WO2001026315A1 - Procede et circuit d'acquisition - Google Patents

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WO2001026315A1
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Kenichi Shiraishi
Akihiro Horii
Shoji Matsuda
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Kabushiki Kaisha Kenwood
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Definitions

  • the synchronization acquisition circuit according to the third aspect of the present invention includes:
  • the frequency control means includes:
  • a phase error identification unit that identifies a phase error by comparing a phase of the baseband signal whose phase has been rotated by the complex operation execution unit with an absolute phase, and based on the phase error identified by the phase error identification unit.
  • Frequency error specifying means for specifying a frequency error included in the baseband signal; and the waveform data generating means based on the phase error specified by the phase error specifying means and the frequency error specified by the frequency error specifying means.
  • the TMCC data 111 is transmission multiplex configuration identification data indicating a multiplex configuration of a modulation method multiplexed by time division.
  • the superframe identification pattern 112 is a pattern for identifying the position of each frame in the superframe.
  • the main signal section 101 is transmitted using a modulation scheme such as TC 8 PSK (Trel 1 is-Coded 8PSK) or QPSK.
  • the burst symbol section 102 is a Pseudo Noise (Pseudo Noise) signal that is transmitted using BPS and is reset for each frame, and energy is spread.
  • the BPSK de-Matsuba 4-1 to 4-3 are used to detect the frame synchronization pattern 110 of the 20 symbols transmitted by BPSK modulation.
  • the baseband This is for restoring the digitized signal from the signal point position of the signal.
  • the received signal points are specified on the Q vector plane and converted to digitized signals.
  • the BPSK demapping circuit 20 performs conversion into a digital signal using the I-Q vector plane shown in FIG.
  • the frame synchronization pattern detection circuit 5-1 outputs a frequency error.
  • the frame synchronization pattern detection circuit 5-2 has a frequency error
  • the frame synchronization pattern detection circuit 5-3 has a frequency error of 1.3 (MHz).
  • the frequency range of + Z—700 kHz corresponds to the frequency range of + Z—700 kHz.
  • the phase error detection circuit 8 generates a phase error signal PED corresponding to the obtained phase error and sends it to the frequency error calculation circuit 9 and the loop filter 10.
  • Complex arithmetic circuit A carrier recovery loop is configured to remove the frequency error of the carrier (carrier) contained in the in-phase component I and quadrature component Q of the baseband signal input to the baseband signals 2-1 to 2-3.
  • the BPSK demapper: ⁇ 4-3 are 8 BPS each Equipped with a K demapping circuit 20 to 27, it converts to a digital signal using eight I-Q vector planes in which the phase of the BPSK judgment reference boundary line B is rotated.
  • the complex operation circuit 51 sends the generated I signal R I and Q signal RQ to the band limiting filter 52.
  • the AND gate A 15—1 outputs a high voltage when any of the AND gates A 10—1 A14—1 outputs a high voltage. Accordingly, the synchronization detection circuit 40-1 notifies the evening timing generation circuit 55 via the ⁇ R gate 48-1 that the frame synchronization pattern 110 has been detected.
