JPS6362933B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直交振幅変調を用いたデータ伝送の
復調器において、受信タイミング位相をデジタル
回路を用いて制御するタイミング位相制御回路に
関する。

キヤリヤ信号が直交振幅変調された信号を伝送
した場合、受信側では受信信号を２軸同期検波し
て得られた複素ベースバンド信号を変調周波数に
同期した標本化クロツクによつて識別する必要が
ある。特に自動等化器を持たないデータ変復調装
置（例えばCCITT勧告Ｖ、26に従う2400ビツ
ト／秒の変復調装置等）では、受信データの識別
タイミングが正しい位相であることが必須要件と
なる。このタイミングは、一般に上記複素ベース
バンド信号の情報成分からデジタル的に抽出され
る。このため、従来第１図に示すようなタイミン
グ位相制御回路を用いている。すなわち、複素ベ
ースバンド信号が一たん変調周波数の２倍の周波
数の標本化クロツクCPで標本化された信号１の
実部および虚部を変調周波数成分を通過させるバ
ンドパルスフイルタ３を通して変調周波数成分を
通過させ、２乗回路４によつて実部および虚部の
２乗和がとられる。すなわち、電力が求められ
る。２乗回路４の出力を遅延回路５で遅延させた
１標本化クロツク前の信号と２乗回路４の現在の
出力との差を減算器６から出力させる。減算器６
の出力は標本化回路７によつて一回おきの標本値
が取り出される。標本化回路７の出力する位相制
御信号２によつて図示されない位相同期発振器の
位相を制御する。位相制御は、標本化回路７の出
力が零になるように制御される。例えば、出力２
が正であるときは位相を進める方向に、出力２が
負であるときは位相を遅らせる方向に制御する。
そして、前記複素ベースバンド信号の標本化のタ
イミングは、上記位相同期発振器の出力信号に同
期させている。このため、以下に説明するよう
に、標本化タイミングすなわち前記クロツクパル
スCPの位相によつては、引き込みが確立するま
でに長時間を要する場合が起こるという欠点があ
る。従つて、前記受信データの識別タイミングが
迅速に得られない。

第２図は１変調周期Ｔ内におけるクロツクパル
スCPの位相と２乗回路４の出力との関係を示す
タイムチヤートである。例えば、１変調周期内の
時刻T₁、T₅でサンプリングされる場合は、時刻
T₁におけるサンプリング値の電力は（T₁）であ
り、時刻T₅におけるサンプリング値の電力は
（T₅）である。従つて、減算器６の出力は（T₅）
−（T₁）又は（T₁）−（T₅）となり、交互に
出力されるが、標本化回路７で一回おきにサンプ
ルされるため標本化回路７の出力は前者又は後者
のいずれか一方となる。そのいずれになるかは標
本化回路７のサンプルする位相によつて異なる。
今標本化回路７の出力が（T₅）−（T₁）である
場合、これが正であるからクロツクパルスCPの
位相を遅らせる方向に制御される。やがてクロツ
クパルスCPの位相が第２図に示す時刻T₂まで変
化すると次のサンプル時刻はT₆となる。従つて
（T₆）−（T₂）＝０となり各サンプリング時点
での出力値が等しくなつて、比較的短時間で引き
込みが完了する。しかし、標本化回路７の出力が
（T₁）−（T₅）である場合は、クロツクパルス
CPの位相は進む方向に制御される。そして、時
刻T₅で出力されていたクロツクパルスCPがだん
だん早く出力されるようになり、時刻T₄→T₃→
T₂と変化する。時刻T₂で出力されるようになる
と、その次のクロツクパルスが時刻T₆で出力さ
れ、各サンプリング時点での出力値が等しくな
り、標本化回路７の出力は０となり引き込みが完
了する。しかし、この場合は引き込み完了までに
長時間を要し、しかも、この間において標本化タ
イミングが大きく移動することになる。このため
受信データの識別タイミングが確立されるまでに
長時間を要するという欠点がある。従つて、タイ
ミング確立のために情報の伝送に先立つて送られ
る例えばABAB…というようなタイミング成分
の多く含まれたトレーニング信号を長く送受する
必要があり、情報伝送の開始が遅れるという欠点
がある。またデータ変復調装置が複数個タンデム
接続された場合、あるいは従属同期モードで使用
する場合等には前述のタイミング位相の移動が等
価的に位相ジツタの増加となり伝送特性劣化の要
因となる。

