JPS639340A - 直交パ−シヤルレスポンス信号の復調装置 - 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復調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ＡＳＫＸＰＳＫあるいはＦＳＫなどの各種の方
式が実用化されている。そのような中で、占有帯域が４
相ＰＳＫよりも狭く、又変調器も比較的筒車な直交パー
シャルレスポンス変工周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値を有する
ＩデータとＱデータは、互いに直交する２つの搬送波信
号とバランスドミキサ５．６でｍけ合され、それぞれの
出力が合成器７で合成され、出力端子８より直行パーシ
ャルレスポンス信号として出力される。この構成は、４
相ＰＳＫの変調器と同じ構成である。但し、入力される
データが４相ＰＳＫの場合のように２値ではなく、第２
図中のＩデータ及び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”を割り当て、両端値に
“ｌ”を割り当てる（逆でも良い）。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。第３図において、■軸及
びＱ軸は第２図中のバランスドミキサ５．６に入力され
る互いに直交する２つの搬送波信号の位相に相当する。

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、パーシャルレスポンス信号の検波には通常同
期検波方式が用いられるが、そのための搬送波信号の再
生及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信号再生は、４
相ＰＳＫなどど比べると非常に複雑なものとなり　（「
パーシャルレスポンスを用いたデジータル無線装置」、
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、１９７７年６月、　　〔“Ｔｈ
ｅ　　　ＱＡＭ　　　２Ｇ−１０ＲＤｉｇｉｔａｌ　　
　Ｒａｄｉ。

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｕｓｉｎｇ　ａ　Ｐａｒｔｉａｌ
　Ｒｅ５ｐｏｎｓｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　　”、Ｆｕｊｉｔ
ｓｕ−Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ　　Ｊｏｕｎａｌ、ｐｐ２７〜４８、Ｊｕｎｅ　
　１９７７）　）　、そのため民生用途には適用しにく
いという問題点がある。

この問題を解決して民生用途に実用化した従来例（特願
昭６０−２３０１４３号）がある。第４図に、この従来
例の構成の一部を記載する。この従来例では、テレビジ
ョンの映像信号とデジタル変１Ｊ１（ＱＰＳＫや直行パ
ーシャルレスポンスなど）したデジタル副搬送波信号を
多重化して伝送し、受信側ではこのデジタル副搬送波信
号を検波するのに必要な互いに直交する２つの搬送波信
号再生を直接行わず、映像信号より得られる色副搬送波
信号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
搬送波信号γの周波数３．５８Ｍ！Ｉｚが得られるが、
これを５７４倍の周波数に合成する周波数合成器１）に
入力して、周波数４．４８Ｍｌ１ｚの互いに直交する２
つの搬送波信号を取り出す。一方、デジタル副搬送波信
号は送信時にあらかじめ色副搬送波信号の５７４倍の周
波数の互いに直交する２つの搬送波信号で変調しておく
ので、検波器１３．１４で同期検波が行われることにな
る。つまりデジタル変調波の搬送波信号再生を他の補助
信号（ここでは色副搬送波信号）を利用して行わさせよ
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、ＱＰＳＫ、直交パーシャルレスポンス、１
６ＱＡＭなどでは、その搬送波周波数ｆ０を補助信号の
周波数ｆ１のＮ／４（Ｎは自然数）に選べばよい。なぜ
ならｆｌをＮ／４倍するときｆｏ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、検波時の搬送波信号の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（補助信号が利用出来
る場合）、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、補助信号がら合成された
互いに直交する２つの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
僅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の搬送波信号再生用の
コスタスループを用い、直交パーシャルレスポンス信号
がＩ軸及びＱ軸のそれぞれにおいて２相ＰＳＫの取り得
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
態にある時には、上記の誤差電圧を保持させ正常な誤差
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いて得られる時、残された課題
はこの搬送波信号の位相をいかにし−ご最適に制御する
かということである。この目的の為に、従来ＰＳＫの搬
送波信号再生方式としてよ（知られているコスタスルー
プの利用が考えられる。しかし、直交パーシャルレスポ
ンス信号は９個の信号点を持つので、このままではコス
タスループは適用できない。ところが、■軸上あるいは
Ｑ軸上の信号点だけ取り出せば、これは■軸あるいはＱ
軸に相当する位相を有する２相’Ｐ　Ｓ　Ｋの取り得る
信号点となる。従って、直交パーシャルレスポンス信号
が２軸あるいはＱ軸の近傍にあるとき−に、コスタスル
ープを閉じれば位相誤差電圧θ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移相することで正確な検波位相を有
する搬送波信号を再生することができる。