  • the frame synchronization pattern detection circuit 54-4 sets the frame synchronization pattern detection circuit 54-4 to the frame synchronization pattern. Detects frame synchronization pattern 110 when converted to correspond to the frequency of the intermediate frequency signal (BS-IF signal) within the frequency range lower than the frequency range where 110 can be detected can do.
  • BS-IF signal intermediate frequency signal
  • the timing generation circuit 55 determines that the frame synchronization pattern detection circuit 54-4 has detected the frame synchronization pattern 110, the timing generation circuit 55 notifies the AFC circuit 59 of 1.05 MHz as an offset frequency. .
  • the timing generation circuit 55 When it determines that 4-5 has detected the frame synchronization pattern 110, it notifies the AFC circuit 59 of —1.75 MHz as the offset frequency.
  • the frame synchronization pattern detection circuit 54-3 can detect the frame synchronization pattern. Then, the complex arithmetic circuit 51 changes the frequency of the baseband signal.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Description

明 細 書
同期捕捉回路及び同期捕捉方法
技術分野
この発明は、 R Fチャンネルを捕捉するための同期捕捉回路に係り、 特に、 短時間で R Fチャンネルを捕捉することができる同期捕捉回路に 関する。
背景技術
B S (Broadcasting Satellite) ディジタル放送を受信する際に所定 の周波数の R F (Radio Frequency) チャンネルを捕捉するために同期 を確立する同期捕捉回路として、 図 1 5に示すようなものである。
B ディジ夕ル放送は、 種々のディジ夕ル変調方式を時間分割して多 重化したフレーム構成でディジ夕ル信号を伝送することとしており、 R Fチヤンネルを捕捉するためには、 フレーム同期パターンを検出して同 期を確立する必要がある。
このフレーム同期パターンは、 B P S K変調方式により伝送される 2 0シンボルのディジ夕ル信号で構成され、 図 1 5に示すような同期捕捉 回路は、 B P S Kデマッパ 7 3によりディジタル信号を復元し、 フレー ム同期パターン検出回路 74により所定のフレーム同期パターンを検出 する。
8 ? 31^デマッパ 7 3は、 ベースバンド信号の同相 （ I ： In- Phase) 成分と直交 （Q ： Quadrature-Phase) 成分に基づいて I — Qべク トル平 面上での信号点位置を特定し、 その信号点から求められる位相によりデ イジタル信号の値 （ 0又は 1 ) を特定する。
例えば、 B P S Kデマツバ 7 3は、 図 1 6に示すような I 一 Qべク ト ル平面において、 信号点が斜線部にあればディジタル信号の値を " 1 " とし、 信号点が白地部にあれば " 0 " とする。 すなわち、 B P S Kデマ ツバ 7 3は、 受信信号の位相を示す信号点が I 一 Qべク トル平面上の B P S K判定基準境界線 B Lにより分けられる 2つの領域のいずれに存在 するかにより、 伝送されたディジタル信号の値を特定する。
ここで B Sディジタル放送を受信する際には、 まず、 受信電波を OD U (OutDoor Unit) にて中間周波信号である B S— I F (Broadcasting Satellite-Intermediate Frequency) 信号にダウンコンバートする。 そして、 この B S— I F信号を所定の周波数に固定された局部発振信 号を用いて準同期検波することによりベースバンド信号を得る。
準同期検波を行う際に用いられる局部発振信号は、 所定の周波数に固 定されていることから、 ODUにてダウンコンバートする際に生じた周 波数誤差は、 B S— I F信号に現れると共に、 ベースバンド信号にも現 れることとなる。
また、 このような同期捕捉回路では、 フレーム同期パターンを検出す る際、 キャリア （搬送波） を再生するための周波数同期が行われない。 このため、 フレーム同期パターンを検出する際には、 B P S Kデマツ パ 7 3がベースバンド信号から特定する I 一 Qべク トル平面上の信号点 は、 周波数誤差により、 シンボル毎に I 一 Qベク トル平面上を回転方向 に移動する。 つまり、 受信信号位相角が変化して位相回転が生じる。 すなわち、 例えば、 送信側でビッ ト " 1 " を割り当てた信号点の位置 は、 受信側では、 2 0ビッ トのフレーム同期パターンを示すシンボルを 受信する間に、 図 1 7に示すような I 一 Qべク トル平面上を回転方向に 移動していく。
こうした周波数誤差を含んだベースバンド信号から正しく フレーム同 期パターンを検出するためには、 送信側にて所定のディジ夕ル信号の値 (" 0 " 又は " 1 ") を割り当てた信号点が、 受信側でフレーム同期パタ ーンを構成するシンボルを受信する間に、 I 一 Qべク トル平面上の B P S K判定基準境界線 B Lを跨がないようにしなければならない。
ここで、 送信側で所定のディジタル信号の値 （" 0 " 又は " 1 ") を割 り当てた信号点が、 受信側で I 一 Qべク トル平面上の B P S K判定基準 境界線 B Lを跨いでしまうと、 8 ? 3 デマッパ 7 3は、 それ以後、 反 転したディジタル信号の値に変換する。 従って、 フレーム同期パターン を正しく検出することができない。
上記従来の同期捕捉回路では、 B P S K判定基準境界線 B Lが固定さ れた 1つの I 一 Qべク トル平面上で信号点の位置を特定し、 ディジ夕ル 信号に変換している。
この点、 B Sディジタル放送の伝送方式に対応するため、 B P S K判 定基準境界線 B Lの位置が異なる （位相が回転した） 複数の B P S Kデ マツパを設けて、 ベースバンド信号に位相誤差が生じてもフレーム同期 パターンを正しく検出できるようにした同期捕捉回路がある。
しかし、 このような同期捕捉回路でも、 各 B P S Kデマッパでは、 B P S K判定基準境界線 B Lを固定した 1つの I 一 Qべク トル平面上で信 号点の位置を特定してディジ夕ル信号に変換することから、 ベースバン ド信号に含まれる周波数誤差が所定の値より大きくなる場合には、 フレ ーム同期パターンを正しく検出することができなかった。
ここで、 B P S K判定基準境界線 B Lを固定した場合、 送信側で所定 のディジタル信号の値 （ 0又は 1 ) を割り当てた信号が、 受信側でフレ ーム同期パターンを示すシンボルを受信する間に B P S K判定基準境界 線 B Lを跨ぐことなく受信することができる最大の周波数誤差△ f は、 数式 1 により求められる。
(数 1 ) Δ f = ((π /N)/ 2 π) X F s