本発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、
受信データの識別に適した識別タイミングを迅速
に確立することが可能なタイミング位相制御装置
を提供することにある。

本発明の制御装置は、多相位相変調、多相多値
変調を含む直交振幅変調によるデータ伝送の変復
調装置の受信部における２軸同期検波後の複素ベ
ースバンド信号の識別タイミング位相を制御する
タイミング位相制御装置において、位相変調信号
の変調周波数の４倍またはその整数倍の周波数の
矩形波を発生する位相同期発振器と、該位相同期
発振器の出力する矩形波を分周して変調周波数の
第１標本化クロツクおよび変調周波数の２倍の周
波数の第２標本化クロツクを発生させる分周回路
と、前記２軸同期検波後の複素ベースバンド信号
を遅延回路を介して入力し前記第１標本化クロツ
クによつて識別する第１標本化回路と、前記２軸
同期検波後の複素ベースバンド信号を２乗回路を
介して入力し前記第２標本化クロツクによつて標
本化する第２標本化回路と、該第２標本化回路の
出力値が各サンプリング時点で等しくなるように
前記位相同期発振器の発振位相を制御する位相ず
れ計算回路と、前記２乗回路出力が極大値をとる
タイミングを検出するピーク検出回路とを備え
て、該ピーク検出回路の出力信号によつて前記分
周回路の出力位相を制御し、該分周回路の出力す
る第１標本化クロツクによつて前記位相ずれ計算
回路の出力をサンプリングして前記位相同期発振
器に入力させることを特徴とする。

次に、本発明について、図面を参照して詳細に
説明する。

受信信号の電力の最大値は、符号変換点のほぼ
中央となるから、受信データの識別に適した識別
タイミングは、第２図に示した時刻T₄である。
第１図のバンドパスフイルタに入力される複素ベ
ースバンド信号の標本化タイミングは、前述した
ように時刻T₂とT₆に引込まれるから、受信デー
タの識別タイミングは時刻T₂とT₆の中間の時刻
T₄とすればよい。従つて、受信データの識別タ
イミングを迅速に確立するためには複素ベースバ
ンド信号を変調周波数の２倍の周波数でサンプリ
ングするクロツクパルスの位相が、始めから時刻
T₂とT₆の近傍にあり、かつ標本化回路７の出力
が例えば（T₆）−（T₂）を出力するように固定
されていればよい。

前述のように、標本化タイミング位相が始めか
ら時刻T₂、T₆に合つていれば、標本化タイミン
グ位相は殆んど動かずに引き込まれる。すなわ
ち、初期的な標本化タイミングの移動を防ぐこと
ができる。一方、データ変復調装置は、情報の伝
送を行なう前に、受信側にタイミング位相を引込
ませるために、ある定まつたトレーニング系列を
伝送する。これは、一般にトレーニング信号と言
われるもので、その最初の部分は、Ａ、Ｂ、Ａ、
Ｂ…というような繰り返し波形が使用されてい
る。このようなトレーニング信号は、変調周波数
成分（タイミング周波数成分）を豊富に含んだ信
号であるから、復調ベースバンド信号の電力は、
顕著に第２図のような波形となる。このような受
信信号から電力が極大値となるタイミングを検出
することにより、標本化タイミング位相を前述の
時刻T₂、T₆の近傍に選ぶことが可能である。最
初から時刻T₂、T₆の近傍のタイミング位相を選
べば、タイミング位相の引き込みを速くし、かつ
初期的な標本化タイミング位相の移動を防ぐこと
が可能である。従つて、受信データ識別タイミン
グを迅速に確立することが可能となる。

