副
搬送波でＦＭ多重信号を適確に、効率よく検波すること
ができる。

〔実施例〕

先づ、実施例の説明に入る前に、第３図には、ＦＭ多重
放送で考えつるＦＭステレオ信号および多重信号の一例
の配置図を示しである。

多重信号の副搬送波は、ＦＭステレオ信号のパイロット
信号１９Ｋ）Ｉｚを４倍した７６ＫＨｚに選定しており
、送信側では、パイロット信号と副搬送波とが、互に一
定の位相関係を保って送出される。

たとえば、図示したように、　７６ＫＨｚ±　２０．８
ＫＨｚ（５５，２にＨｚ〜９６．８に１ｌｚ）の占有帯
域幅を使うことができれば、３２にｂｐｓ　ＢＰＳＫ　
、あるいわ６４Ｋｂｐｓ　ＱＰＳにの信号を、ある程度
の信頼度をもって多重して送ることができる。

信頼度（ビット誤り率）は、受信電界強度、多重信号レ
ベル、受信地点でのマルチパス（多重反射伝播）などに
よる妨害の程度によって変わってくる。

一般には数％の多重信号レベルであっても十分サービス
が可能であると考えられている。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明による一実施例の構成を示すブロック
図である。

図において、第４図と同様の箇所には同一の符号を付し
てその説明は省略する。

第１図において、　１０２はパイロット信号再生回路、
　１０３はパイロット再生信号であり、　１９にＨｚの
パイロット信号が再生される。

１０４は逓倍回路、　１０５は７６にＨｚの再生副搬送
波−ｇであり、受信した多重信号１０９を検波するため
に、−移相しである。

１０６はパイロット信号の有無を示す制御信号、１０７
は切換えスイッチ（ＳＷ）であり、制御信号１０６で切
換が制御される。

受信信号１０１は、パイロット信号再生回路１０２によ
り、受信信号１０１がステレオ信号の場合には、　１９
にＨｚのパイロット信号が取り出される。また、ステレ
オ信号で無い場合には、１９にＩｌｚのパイロット信号
を取り出すことができないので、そのパイロット信号の
有無を判別する制御信号１０６が得られる。

再生パイロット信号１０３は、逓倍回路１０４で、４逓
倍され、送信側での副搬送波と同位相の７６　Ｋ　Ｈｚ
副搬送波１０５が取り出される。多重信号１０９を検波
するために実際はさらに４５°移相されている。

１！１Ｋｌｌｚの再生パイロット信号１０３から逓倍さ
れた７６Ｋ）ｌｘ副搬送波信号１０５は制御信号１０６
によって切換スイッチ１０７を切換えて、ＱＰＳに多重
信号１０９を検波するための乗算回路１１１およびπ／
２移相器１１３に導びかれる。乗算回路ｌｉｔからのＩ
軸栓波出力１１５および乗算回路１１２からのＱ＠検波
出力１１６はそれぞれＩ軸検波部、Ｑ軸検波部に導びか
れ、多重１８号が復号される。

受信信号がステレオ信号でない場合は、制御信号１０６
により切換スイッチ１０７は副搬送波再生回路１１０か
らの再生副搬送波１１４に切換えられて、ＱＰＳＫ多重
信号１０９の検波に使われる。

本実施例では、多重信号の副搬送波周波数が７６ＫＩＩ
ｚの場合について説明したが、副搬送波周波数がパイロ
ット信号の３倍の５７ＫＨｚ副搬送波を用いる場合とか
、さらにはｎ倍の周波数の副搬送波を用いた場合でも、
同様に本発明が適用できるのは当然である。

また、ここではＱＰＳＫ多重信号の場合について説明し
たが、ＢＰＳになどＭ相ＰＳＨの復調にも通用可能なこ
とも当然である。

さらに、副搬送波再生回路１１０がコスタスループタイ
プの副搬送波再生回路でない場合、すなわちただ単なる
逓倍方式の搬送波再生回路、逆変調形搬送波再生回路な
どの場合に対しても、本発明が適用可能なことも当然で
ある。

第２図は本発明による他の実施例の構成を示すブロック
図である。本実施例では、多重信号がＢＰＳにの場合に
おける副搬送波再生回路の構成を示したものである。

図において、第１図と同様の箇所には同一符号を付して
その説明は省略する。第２図において、２０１は２乗回
路であり、受信多重信号１０９を２乗する。２０２は乗
算回路、２０３は低域通過回路（ＬＰＦ）、　２０４は
電圧制御発振器（ＶＣＯ）　、２０５は％周波数逓倍回
路である。

受信多重信号１０９は２乗口路２０１により２乗され、
乗算回路２０２　、ＬＰＦ２０３、ＶＣＯ２０４１，：
より、搬送波の２倍の周波数信号を得る。

受信多重信号１０９の位相は、０°と　１８０°の信号
成分なので、上述の２倍の周波数信号は、０゜位相の信
号成分であり、これを％周波数逓減回路２０５により、
周波数が％に逓減された信号の位相も０°となる。