ここで、 πは円周率を示し、 Νはフレーム同期パターンのシンボル数 を示し、 F sは、 シンボルレートを示す。 これにより、 例えば、 シンボルレートが 2 8. 8 6 0 MH zである B ディジタル放送の場合、 2 0シンボルで構成されるフレーム同期パ夕 ーンを正しく検出できるための最大の周波数誤差は + /_ 7 2 1. 5 k H zとなる。
一方、 B Sディジタル放送では、 1つの R Fチャンネルを捕捉する際、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差が + Z— 2 MH zとなる範囲か らフレーム同期パターンを検出できなければならない。
このため、 従来の同期捕捉回路では、 AF C回路 7 9の出力を調整し て、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差が 0 H zである場合にフレ ーム同期パターンを検出するためのスキャンと、 周波数誤差が + 1. 3
MH zである場合にフレーム同期パターンを検出するためのスキャンと、 周波数誤差が一 1. 3 MH zである場合にフレーム同期パターンを検出 するためのスキャンという、 3通りのスキヤンを順次実行する必要があ つた。
このような従来の同期捕捉回路によると、 R Fチャンネルを捕捉する ための周波数と受信側にて選曲するためのローカル発振器の周波数との 偏差が最大となる場合に、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差が最 大となる。
この場合には、 上記 3通りのスキャンを順次実行する必要があり、 R Fチャンネルを捕捉するまでに長い時間を要していた。
この発明は、 上記実状に鑑みてなされたものであり、 短時間で同期を 確立してチャンネルを捕捉することができる同期捕捉回路を提供するこ とを目的とする。
発明の開示
上記目的を達成するため、 この発明の第 1の観点に係る同期捕捉回路 は、 受信電波をダウンコンパ一トした中間周波信号により伝送されたべ一 スパンド信号を受信して無線周波チャンネルを捕捉する同期捕捉回路で あって、
並列に配置された複数個のパターン検出手段であって、 それぞれが異 なる周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信号 を受信して所定のフレーム同期パターンを検出するよう動作するもので ある複数個のパターン検出手段と、
前記複数個のパターン検出手段のいずれかがフレーム同期パターンを 検出すると、 フレーム同期を確立してベースバンド信号に含まれる周波 数誤差を除去するためのキヤリアを再生するキヤリァ再生手段とを備え ることを特徴とする。
より具体的には、 同期捕捉回路は、
所定の周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド 信号を受信して所定のフレーム同期パターンを検出する第 1のパターン 検出手段と、
前記第 1のパターン検出手段がフレーム同期パターンを検出可能なベ 一スパンド信号を伝送する中間周波信号の周波数範囲よりも、 高周波の 周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信号を受 信して、 所定のフレーム同期パターンを検出する第 2のパターン検出手 段と、
前記第 1のパターン検出手段がフレーム同期を検出可能なベースバン ド信号を伝送する中間周波信号の周波数範囲よりも、 低周波の周波数範 囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信号を受信して、 所定のフレーム同期パターンを検出する第 3のパターン検出手段と、 前記第 1乃至第 3のパターン検出手段のいずれかがフレーム同期パ夕 ーンを検出すると、 フレーム同期を確立してベースバンド信号に含まれ る周波数誤差を除去するためのキヤリアを再生するキヤリァ再生手段と を備えている。
そして、 各前記第 1乃至第 3のパターン検出手段は、 それぞれ、 受信したベースバンド信号の位相を特定して、 特定した位相に対応し たディジタル信号に変換する信号変換手段と、
前記信号変換手段の変換により生成されたディジタル信号に所定のフ レーム同期パターンが含まれているか否かを判別する信号判別手段とを 備えることが望ましい。
これにより B P S K変調方式等の位相変調方式により伝送されるフレ ーム同期パターンを検出することができる。
前記信号変換手段は、
ベースバンド信号の位相に対応したディジ夕ル信号に変換する際にデ ィジ夕ル信号の値を特定する基準となる判定基準境界線の位相が、 それ ぞれ φ = 4 5 ° Χ η ( ηは 0 7の整数） だけ回転した位相平面上でベ —スパンド信号の位相を特定してディジ夕ル信号に変換する 8つのデマ ッビング手段を備え、
前記信号判別手段は、
前記 8つのデマッビング手段それぞれの変換により生成された各ディ ジ夕ル信号系列に所定のフレーム同期パターンが含まれているか否かを 判別する 8つの系列判別手段と、
前記 8つの系列判別手段のうちの少なく とも 1つによりディジ夕ル信 号系列に所定のフレーム同期パターンが含まれていると判別されると、 フレーム同期パターンが検出されたことを前記キヤリァ再生手段に通知 する手段とを備えることが望ましい。
これにより、 階層化伝送方式といった、 各種の変調方式が多重化され て情報が伝送される場合にベースバンド信号に位相誤差が生じてもフレ ーム同期パターンを正しく検出することができる。
また、 各前記第 1乃至第 3のパターン検出手段は、 それぞれ、 ベースバンド信号の位相を回転させるための波形データを生成する波 形データ作成手段と、
前記波形データ作成手段により作成された波形データと受信したベ一 スパンド信号との複素演算を実行することによりベースバンド信号の位 相を回転させる複素演算実行手段とを備え、
前記キヤリァ再生手段は、
前記第 1乃至第 3のパターン検出手段のうちのいずれがフレーム同期 パターンを検出したかを特定する特定手段と、
前記第 1乃至第 3のパターン検出手段のうち、 前記特定手段より特定 されたものが備える前記複素演算実行手段が位相を回転させたベースバ ンド信号を選択する信号選択手段と、
前記信号選択手段により選択されたベースバンド信号の位相と絶対位 相とを比較して位相誤差を特定する位相誤差特定手段と、
前記位相誤差特定手段により特定された位相誤差に基づいてベースバ ンド信号に含まれる周波数誤差を特定する周波数誤差特定手段と、 前記位相誤差特定手段により特定された位相誤差と前記周波数誤差特 定手段により特定された周波数誤差に基づいて、 前記第 1乃至第 3のパ ターン検出手段のうち、 前記特定手段により特定されたものが備える前 記波形データ作成手段を制御して、 ベースバンド信号に含まれる位相誤 差と周波数誤差を除去するためのキヤリアを再生する手段とを備えるこ とが望ましい。
これにより、 フレーム同期が確立した場合にベ一スパンド信号に含ま れる位相誤差や周波数誤差を除去する位相同期や周波数同期を行うこと ができる。 また、 この発明の第 2の観点に係る同期捕捉回路は、
受信電波を周波数変換して得られた中間周波信号により伝送されたべ 一スパンド信号を受信して B Sディジ夕ル放送における無線周波チャン ネルを捕捉する回路であって、 無線周波チヤンネルを捕捉するための中 間周波信号の周波数範囲全体に対応した周波数誤差を含むベースバンド 信号を受信し、 周波数誤差の範囲に応じたディジ夕ル信号への変換を行 つてフレーム同期パターンを検出し、 フレーム同期パターンを検出した ベースバンド信号に含まれる周波数誤差の範囲に基づいて、 ベースバン ド信号の周波数に同期するキヤリアを再生してフレーム同期を確立する ことを特徴とする。
この発明によれば、 B Sディジ夕ル放送の無線周波チャンネルを捕捉 するために受信したベースバンド信号に含まれる周波数誤差の範囲に応 じて変換したディジ夕ル信号からフレーム同期パターンを検出すること ができ、 素早くフレーム同期を確立して、 短時間で R Fチャンネルを捕 捉することができる。
また、 この発明の第 3の観点に係る同期捕捉回路は、
受信信号をダウンコンパ一トした中間周波信号により伝送されたべ一 スバンド信号を受信して無線周波チャンネルを捕捉する同期捕捉回路で あって、