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）において、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で互
いに直交する２つの搬送波信号となる・検波器１３．１
４の出力の検波信号は、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とともに、乗算器２
２で書は合せされる。

ここで、２しきい値コンパレータ３０．３１のしきい値
と検波信号の関係を第５図に示す。２しきい値コンパレ
ータ３０．３１は、検波信号が中央値（０ボルト付近）
のときロウレベルを、検波信号が両端値（±Ｓボルト付
近）のときハイレベルを出力するものであり、そのため
検波信号に対するしきい値は、＋Ｓ／２ボルトと−Ｓ／
２ポルトに設定する。

状態検出器３２では、２値パルス信号の状態が■軸ある
いはＱ軸において２相ＰＳＫの信号状態に相当する場合
を検出し、制御信号α、βを出力する。一方、乗算器２
２と出力は乗算器３５に入力され、制御信号αと掛け合
され低域フィルタ２３を経て、サンプルホールド回路３
３に入力される。サンプルホールド回路３３は、制御信
号βによりサンプル状態あるいはホールド状態の制御刊
がなされ、出力である位相誤差電圧φは可変位相器３４
に与えられ、その電圧に応じて移相量を変化される。

前述したように、低域フィルタ２３の出力に現れる位相
誤差電圧φは、人力される直交パーシャルレスポンス信
号がＩ軸あるいはＱ軸において２相ＰＳＫ　（第３図に
おける信号点ｄ、、ｆ、ｂ、ｈ）と見なせる時のみ有効
である。第６図に、位相誤差電圧φと位相誤差量の関係
を示す。第６図では、■軸で２相ＰＳＫ　（信号点ｄ、
ｆ）となった時の位相誤差電圧φと位相誤差量の関係を
実線で示し、Ｑ軸で２相ＰＳＫ　（信号点す、ｈ＞とな
った時の位相誤差電圧φと位相誤差量の関係を点線で示
している。第６図より、■軸とＱ軸で２相ＰＳＫとなっ
た時の位相誤差電圧φは橿性が反転している。

従って、状態検出器３２では２相ＰＳＫ状態が■軸であ
るかＱ軸であるかの検出を行い、どちらか一方の軸につ
いて極性を反転させ、２相ＰＳＫ状態が１軸であっても
Ｑ軸であっても正確な位相誤差電圧φが得られるように
制御信号αを出力する。

今２相ＰＳＫ状態として、第３図における信号点ｄとｒ
とすると、検波器１３の出力は両端値のいずれかになり
、一方検波３１４の出力の中央値となる。

そこで、両端値が入力される２しきい値コンパレータ３
０の出力はハイレベル、一方中央値の入力される２しき
い値コンパレータ３１の出力はロウレベルとなる。結局
、状態検出器３２は■データがハイレベル、Ｑデータが
ロウレベルの時、直交バー　Ｘ７ヤルレスポンス信号が
信号点ｄ又はｆのいずれかにある事が検出できるととも
に、■軸で２相ＰＳＫ状態であることが検出できる。な
お、２相ＰＳＫが第３図における信号点すとｈとみなす
場合には、Ｉデータがロウレベル、Ｑデータがロウレベ
ルのときに該当し、Ｑ軸で２相ＰＳＫ状態であることが
検出できる。

以上より、状態検出器３２は信号点ｄ又はｆ　　（１軸
での２相ＰＳＫ状態）を検出したとき負、それ以外の信
号点ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、ｉのとき正となる制御信
号αを出力し、乗算器２２の出力と制御信号αを乗算器
３５で掛け合せる事で、■軸での２相ＰＳＫ状態におけ
る低域フィルタの出力である位相誤差電圧φの極性を反
転させ、Ｑ軸での２相ＰＳＫ状態時の誤差電圧と一致さ
せる性御を行う。制御信号αの正あるいは負の出力につ
いては、信号点す、ｈと信号点ｄ、ｆについて一方が正
であれば他方が負である関係を有する出力であればよい
。従って、その他の信号点ａ、ｃ、ｅ、ｇｓ　　ｉＯ時
は、正負のいずれかであっても良い。

又、低域フィルタ２３の出力に現れる位相誤差電圧φは
、入力される直交パーシャルレスポンス信号がＩ軸ある
いはＱ軸において２相ＰＳＫ状態、言い換えると、信号
点す、ｄ、ｆ、ｈの時有効である事より、この場合のみ
サンプルホールド回路３３をサンプル状態とし、従って
低域フィルタ２３の出力の位相誤差電圧φがそのまま可
変移相器３４に与えられるようにすれば良い事になる。