第３図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
である。すなわち、２軸同期検波後の複素ベース
バンド信号は後述する位相同期発振器１９の出力
する変調周波数の４倍又はその整数倍の周波数で
標本化されて端子１０に入力される。端子１０か
ら入力した複素ベースバンド信号は遅延回路２０
を通して第１の標本化回路２１に入力させ、また
２乗回路１３を通して第２の標本化回路１７に入
力させる。

上記遅延回路２０は後述する位相同期発振器１
９の出力する矩形波信号CKの１周期分の遅延回
路であり、第１の標本化回路２１は後記分周回路
１６の出力する変調周波数に同期した第１の標本
化クロツクCP₁によつて受信データを識別して出
力端子１２に出力する。

一方２乗回路１３の出力信号３１は、第２の標
本化回路１７によつて変調周波数の２倍の周波数
の第２の標本化クロツクCP₂によつてサンプリン
グされて位相ずれ計算回路１８に入力される。位
相ずれ計算回路１８は、第２の標本化回路１７の
出力が各サンプリング時点で等しくなるように位
相同期発振器１９の発振位相を制御する回路であ
る。例えば第４図に示すように構成されている。
すなわち、第１図に示した従来例からバンドパス
フイルタ３および２乗回路４を除いて構成され
る。そして、標本化回路７は、第１の標本化クロ
ツクCP₁が“１”のときにオンとなり、“０”の
ときにオフとなるように制御される。位相同期発
振器１９は、例えば変調周波数の４倍の周波数の
矩形波信号CKを発振する発振器であり、その位
相は入力電圧によつて可変され、位相ずれ計算回
路１８の出力が０になる方向に制御される。位相
同期発振器１９の出力CKは分周回路１６によつ
て２分周および４分周される。分周回路１６の２
分周出力は、変調周波数の２倍の周波数の第２標
本化クロツクCP₂であり、前記第２の標本化回路
１７に供給される。また、分周回路１６の４分周
出力は、変調周期の第１の標本化クロツクCP₁で
あり、前記第１の標本化回路２１に供給され受信
データの識別タイミングとして使用される。上記
第１の標本化クロツクCP₁は、また位相ずれ計算
回路１８の出力のサンプリングにも使用される。

さらに、前記２乗回路１３の出力３１は、ピー
ク検出回路１４によつて受信電力の極大時点が検
出され、ピーク検出回路１４の出力３２は、アン
ド回路１５を介して分周回路１６をクリヤさせ
て、分周動作の基点とされる。アンド回路１５の
もう一方の入力には、図示されない変復調装置が
一定以上の受信信号レベルを検出したときにオン
となるCDI等を遅延させた信号３３が端子１１か
ら供給されている。従つて前記ピーク検出回路１
４の出力による分周回路１６のクリヤは、受信信
号の始めの部分でだけ行なわれる。

上記ピーク検出回路１４は、例えば第５図に示
すように構成される。すなわち、２乗回路１３の
出力３１を遅延回路１４１および１４２の縦続接
続回路に入力させ、遅延回路１４１および１４２
のそれぞれの入、出力がコンパレータ１４３およ
び１４４によつて比較される。遅延回路１４１，
１４２の遅延時間は、それぞれ前記位相同期発振
器１９の出力する矩形波信号CKの１周期に等し
い。コンパレータ１４３は、遅延回路１４１の入
力より出力が大であるとき論理レベル“１”を出
力し、コンパレータ１４４は、遅延回路１４２の
入力の方が出力より大であるとき論理レベル
“１”を出力する。コンパレータ１４３および１
４４の両出力はアンド回路１４５によつて結合さ
れて出力される。従つて、アンド回路１４５は、
コンパレータ１４３，１４４の出力が共に“１”
であるとき“１”となる。すなわち、複素ベース
バンド信号の電力の極大値が遅延回路１４１の出
力側にきたときにピーク検出回路１４の出力が
“１”になり、ピーク検出がなされる。