シンポル単位で位相変調された受信ベースバンド信号の位相を特定し て、特定した位相に対応するディジタル信号に変換する信号変換手段と、 前記信号変換手段の変換により生成されたディジ夕ル信号に基づいて ベースバンド信号により伝送される所定のフレーム同期パターンを検出 する、 並列に配置された複数個のパターン検出手段であって、 それぞれ が異なる周波数範囲内にある中間周波信号の周波数と関連付けられてい るような複数個のパターン検出手段と、 複数個のパターン検出手段のいずれかがフレーム同期パターンを検出 すると、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差に対応したオフセッ ト 周波数だけベースバンド信号の周波数を変換して前記信号変換手段に位 相を特定させてフレーム同期を確立する周波数制御手段とを備えること を特徴とする。
より具体的には、 第 3の観点に係る同期捕捉回路は、
受信信号をダウンコンパ一トした中間周波信号により伝送されたべ一 スパンド信号を受信して無線周波チャンネルを捕捉する同期捕捉回路で あって、
シンボル単位で位相変調された受信ベースバンド信号の位相を特定し て、特定した位相に対応するディジ夕ル信号に変換する信号変換手段と、 前記信号変換手段の変換により生成されたディジ夕ル信号に基づいて、 前記無線周波チャンネルに割り当てられる帯域の中心周波数が、 中間周 波信号の所定の周波数範囲内にある中間周波信号の周波数に対応する場 合に、 ベースバンド信号により伝送される所定のフレーム同期パターン を検出する第 1のパターン検出手段と、
前記信号変換手段の変換により生成されたディジタル信号に基づいて、 前記無線周波チャンネルに割り当てられる帯域の中心周波数が、 前記第 1のパターン検出手段によりフレーム同期パターンを検出可能な中間周 波信号の周波数範囲よりも、 高周波の周波数範囲内にある中間周波信号 の周波数に対応する場合に、 ベースバンド信号により伝送される所定の フレーム同期パターンを検出する第 2のパターン検出手段と、
前記信号変換手段の変換により生成されたディジ夕ル信号に基づいて、 前記無線周波チャンネルに割り当てられる帯域の中間周波数が、 前記第 2のパターン検出手段によりフレーム同期パターンを検出可能な中間周 波信号の周波数範囲よりも、 さらに高周波の周波数範囲内にある中間周 波信号の周波数に対応する場合に、 ベースバンド信号により伝送される 所定のフレーム同期パターンを検出する第 3のパターン検出手段と、 前記信号変換手段の変換により生成されたディジ夕ル信号に基づいて、 前記無線周波チャンネルに割り当てられる帯域の中心周波数が、 前記第 1のパターン検出手段によりフレーム同期パターンを検出可能な中間周 波信号の周波数範囲よりも、 低周波の周波数範囲内にある中間周波信号 の周波数に対応する塲合に、 ベースバンド信号により伝送される所定の フレームパターンを検出する第 4のパターン検出手段と、
前記信号変換手段の変換により生成されたディジタル信号に基づいて、 前記無線周波チャンネルに割り当てられる帯域の中心周波数が、 前記第 4のパターン検出手段によりフレーム同期パターンを検出可能な中間周 波信号の周波数範囲よりも、 さらに低周波の周波数範囲内にある中間周 波信号の周波数に対応する場合に、 ベ一スパンド信号により伝送される 所定のフレームパターンを検出する第 5のパターン検出手段と、
前記第 1乃至第 5のパターン検出手段のいずれかがフレーム同期パ夕 ーンを検出すると、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差に対応した オフセッ ト周波数だけベースバンド信号の周波数を変換して前記信号変 換手段に位相を特定させることにより、 前記第 1のパターン検出手段に フレーム同期パターンを検出させてフレーム同期を確立する周波数制御 手段とを備える、
ことを特徴とする。
そして、 この発明によれば、 第 1乃至第 5のパターン検出手段は、 そ れぞれ、 信号変換手段の変換により生成されたディジ夕ル信号に基づい て、 無線周波チャンネルに割り当てられた帯域の中心周波数が、 所定の 周波数範囲にある中間周波信号の周波数に対応する場合に、 フレーム同 期パターンを検出することができる。 そしてフレーム同期パターンを検出すると、 ベースバンド信号に含ま れる周波数誤差に応じたオフセッ ト周波数だけベースバンド信号の周波 数を変更して、 第 1のパターン検出手段によりフレーム同期パターンを 検出することができる。
これにより、 第 1のパターン検出手段を他のパターン検出手段よりも 広い帯域のベースバンド信号からフレーム同期パターンを検出すること ができるようにしておく ことで、 広い周波数範囲を素早くスキャンする と共に、 安定したフレーム同期を確立することができる。
また、 前記信号変換手段は、
ベースバンド信号の位相に対応したディジ夕ル信号に変換する際にデ ィジタル信号の値を特定する基準となる判定基準境界線の位相が、 それ ぞれ φ = 4 5 ° x n ( ηは 0〜7の整数） だけ回転した位相平面上でベ 一スパンド信号の位相を特定してディジ夕ル信号に変換する 8つのデマ ッビング手段を備え、
前記第 1のパターン検出手段は、
前記 8つのデマッビング手段それぞれの変換により生成された各ディ ジ夕ル信号系列に所定のフレーム同期パターンが含まれているか否かを 判別する 8つの系列判別手段と、
前記 8つの系列判別手段のうちの少なく とも 1つにより所定のフレー ム同期パターンが含まれていると判別されると、 フレーム同期パターン が検出されたことを前記周波数制御手段に通知する手段とを備え、 前記第 2乃至第 4のパターン検出手段は、
それぞれが前記 8つのデマッビング手段の変換により生成された各デ ィジ夕ル信号系列のうち 3つを用いて所定のフレーム同期パターンが含 まれているか否かを判別する 8つの第 1の回転系列判別手段を備え、 前記第 3及び第 5のパターン検出手段は、 それぞれが前記 8つのデマッビング手段の変換により生成された各デ イジタル信号系列のうち 4つを用いて所定のフレーム同期パターンが含 まれているか否かを判別する 8つの第 2の回転系列判別手段を備えるこ とが望ましい。
また、 前記第 1乃び第 2の回転系列判別手段は、
ディジ夕ル信号系列をビッ ト毎に遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段から、 受信時刻の経過に従って判定基準境界線の位相が 同一方向に回転するようにディジタル信号系列を抽出して所定のフレー ム同期パターンが含まれているか否かを判別する手段を備えることが望 ましい。
これにより第 2乃至第 5のパターン検出手段は、 それぞれ異なった周 波数範囲に対応するベースバンド信号により伝送されるフレーム同期パ ターンを検出することができる。
より具体的には、 前記第 2のパターン検出手段が備える前記第 1の回 転系列判別手段と前記第 4のパターン検出手段が備える前記第 1の回転 系列判別手段は、 受信時刻の経過に従って判定基準境界線の位相が回転 する方向が、 互いに逆となるように前記遅延手段からディジ夕ル信号系 列を抽出し、
前記第 3のパターン検出手段が備える前記第 2の回転系列判別手段と 前記第 5のパターン検出手段が備える前記第 2の回転系列判別手段は、 受信時刻の経過に従って判定基準境界線の位相が回転する方向が、 互い に逆となるように前記遅延手段からディジ夕ル信号系列を抽出すること が望ましい。
また、 前記周波数制御手段は、
ベースバンド信号の位相を回転させるための波形デ一夕を生成する波 形データ作成手段と、 前記波形データ作成手段により作成された波形データと受信したベ一 スパンド信号との複素演算を実行することによりベースバンド信号の位 相を回転させる複素演算実行手段と
前記複素演算実行手段により位相が回転させられたベースバンド信号 の位相と絶対位相とを比較して位相誤差を特定する位相誤差特定手段と、 前記位相誤差特定手段により特定された位相誤差に基づいてベースバ ンド信号に含まれる周波数誤差を特定する周波数誤差特定手段と、 前記位相誤差特定手段により特定された位相誤差と前記周波数誤差特 定手段により特定された周波数誤差に基づいて、 前記波形データ作成手 段を制御して、 ベースバンド信号に含まれる位相誤差と周波数誤差を除 去するためのキヤリアを再生する手段とを備える、