直交パーシャルレスポンス信号がそれ以外の状態（信号
点ａ、ｃ、ｅ、ｇＳ　ｉ）にある時には、サンプルホー
ルド回路３３をホールド状態にして直前の位相誤差電圧
φを保持させる。このような規則でサンプルホールド回
路３３を制御するのが状態検出器３２の出力の制御信号
βである。制御信号βは信号点ｂ、ｄｆ、ｈの時ハイレ
ベル（あるいはロウレベル）となり、サンプルホールド
回路２３をサンプル状態とし、それ意外の信号点ａ、ｃ
、ｅ、ｇ、ｉの時ロウレベル（あるいはハイレベル）と
なりホールド状態にする。

■データがハイレベルである確立は１／２、同様にＱデ
ータがロウレベルである確立は１／２、従って状態検出
器３２が直交パーシャルレスポンス信号をＩ軸において
２相ＰＳＫとみなす確率はその積の１７４となる。同様
に、Ｑ軸において２相ＰＳＫとみなす確率も１／４であ
る。以上より、直交パーシャルサスポンス信号を■軸と
Ｑ軸で２相ＰＳＫとみなす確率は、その和の１７２とな
る。つまり、サンプルホールド回路３３がサンプ状態と
なり、コスタスループが有効に作用する時間比率は１／
２となる。このことは、コスタスループのループゲイン
が１７２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ているのは、位相の引き込みであ
って、一般の搬送波信号再生における周波数の引き込み
（キャプチャレンジの確保）は不要であるので、この程
度のループゲインの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ｆ０は、補助信号の周波数ｆ、
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３４（ｘ）、３４　（
ｙ）　、３４　（ｚ）のいずれかの位置に設置しても出
力搬送波信号の位相をずらすことが出来る。

又３４　（ｘ）　、３４　（Ｙ）　、３４　（ｚ）のい
ずれの位置でも通過する信号はパス信号であるので、可
変移相器３４の実施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タの
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。第８図中の３４　（ｙ）　、３４（ｚ）の位置にお
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、直交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、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
波信号の位相調整を２相ＰＳＫ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図は本発明の一実施例における直交パーシャルレス
ポンス信号の復調装置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のブロック図
、第５図は検波信号波形としきい値の関係を示す説明図
、第６図はＩ軸及びＱ軸における位相誤差電圧と位相誤
差両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
ンスドミキサ、１）・・・・・・周波数合成器、１３．
１４・・・・・・検波器、２２．３５・・・・・・乗算
器、２５・・・・・・位相分離器、３０．３１・・・・
・・２しきい値コンパレータ、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・・・・・・電代
理人の氏名　弁潜士　中尾敏男　ほか１名＼　５　＼　
　　＼　る　＼ 第３図 遼） 赳翠ユ゛朗呟駅唄　＼

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、前記搬送波信号を移相する可変移相器と、前記
   可変移相器の出力信号を互いに位相の直交する第１及び
   第２の搬送波信号に分離する位相分離器と、前記第１及
   び第２の搬送波信号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第１及び第２の検波器と
   、前記第１及び第２の検波器の出力の検波信号を掛け合
   せる第１の乗算器と、第１の乗算器の出力を一方の入力
   とする第２の乗算器と、第２の乗算器の出力に接続され
   る低域フィルタと、前記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と、前
   記第１及び第２の検波器の出力の検波信号の中央値と両
   端値の検出を行う第１及び第２の２しきい値コンパレー
   タと、前記第１及び第２の２しきい値コンパレータの出
   力状態に基づき第１及び第２の制御信号を出力する状態
   検出器を備えると共に、前記状態検出器に於て第１及び
   第２の２しきい値コンパレータ出力の予め定めた一方が
   中央値で他方が両端値の場合に正の出力、それ以外の場
   合には負の出力となる第１の制御信号は、第２の乗算器
   の他方の入力に接続され、又前記第１及び第２の２しき
   い値コンパレータの出力のどちらか一方が中央値、他方
   が両端値にある時に前記サンプルホールド回路がサンプ
   ル状態になり、それ以外の時はホールド状態となるよう
   制御する第２の制御信号は、サンプルホールド回路に接
   続されることを特徴とする直交パーシャルレスポンス信
   号の復調装置。
2. （２）可変移相器は、周波数合成器の内部に組み込まれ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の直
   交パーシャルレスポンス信号の復調装置。