次に、本実施例の動作について、第６図のタイ
ムチヤートを参照して説明する。同図ａは、位相
同期発振器１９の出力する矩形波信号CKが変調
周波数の４倍の周波数の場合を示す。同図ｂは２
乗回路１３の出力信号３１を、同図ｃはピーク検
出回路１４の出力信号３２を、同図ｄはアンド回
路１５に入力させるCDI信号を遅延させた信号３
３を示す。同図ｅは分周回路１６の出力する第２
の標本化クロツクCP₂であり、その立上りは矩形
波信号CKのいずれかの立上りに同期している。
また、同図ｆは分周回路１６の出力する第１の標
本化クロツクCP₁を示し、同様に矩形波信号CK
に同期している。従つて、受信信号の始めの部分
で信号３３が“１”である期間のピーク検出回路
１４の出力信号３２により分周回路１６がクリヤ
され、次の矩形波信号CKの立上りで第１および
第２の標本化クロツクCP₁およびCP₂が共に立上
る。第２の標本化クロツクCP₂はその後変調周期
の1/2ごとに立上ることになる。従つて、第２の
標本化クロツクCP₂の立上りで第２の標本化回路
１７により入力信号を標本化すれば、標本化され
た複素ベースバンド信号の位相は前述した第２の
時刻T₂、T₆に相当する。または、その近傍とな
る。従つて、位相ずれ計算回路１８は速やかに位
相同期発振器１９の位相引き込みを完了し、しか
も、標本化タイミング位相の初期的な移動も小さ
くすることができる。第４図に示した標本化回路
７は、第１の標本化クロツクCP₁が“１”である
ときにオンとなり、“０”であるときにオフする
から、前述の第２図における（T₆）−（T₂）を
とるか（T₂）−（T₆）をとるかを固定させるこ
とが可能である。今、（T₆）−（T₂）をとるこ
とにすれば、第２の標本化クロツクCP₂の位相が
進んでいるときは（T₆）−（T₂）は正であり、
遅れているときは負である。この場合は、位相ず
れ計算回路１８の出力が正のとき位相同期発振器
１９の発振位相を遅らせ、負のときは進ませるよ
うに制御する。すなわち標本化タイミングの初期
的移動は小である。信号３３が“１”の間はピー
ク検出回路１４のごとに上記動作が行なわれるが
一定時間の後に信号３３が“０”になればピーク
検出回路１４の出力は分周回路１６に与えられな
い。すなわち、受信信号の始めの部分で第２の標
本化クロツクCP₂の位相が選択された後は、通常
の位相制御状態となる。従つて、その後受信信号
の一時的異常によつてピーク検出の時刻が変動し
ても、これによつて位相制御が乱されることはな
い。そして、第１の標本化クロツクCP₁によつて
第１の標本化回路２１で遅延回路２０の出力する
受信信号を識別すれば、該識別時刻は第２図に示
した時刻T₄に相当し、データ変換点の中央で識
別することができる。すなわち、迅速に受信信号
識別タイミングが確立される効果がある。

上述の実施例は、位相同期発振器１９の発振周
波数が変調周波数の４倍である場合について説明
したが、位相同期発振器１９の発振周波数は、変
調周波数の４倍の整数倍であれば良いのであつ
て、その場合は前記ピーク検出回路１４の出力か
ら例えば２度目の矩形波信号CKの立上りを第２
の標本化クロツクCP₂の位相として選択すれば良
い。すなわち、第２の標本化クロツクCP₂の位相
を第２図で示した時刻T₂、T₆の近傍となるよう
に分周回路１６の出力を遅延させれば良い。