ことが望ましい。
また、 この発明の第 4の観点に係る同期捕捉方法は、
受信電波をダウンコンパ一卜した中間周波信号により伝送されたべ一 スパンド信号を受信して無線周波チヤンネルを捕捉するための方法であ つて、
所定の周波数範囲にある中間周波信号により伝送されるベースバンド 信号を受信して所定のフレーム同期パターンを検出する第 1 のパターン 検出ステップと、
前記第 1 のパターン検出ステップにてフレーム同期パターンを検出可 能なベースバンド信号を伝送する中間周波信号の周波数範囲よりも、 高 周波の周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信 号を前記第 1 のパターン検出ステップと同時に受信して、 所定のフレー ム同期パターンを検出する第 2のパターン検出ステップと、
前記第 1 のパターン検出ステップにてフレーム同期パターンを検出可 能なベースバンド信号を伝送する中間周波信号の周波数範囲よりも、 低 周波の周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信 号を前記第 1 及び第 2のパターン検出ステップと同時に受信して、 所定 のフレーム同期パターンを検出する第 3のパターン検出ステップと、 前記第 1乃至第 3のパターン検出ステツプのいずれかにおいてフレー ム同期パターンを検出すると、 フレーム同期を確立してベースバンド信 号に含まれる周波数誤差を除去するためのキヤリアを再生するキャリア 再生ステップとを備える、
ことを特徴とする。
図面の簡単な説明
第 1図は、 階層化伝送方式のフレーム構成の一例を示す図である。 第 2図は、 送信側における各変調方式ごとのマツビングを示す模式 図である。
第 3図は、 この発明の第 1の実施の形態に係る同期捕捉回路の構成を 示す図である。
第 4図は、 B P S Kデマツバがディジ夕ル信号を復元する際に用いる I — Qべク トル平面を示す図である。
第 5図は、 B P S Kデマツバの構成を示す図である。
第 6図は、 フレーム同期パターン検出回路の構成を示す図である。 第 7図は、 同期検出回路の構成を示す図である。
第 8図は、 この発明の第 2の実施の形態に係る同期捕捉回路の構成を 示す図である。
第 9図は、 フレーム同期パターン検出回路の構成を示す図である。 第 1 0図は、 同期捕捉回路がフレーム同期パターンを検出するための 信号点配置を説明するための図である。
第 1 1図は、 同期検出回路の構成を示す図である。
第 1 2図は、 フレーム同期パターン検出回路の構成を示す図である。 第 1 3図は、 同期検出回路がフレーム同期パターンを検出するための 信号点配置を説明するための図である。
第 1 4図は、 同期検出回路の構成を示す図である。
第 1 5図は、 従来の同期捕捉回路の構成を示す図である。
第 1 6図は、 B P S Kデマツバが用いる I _Qべク トル平面を示す図 である。
第 1 7図は、 周波数誤差による信号点の移動について説明するための 図である。
発明の実施の形態
(第 1の実施の形態）
以下に、 図面を参照して、 この発明の第 1の実施の形態に係る同期捕 捉回路について詳細に説明する。
この同期捕捉回路は、 〇DU (OutDoor Unit) 等が受信電波をダウン コ ンバー ト する こ と によ り 得 ら れた B S - I F ( Broadcasting Satellite-Intermediate Frequency) 信号を、 直交検波器で準同期検波 し、 得られたベースバンド信号を量子化したものを受信して同期を確立 する。
この同期捕捉回路に入力されるベースバンド信号は、 必要とする C/ N (Carrier- to- Noise ratio) 値が異なる複数の変調方式、 例えば 8 P S K (Phase Shi ft Keying) 変調、 QP S K (Quadrature PSK) 変調、 B P S K (Binary PSK) 変調が時間毎に組み合わされ、 フレーム毎に繰 り返し伝送される。 このような伝送方式を階層化伝送方式という。
図 1は、 この階層化伝送方式のフレーム構造を示す図である。
図示するように、 このフレームは、 3 9 9 3 6シンボルで 1フレーム を形成し、 1 9 2シンボルからなるヘッダ部 1 0 0と、 複数の対として 形成された 2 0 3シンポルの主信号部 1 0 1及び 4シンボルのバース卜 シンボル部 1 0 2 とから構成される。
へッダ部 1 0 0は、 B P S K変調で伝送されるフレーム同期パターン 1 1 0 と、 TM C C (Transmission and Multiplexing Configuration Control) デ一夕 1 1 1 と、 スーパーフレーム識別パターン 1 1 2 とを 含んでいる。
フレーム同期パ夕一ン 1 1 0は、 3 2ビッ トのうち所定の 2 0 ビッ ト を使用してフレーム同期を確立するためのビッ トス トリームを伝送する ためのものである。 このフレーム同期を確立するためのビッ トストリー ムを送出する順に （S 1 9 S 1 S S 1 7 ' · - S！ S 0) とすると、 （S 19 S 18 S！ 7 · · 。） = ( 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 ) である。
TMC Cデータ 1 1 1は、 時間分割で多重化された変調方式の多重構 成を示す伝送多重構成識別データである。
ところで、 このフレームは、 8つのフレームによりスーパーフレーム を構成する。 そして、 スーパ一フレーム識別パターン 1 1 2は、 各フレ ームのスーパーフレーム内での位置を識別するためのパターンである。 主信号部 1 0 1は、 T C 8 P S K (Trel 1 is- Coded 8PSK) や Q P S K といった変調方式を用いて伝送される。 また、 バース トシンボル部 1 0 2は、 B P S Κを用いて伝送され、 フレームごとにリセッ トされる Ρ Ν (Pseudo Noise) 信号であり、 エネルギー拡散がなされている。
また、 送信側では、 各変調方式毎に以下に述べるようなマッピングが 行われる。
図 2 ( a) は、 変調方式に 8 P S Kを用いた場合の信号点配置を示す。 8 P S K変調方式は、 3 ビッ トのディジタル信号 （ a b c ： a， b, じ = 0又は 1 ) を図 2 ( a) に示すような 8つの異なる位相に割り当て て伝送する方法である。 すなわち、 この 8 P S K変調方式において 1シンボルを構成するビッ 卜の組み合わせは、 （ 0 0 0 )、 （ 0 0 1 )、 （ 0 1 0 )、 （ 0 1 1 )、 （ 1 0 0)、 （ 1 0 1 )、 （ 1 1 0)、 ( 1 1 1 ) の 8通りである。 そして、 これら 3ビッ トからなるディ ジタル信号は、 図 2 ( a) の送信側 I 一 Q (In phase-Quadrature) ベク トル平面上の信号点配置 " 0" 〜 " 7 " に変換 される。 この変換を 8 P S Kマッピングと呼ぶ。
図 2 ( a ) では、 一例として、 ビッ ト列 （ 0 0 0 ) を信号点配置 " 0 " に、 ビッ ト列 （0 0 1 ) を信号点配置 " 1 " に、 ビッ ト列 （ 1 0 1 ) を 信号点配置 " 2 " に、 ビッ ト列 （ 1 0 0 ) を信号点配置 " 3 " に、 ビッ ト列 （ 1 1 0 ) を信号点配置 "4" に、 ビッ ト列 （ 1 1 1 ) を信号点配 置 " 5 " に、 ビッ ト列 （0 1 1 ) を信号点配置 " 6 " に、 ビッ ト列 （ 0 1 0 ) を信号点配置 " 7 " に変換している。
図 2 ( b ) は、 変調方式に Q P S Kを用いた場合の信号点配置を示す。 QP S K変調方式は、 2ビッ トのディジタル信号 （d e ： d， e = 0 又は 1 ) を図 2 ( b ) に示すような 4つの異なる位相に割り当てて伝送 する方式である。