パイロット信号がある場合には、パイロット信号再生回
路１０２および逓倍回路１０４から再生した再生副搬送
波を検波用搬送波として使用する。

以上の説明は、すべて位相変調の多重信号を復号する副
搬送波の再生について述べたものであるが、ＳＳＢ　（
単側波帯変調波）、など同期副搬送波を必要とする場合
にも本発明が適用できることは当然である。

雑音レベルが大きい場合には、パイロット信号再生回路
１０２からのパイロット信号の有無を判別する制御信号
１０６のオン・オフが頻ばんに発生することがあるが、
このような場合には、オン・オフのしきい値にヒステリ
シス特性をもたせ、安定に動作させる手段を設けること
は当然である。

また、いづれＦＭ放送がすべてステレオ放送でサービス
されるようになれば、放送波信号自身から再生した副搬
送波と、パイロット信号から再生した副搬送波との切換
えは必要なく、パイロット信号から再生される副搬送波
のみを用いるようにすればよい。

以上はＦＭ多重放送を実施例にして本発明を説明したが
、基本的には、本発明は、次のような場合に適用可能で
ある。

すなわち、大きなレベルで伝送される主幹チャンネルか
ら抽出可能なパイロット信号を整数倍した周波数で一定
位相の関係にある信号を多重チャンネル側の副搬送波と
し、伝送されるべき多重信号をＱＰＳＫ％ＢＰＳＫ、　
　ＳＳＢなどで変調する。さらに受信側では、副搬送波
の再生にあたって、多重信号自身から再生するのではな
く、主幹チャンネルの基準となるパイロット信号を抽出
し、その整数倍の信号を再生して多重信号を復号するた
めの副搬送波とする方式に対して本発明が適応可能であ
る。

例えば、現行のテレビジョン方式による音声信号帯域に
ディジタル信号を多重することも考えられる。この場合
、多重信号の副搬送波を、たとえば、８Ｘｆｈ（ｆｈ：
水平同期周波数）の周波数に選べば、水平同期信号から
多重信号を復号する副搬送波の再生が容易に可能であり
、多重信号自身から副搬送波を再生するよりも有効であ
る。

〔発明の効果〕

以上から明らかなように、本発明によれば、ステレオ放
送時に常に１０％のレベルで多重されている　１９にＨ
ｚパイロット信号を使用して副搬送波を再生し、低いＣ
／Ｎで受信される場合においても、確実に多重信号を復
号することができる。またモノラル放送のとぎは、パイ
ロット信号が無いので、多重信号の放送波から副搬送波
を再生し、それにより多重信号を復号することができる
。

また、本発明によれば、受信機で使用する副搬送波を再
生する性能が大幅に向上し、しかも受信機に付加される
回路も極めて簡単な構成により実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の構成を示すブロック図
、 第２図は本発明による他の実施例の構成を示すブロック
図、 第３図はＦＭステレオ信号および多重信号の一例の配置
図、 第４図は従来の受信回路例の構成を示すブロック図、 第５図は従来のコスタスループタイプ副搬送波再生回路
例の構成を示すブロック図である。 １０１・・・受信信号、 １０２・・・パイロット信号再生回路、１０３・・・パ
イロット再生信号、 １０４．２０５・・・逓倍回路、 ｌＱ５，１１４，２０６・・・再生副搬送波、１０６・
・・制御信号、 １（１７・・・切換スイッチ（ＳＷ）、１０８・・・帯
域通過回路（ＢＰＦ）　、・１０９・・・多重信号、 １１０・・・副搬送波再生回路、 １１１．１１２，２０２，２０７，５０２，５０３，５
０４，５０５，５１０・・・乗算回路、 １１３．５１７・・・−移相器、 １１５．１１６・・・乗算回路出力、 ２０１・・・２乗回路、 ２０３．５０６，５０７，５０８，５０９．５１１・・
・低域通過回路（ＬＰＥ）、 ２０４．５１３−・・電圧制御発振器（ＶＣＯ）、４０
１・・・クロック再生回路、 ４０２・・・Ｉ軸データ検波部、 ４０３・・・Ｑ軸データ検波部、 ４０４・・・クロック信号、 ４０５．４０６−・・データ検波出力、４０７・・・結
合部、 ４０８・・・出力データ信号、 ５１２・・・位相誤差信号、 ５１５．５１６・・・４５°移相器、 ５１８・・・１３５°移相器。 鴎　１旧 啼〒　＋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基準信号からつくり出される副搬送波を主たる情報とは
   異なる情報により変調して得られた信号を、必要に応じ
   て前記基準信号とともに前記主たる情報の放送波に多重
   して伝送された信号を受信し、その受信信号から前記主
   たる情報とは異なる情報を復調するための前記副搬送波
   を再生する副搬送波再生方式において、 前記基準信号が前記主たる情報の放送波に多重されてい
   るときには、前記副搬送波を前記基準信号から再生する
   ようにし、 前記基準信号が前記主たる情報の放送波に多重されてい
   ないときには、前記副搬送波を前記主たる情報とは異な
   る情報に対応した受信信号から再生するようにしたこと
   を特徴とする副搬送波再生方式。