以上のように、本発明においては、受信信号を
復調した複素ベースバンド信号の電力が最大にな
る時点を検出し、該時点を基準にして位相同期発
振器の出力波形のどの立上りに第１および第２の
標本化クロツクの位相を合わせるかを制御し、か
つ位相ずれ計算回路の出力を前記第１の標本化ク
ロツクによつてサンプリングするように構成され
ているから、位相同期発振器の発振位相の引き込
みが速かに行なわれ、かつ、標本化タイミング位
相の初期的な移動を小さくすることが可能であ
る。同時に第１の標本化クロツクの位相も決定さ
れ、受信信号の識別タイミングを迅速に確立でき
る。従つて、自動等化器を持たないデータ変復調
装置の場合には、そのターンオンシーケンス中の
復調器のタイミング同期のためのシーケンスを短
くすることができる。また、従来のように、受信
信号入力時から標本化タイミングが大きく移動し
確立までに長時間を要することがないから、デー
タ変復調装置を複数個タンデム接続した場合又は
従属同期モードで使用する場合に生ずる位相ジツ
タの増大を防止できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から使用されているタイミング位
相制御回路の一例を示すブロツク図、第２図は複
素ベースバンド信号を標本化するタイミングと複
素ベースバンド信号の電力との関係を示す図、第
３図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第４
図は上記実施例の位相ずれ計算回路の構成の一例
を示すブロツク図、第５図は上記実施例のピーク
検出回路の構成の一例を示すブロツク図、第６図
は上記実施例の動作を説明するための主要各部の
信号を示すタイムチヤートである。 図において、１……複素ベースバンド信号を変
調周波数の２倍の周波数の標本化クロツクによつ
て標本化した信号、２……位相制御信号、３……
バンドパスフイルタ、４……２乗回路、５……遅
延回路、６……減算器、７……標本化回路、１
０，１１，１２……端子、１３……２乗回路、１
４……ピーク検出回路、１５……アンド回路、１
６……分周回路、１７……第２標本化回路、１８
……位相ずれ計算回路、１９……位相同期発振
器、２０……遅延回路、２１……第１標本化回
路、１４１，１４２……遅延回路、１４３，１４
４……コンパレータ、１４５……アンド回路、
CK……矩形波信号、CP₁……第１標本化クロツ
ク、CP₂……第２標本化クロツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多相位相変調、多相多値変調を含む直交振幅
   変調によるデータ伝送の変復調装置の受信部にお
   ける２軸同期検波後の複素ベースバンド信号の識
   別タイミング位相を制御するタイミング位相制御
   装置において、 位相変調信号の変調周波数の４倍またはその整
   数倍の周波数の矩形波を発生する位相同期発振器
   １９と、 該位相同期発振器の出力信号を分周して変調周
   波数の第１標本化クロツクおよび変調周波数の２
   倍の周波数の第２標本化クロツクを発生させる分
   周回路１６と、 前記２軸同期検波後の複素ベースバンド信号を
   遅延回路を介して入力し前記第１標本化クロツク
   によつて識別する第１標本化回路２１と、 前記２軸同期検波後の複素ベースバンド信号を
   ２乗回路を介して入力し前記第２標本化クロツク
   によつて標本化する第２標本化回路１７と、 該第２標本化回路の出力値が各サンプリング時
   点で等しくなるように前記位相同期発振器の発振
   位相を制御する位相ずれ計算回路１８と、前記２
   乗回路出力が極大値をとるタイミングを検出する
   ピーク検出回路１４と、該ピーク検出回路の出力
   信号によつて前記分周回路の出力位相を制御する
   手段とを備え、前記位相ずれ計算回路は、前記分
   周回路の出力する第１標本化クロツクによつて出
   力をサンプリングして前記位相同期発振器に入力
   させる構成である ことを特徴とするタイミング位相制御装置。