すなわち、 この Q P S K変調方式において 1シンボルを構成するビッ 卜の組み合わせは、 （ 0 0)、 （0 1 )、 （ 1 0)、 （ 1 1 )の 4通りである。 そして、 図 2 (b) では、 一例として、 ビッ ト列 （ 0 0 ) を信号点配置 " 1 " に、 ビッ ト列 （ 1 0) を信号点配置 " 3 " に、 ビッ 卜列 （ 1 1 ) を信号点配置 " 5 " に、 ビッ ト列 （ 0 1 ) を信号点配置 " 7 " に変換す る。 この変換を QP S Kマッピングと呼ぶ。
なお、 図 2 (b) において、 信号点配置と配置番号の関係は 8 P S K の場合、 すなわち図 2 (a) における信号点配置と配置番号の関係と同 一としている。
同様に、 図 2 ( c ) は、 変調方式に B P S Kを用いた場合の信号点配 置を示し、 B P S K変調方式は、 1 ビッ トのディジタル信号 （ f ： f = 0又は 1 ) を 2つの異なる位相に割り当てて伝送する。
図 2 ( c ) では、 一例として、 ビッ ト （ 0 ) を信号点配置 " 0 " に、 ビッ ト （ 1 ) を信号点配置 " 4 " に変換する。 この変換を B P S Kマツ ビングと呼ぶ。
このような階層化伝送方式でディジタル信号を伝送するための搬送波 を受信して同期をとる同期捕捉回路は、 図 3に示すように、 数値制御発 振器 1 — 1〜 1 — 3と、 複素演算回路 2— 1〜 2— 3と、 帯域制限フィ ル夕 3— 1〜 3 — 3 と、 B P S K (Binary Phase Shi ft Keying) デマ ッパ 4一 1〜 4— 3と、 フレーム同期パターン検出回路 5— 1〜 5— 3 と、 タイミング生成回路 6と、 セレクタ 7と、 位相誤差検出回路 8と、 周波数誤差演算回路 9 と、 ループフィル夕 1 0 と、 A F C (Automtic Frequency Control) 回路 1 1 とを備えている。
数値制御発振器 1 一 1〜 1 — 3は、 それぞれ正弦波データ s i n 0 丄 〜 s i n 03及び余弦波デ一夕 c o s 9 1〜c o s 03を生成するための ものであり、 AF C回路 1 1から受けた位相信号 0 ェ〜 6> 3に応じた正 弦波形或いは余弦波形の振幅を示すディジ夕ル信号を生成してそれぞれ 複素演算回路 2— ；!〜 2— 3に送る。
複素演算回路 2— ：！〜 2— 3は、 反転回路、 乗算器等から構成され、 量子化されたベースバンド信号の位相誤差、 周波数誤差を除去するため の演算を実行するためのものである。
より具体的には、 複素演算回路 2 — ；！〜 2— 3は、 それぞれ位相誤差、 周波数誤差を含んだベースバンド信号の同相成分 I と直交成分 Qを受け る。 また、 複素演算回路 2— ：！〜 2 _ 3は、 それぞれ数値制御発振器 1 一 ；！〜 1 — 3から正弦波データ s i n 0 〜 s i η θ 3及び余弦波デー 夕 c o s S i c o s e gを受ける。 そして、 複素演算回路 2 — 1〜 2 一 3は、 正弦波データ s i η Θ 〜 s i n θ 3及び余弦波データ c o s 6>丄〜 c o s Θ 3に反転処理等を施した後、 ベースバンド信号の同相成 分 I及び直交成分 Qにかけあわせ、 I (同相） 信号 R I 1〜R I 3と Q (直交） 信号 R Q 1〜 R Q 3を生成する。
複素演算回路 2— 1〜 2— 3は、 それぞれ生成した I信号 R I 1〜R
1 3と Q信号 RQ 1〜RQ 3を帯域制限フィル夕 3— 1〜3— 3に送る。 帯域制限フィル夕 3— ：！〜 3— 3は、 レイズトコサイン特性のディジ タルロールオフフィル夕等から構成され、 それぞれ複素演算回路 2 - 1〜
2— 3から受けた I信号 R I 1〜R I 3と Q信号 RQ 1〜RQ 3の通過 帯域を制限して、 符号間干渉のないデータ波形を生成するためのもので ある。 帯域制限フィル夕 3— 1〜 3— 3は、 帯域を制限した I信号 D I 1〜D I 3と Q信号 DQ 1〜DQ 3を、 それぞれ B P S Kデマツバ 4一 1〜 4一 3に送る。
また、 帯域制限フィル夕 3— ：！〜 3— 3は、 I信号 D I 1〜D I 3と Q信号 D Q 1〜DQ 3をセレクタ 7にも送る。
B P S Kデマツバ 4一 1〜4— 3は、 B P S K変調されて伝送される 2 0シンボルのフレーム同期パターン 1 1 0を検出するために、 送信側 にて施される B P S Kマッピングとは逆に、 ベースバンド信号の信号点 位置からディジ夕ル信号を復元するためのものである。
より具体的には B P S Kデマッパ 4一 ：！〜 4一 3は、 それぞれ帯域制 限フィル夕から I信号 D I 1〜D I 3と Q信号 DQ 1〜DQ 3を受けて、 図 4 ( a ) 〜 （h) に例示するような受信側の I 一 Qベク トル平面上で の受信信号点を求める。 B P S Kデマッパ 4— 1〜 4一 3は、 I —Qベ ク トル平面上の受信信号点の位置に応じたディジ夕ル信号 （ 0又は 1 ) に変換する。
ここで、 各 B P S Kデマッパ 4— 1〜 4一 3は、 図 5に示すように、 それぞれ 8つの B P S Kデマツビング回路 2 0〜 2 7を備えている。
B P S Κデマッピング回路 2 0〜 2 7は、 ROM (Read Only Memory) 等から構成され、 各 B P S Kデマツビング回路 2 0〜 2 7は、 図 4 (a)
〜 （h) に示すような、 B P S K判定基準境界線 B Lの位相が異なる 8 通りの I _Qべク トル平面のうちのいずれか 1つを用いてディジタル信 号への変換を行う。
すなわち、 B P S Kデマッビング回路 2 0〜 2 7は、 送信側の I ― Q ベク トル平面を Φ = 4 5 ° X n (n = 0〜 7の整数） だけ回転させた場 合に対応するべく B P S K判定基準境界線 B Lの位相を回転させた I 一
Qべク トル平面上で、受信信号点を特定してディジ夕ル信号に変換する。 以下では、 B P S Kデマッピング回路 2 0が、 図 4 ( a) に示す I 一 Qベク トル平面を用いてディジタル信号への変換を行い、 以下順に、 B
P S Kデマツビング回路 2 1〜 2 7が、 それぞれ図 4 (b) 〜 （h) に 示す I — Qべク トル平面を用いてディジ夕ル信号への変換を行うものと する。
そして、 各 B P S Kデマッピング回路 2 0〜 2 7は、 復元したディジ タル信号のビッ トス トリーム B 0〜B 7をフレーム同期パターン検出回 路 5 _：！〜 5— 3に送る。
図 3のフレーム同期パターン検出回路 5— 1〜 5— 3は、 B P S Kデ マツパ 4一 ：！〜 4一 3が復元したディジタル信号からフレーム同期パ夕 —ンを検出するためのものである。 各フレーム同期パターン検出回路 5 一 1〜 5— 3は、 この同期捕捉回路が受信したベースバンド信号に含ま れる周波数誤差の大きさに応じた 3つの異なる周波数範囲に対応し、 B P S Kデマッパ 4—：！〜 4一 3からビッ トス トリーム B 0〜B 7を受け てフレーム同期パターン 1 1 0を検出する。
すなわち、 例えばフレーム同期パターン検出回路 5— 1は、 周波数誤 差が + 1 . 3 (MH z ) である周波数を中心とした + /— 7 0 0 k H z の周波数範囲に対応し、 フレーム同期パ夕一ン検出回路 5 — 2は、 周波 数誤差が 0 (H z ) である周波数を中心とした + Z_ 7 0 0 k H zの周 波数範囲に対応し、 フレーム同期パターン検出回路 5 — 3は、 周波数誤 差が一 1 . 3 (MH z ) である周波数を中心とした + Z— 7 0 0 k H z の周波数範囲に対応する。
フレーム同期パターン検出回路 5 — ：！〜 5 — 3は、 いずれも図 6に示 すような 8つの同期検出回路 3 0〜 3 7と、 O Rゲート 3 8 とを備える。 同期検出回路 3 0〜 3 7は、 いずれも同一の構成を有しており、 図 7 に示すように、 2 0個のシフトレジス夕 （遅延ラッチ D。〜D 9) と、 所定のビッ 卜に対して論理反転を施すィンバ一夕 I Nと、 ANDゲート A 1 とを備えている。
ANDゲート A 1は、遅延ラッチ D。〜D 9の状態（D 1 9Ό 1 SO 1 7- - · D i D。） 力 （ 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 ) となる場 合に高電圧を出力する。 これは、 フレーム同期パターン 1 1 0のビッ ト ストリームであり、 ANDゲート A 1の出力が高電位となることにより、 同期検出回路 3 0〜 3 7は、 フレーム同期パターンを検出したことを示 す。
〇Rゲート 3 8は、 同期検出回路 3 0〜 3 7のうちのいずれかがフレ ーム同期パターン 1 1 0を検出したことを夕イミング生成回路 6に通知 する。
図 3の夕イミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5 _ 1 〜 5 — 3からフレーム同期パターン 1 1 0を検出した旨の通知を受け てフレーム同期を確立するためのものである。
この際、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5 — 1〜 5 — 3のうちのいずれがフレーム同期パターン 1 1 0を検出した 2 か判別し、 判別したフレーム同期パターン検出回路 5— 1〜 5— 3に応 じた選択信号をセレクタ 7に送る。
すなわち、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5 - 1がフレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 セレク 夕 7に帯域制限フィルタ 3— 1から出力された I信号 D I 1及び Q信号 D Q 1を選択される選択信号を送る。 また、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5— 2がフレーム同期パターン 1 1 0を 検出したと判別すると、 セレクタ 7に帯域制限フィル夕 3— 2から出力 された I信号 D I 2及び Q信号 D Q 2を選択される選択信号を送る。 一 方、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5— 3が フレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 セレクタ 7に帯 域制限フィル夕 3— 3から出力された I信号 D I 3及び Q信号 D Q 3を 選択される選択信号を送る。
また、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期を確立すると、 T M C Cデ一夕 1 1 1を抽出してフレーム多重構成を識別し、 周波数誤差演算 回路 9に T M C C区間を特定するための T M C C区間信号を送る。
さらに、 タイミング生成回路 6は、 A F C回路 1 1 に切換信号を送り、 数値制御発振器 1— 1 〜 1 — 3のうちのいずれか 1つを、 位相信号 0 ！ 〜 0 3により制御させて、 R Fチヤンネルを捕捉するためのキヤリァ（搬 送波） を再生させる。
セレクタ 7は、 マルチプレクサ等から構成され、 タイミング生成回路 6から受けた選択信号に応じて帯域制限フィル夕 3—；！〜 3— 3のうち のいずれかが出力する I信号 D I 1〜D I 3及び Q信号 D Q 1 〜D Q 3 を選択する。 セレクタ 7は、 選択した I信号 D I と Q信号 D Qを位相誤 差検出回路 8に入力する。
位相誤差検出回路 8は、 セレクタ 7から受けた I信号 D I と Q信号 D Qに基づいて I 一 Qべク トル平面上での信号点位置を特定して、 信号点 位置が示す位相と絶対位相との位相誤差 （受信信号位相回転角） を求め るためのものである。
位相誤差検出回路 8は、 求めた位相誤差に応じた位相誤差信号 P E D を生成して周波数誤差演算回路 9とループフィル夕 1 0に送る。
周波数誤差演算回路 9は、 夕イミング生成回路 6から受けた T M C C 区間信号により T M C C区間を特定して、 位相誤差検出回路 8から受け た位相誤差信号 P E Dに示された T M C C区間における位相誤差に基づ き希望周波数と再生キヤリアの周波数との差 （誤差周波数） Δ f を求め るためのものである。
周波数誤差演算回路 9は、 求めた誤差周波数 Δ f を A F C回路 1 1に 通知する。
ループフィル夕 1 0は、 位相誤差検出回路 8から受けた位相誤差信号 P E Dを平滑化する口一パスフィル夕であり、 平滑化した位相誤差信号 P E Dを位相調整信号 L Δ f として A F C回路 1 1 に供給する。
A F C回路 1 1は、 周波数誤差演算回路 9から受けた誤差周波数 Δ f 及びループフィル夕 1 0から受けた位相調整信号 L Δ f に応じた位相信 号 0 i〜 0 3を生成するためのものである。
A F C回路 1 1 は、 生成した位相信号 Θ 3を数値制御発振器 1 一 ：！〜 1 一 3 に供給して正弦波データ s i n 0 i〜 s i η θ 3及び余弦 波データ c o s Θ丄〜 c o s 0 3を生成させる。
ここで、 A F C回路 1 1は、 位相信号 Θ iを、 複素演算回路 2 — 1が 受信するベースバンド信号に + 1 . 3 M H zの周波数誤差が含まれてい る場合に、 複素演算の結果、 送信側で所定のディジタル信号 （ 0又は 1 ) に割り当てられた信号点の位相が回転しないような値に設定する。
また、 A F C回路 1 1は、 位相信号 θ 2を、 複素演算回路 2— 2が受 信するベースバンド信号に周波数誤差が含まれていない場合 （周波数誤 差が 0 MH zの場合） に、 複素演算の結果、 送信側で所定のディジタル 信号 （0又は 1 ) に割り当てられた信号点の位相が回転しないような値 に設定する。
さらに、 八 じ回路 1 1は、 位相信号 03を、 複素演算回路 2— 3が 受信するベースバンド信号に一 1. 3 MH zの周波数誤差が含まれてい る場合に、 複素演算の結果、 送信側で所定のディジタル信号 （ 0又は 1 ) に割り当てられた信号点の位相が回転しないような値に設定する。
以下に、 この発明の第 1の実施の形態に係る同期捕捉回路の動作を説 明する。
この同期捕捉回路は、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差が異な る複数の周波数範囲に対応してフレーム同期パターンを検出する複数の 受信系統を備えることで、 B Sディジ夕ル放送用の RFチャンネルを短 時間で捕捉することができる回路である。
この発明の第 1 の実施の形態に係る同期捕捉回路において、 数値制御 発振器 1 _ 1〜 1 _ 3と、 複素演算回路 2—；！〜 2— 3と、 帯域制限フ ィルタ 3— 1〜 3— 3と、 セレクタ 7と、 位相誤差検出回路 8と、 周波 数誤差演算回路 9と、 ループフィルタ 1 0と、 A F C回路 1 1は、 複素 演算回路 2— 1〜 2— 3に入力されるベースバンド信号の同相成分 I と 直交成分 Qに含まれるキャリア （搬送波） の周波数誤差を除去するため のキャリア再生のループを構成している。
すなわち、 まず、 複素演算回路 2— ：！〜 2 _ 3は、 ODU (図示せず） が受信電波をダウンコンパ一卜した B S— I F信号を、 ローカル発振器 (図示せず） が生成する B ディジタル放送用の R Fチャンネルに割り 当てられた帯域の中心周波数に対応した周波数に固定された局部発振信 号を用いて検波することにより得られたベ一スパンド信号の同相成分 I と直交成分 Qを受ける。
ここで、 ODUが受信電波をダウンコンバートする際に生じた周波数 誤差は、 中間周波信号である B S— I F信号に現れると共に、 ベースバ ンド信号にも現れる。
複素演算回路 2— 1〜 2— 3は、 それぞれ数値制御発振器 1 — 1〜 1 - 3から受けた正弦波データ s i n S i〜 s i n θ 3及び余弦波デ一夕 c o s S i c o s ^ sを用いて、 数式 2に示すような演算を実行して、 ベースバンド信号の位相を回転させる。
(数 2 ) R I k = l X c o s 0 k - Q X s i n ^ k
R Q k = I X s i n 0 k + Q X c o s 0 k
( k = 1〜 3の整数）
ここで、 A F C回路 1 1は、 位相信号 Θ iを、 複素演算回路 2— 1が 受信するベースバンド信号に + 1. 3 MH zの周波数誤差が含まれてい る場合に、 複素演算の結果、 送信側で所定のディジ夕ル信号 （ 0又は 1 ) に割り当てられた信号点の位相が回転しないような値に設定する。
また、 八 じ回路 1 1は、 位相信号 θ 2を、 複素演算回路 2— 2が受 信するベースバンド信号に周波数誤差が含まれていない場合 （周波数誤 差が 0 MH zの場合） に、 複素演算の結果、 送信側で所定のディジタル 信号 （ 0又は 1 ) に割り当てられた信号点の位相が回転しないような値 に設定する。
さらに、 A F C回路 1 1は、 位相信号 θ 3を、 複素演算回路 2 _ 3が 受信するベースバンド信号に— 1. 3 MH zの周波数誤差が含まれてい る場合に、 複素演算の結果、 送信側で所定のディジ夕ル信号 （ 0又は 1 ) に割り当てられた信号点の位相が回転しないような値に設定する。
すなわち、 八 。回路 1 1は、 位相信号 S iを、 準同期検波を行うた めの局部発振信号を生成するローカル発振器 （図示せず） の発振周波数 よりも高周波である所定の周波数範囲にある中間周波信号 （B S— I F 信号） により伝送されたべ一スパンド信号を受信してフレーム同期パ夕 ーン 1 1 0を検出できるような値に設定する。
また、 AF C回路 1 1は、 位相信号 02を、 ローカル発振器 （図示せ ず） の発振周波数と同一の周波数を含む所定の周波数範囲にある中間周 波信号 （B S— I F信号） により伝送されたベースバンド信号を受信し てフレーム同期パターン 1 1 0を検出できるような値に設定する。
さらに、 AF C回路 1 1は、 位相信号 03を、 ローカル発振器 （図示 せず） の発振周波数よりも低周波である所定の周波数範囲にある中間周 波信号 （B S— I F信号） により伝送されたべ一スパンド信号を受信し てフレーム同期パターン 1 1 0を検出できるような値に設定する。
数値制御発振器 1一 1〜 1一 3は、 それぞれ A F C回路 1 1から位相 信号 ^ i S gを受けて正弦波デ一夕 s i n ^ i s i η θ 3及び余弦波 データ c o s 0 i〜 c o s 63を生成して複素演算回路 2— ：!〜 2— 3 に供給する。
複素演算回路 2 - 1〜 2— 3は、 それぞれ得られた I信号 R I 1〜R I 3及び Q信号 R Q 1〜R Q 3を、 帯域制限フィル夕 3—：！〜 3— 3に 入力して帯域を制限し、 I信号 D I 1〜D I 3及び Q信号 D Q 1〜DQ 3とする。
これにより、 複素演算回路 2— 1〜 2— 3は、 ベースバンド信号に含 まれる周波数誤差が + Z— 2 MH z となる範囲でフレーム同期パターン 1 1 0を検出することができるように、 ベースバンド信号の周波数を変 更することができる。 従って、 ODUがダウンコンバートする際に生じ る周波数誤差が + Z— 2 MH zの範囲内であれば、 フレーム同期パ夕一 ン 1 1 0を検出して R Fチヤンネルを捕捉することができる。
帯域制限フィルタ 3— 1〜 3— 3から出力された I信号 D I 1〜D I 3及び Q信号 DQ 1〜DQ 3は、 それぞれ B P S Kデマッパ 4— 1〜4 一 3に入力されると共に、 セレクタ 7に入力される。
セレクタ 7は、 帯域制限フィル夕 3— 1〜 3— 3のうちのいずれか 1 つから受けた I信号 D I 1〜D I 3及び Q信号 DQ 1〜DQ 3を選択し て位相誤差検出回路 8に送る。
この際、 セレクタ 7が I信号 D I ：!〜 D I 3及び Q信号 DQ 1〜DQ 3のどれを選択するかは、 夕イミング生成回路 6から受けた選択信号に より決定される。
ここで、 タイミング生成回路 6が選択信号を出力するまでの動作につ いて説明する。
まず、 帯域制限フィル夕 3— ：！〜 3— 3から出力された I信号 D I 1 〜D I 3及び Q信号 DQ 1〜DQ 3がそれぞれ B P S Kデマツバ 4一 1 〜 4— 3に入力されると、 B P S Kデマッパ 4— 1〜 4一 3は、 B P S Kデマツビング回路 2 0〜 2 7により、 ディジタル信号を復元する。 この際、 B P S Kデマッピング回路 2 0 ~ 2 7は、 送信側の I _ Qベ ク トル平面を Φ = 4 5 ° X n ( nは 0〜 7の整数） だけ回転させた場合 に対応するべく B P S K判定基準境界線 B Lの位相を回転させた I 一 Q べク トル平面上で、 受信信号点を特定してディジ夕ル信号に変換する。
このように B P S K判定基準境界線 B Lの位相を回転させた 8通りの I 一 Qべク トル平面を用いてディジタル信号に変換するのは、 以下の理 由による。
すなわち、 複数の変調方式が時間分割されてフレームごとに繰り返し 伝送される階層化伝送方式では、 変調方式の多重構成を示す伝送多重構 成識別データである TMC Cデータ 1 1 1は、 フレーム同期が確立した 後に、フレーム同期パルスによって生成されるタイミングで抽出される。 そして、 TMC Cデータ 1 1 1が示す変調方式の多重構成を識別するこ とにより変調方式別の処理が可能となる。
このため、 フレーム同期が確立するまでは、 8 P S K復調も行うこと から、 数値制御発振器 1一 1〜 1— 3及び AF C回路 1 1により再生さ れるキャリア （搬送波） の位相状態によっては、 フレーム同期パターン を復調する際に、 ベースバンド信号の位相が Φ = 4 5 ° X n (nは 0〜 7の整数） だけ回転する。
例えば、 送信側において、 図 2 ( c ) に示す信号点配置 " 0" にビッ ト " 0 " が割り当てられ、 信号点配置 " 4 " にビッ ト " 1 " が割り当て られたものとする。
この場合、 B P S Kデマッパ 4一 1〜 4一 3が帯域制限フィル夕 3 - 1〜 3— 2から受けた I信号 D I 1〜D I 3及び Q信号 D Q 1〜D Q 3 に基づいて特定するビッ ト " 0 " 及び " 1 " の信号点は、 送信側と同様 に図 2 ( c ) に示す Φ = 0 ° の信号点配置 " 0" 及び "4" に現れるこ ともある。
しかし、 数値制御発振器 1 _ 1〜 1一 3及び A F C回路 1 1により再 生されるキャリア （搬送波） の位相状態によっては、 ビッ ト " 0" 及び " 1 " の信号点は、 図 2 (a) に示す φ = 4 5 ° だけ位相が回転した信 号点配置 " 1 " 及び " 5 " に現れることもある。 また， φ = 9 0 ° だけ 位相が回転した信号点配置 " 2" 及び " 6" に現れることもあり、 φ = 1 3 5 ° だけ位相が回転した信号点配置 " 0" 及び "4" に現れること もある。
このように、 フレーム同期パターン 1 1 0が復調される際の位相は φ = 4 5 ° X n ( nは 0〜 7の整数） だけ回転することがあり、 このよう な 8通りの位相においてフレーム同期パターン 1 1 0が復調されても確 実にこれを検出できるようにする必要がある。
従って、 B P S Kデマッパ 4一 ：！〜 4— 3は、 それぞれ 8つの B P S Kデマツビング回路 2 0〜 2 7を備え、 B P S K判定基準境界線 Bしの 位相を回転させた 8通りの I— Qべク トル平面を用いてディジ夕ル信号 に変換する。
このような B P S Kデマツバ 4一 ：！〜 4— 3により復元されたデイジ タル信号のビッ トストリーム B 0〜 B 7は、 それぞれフレーム同期パ夕 ーン検出回路 5— 1〜 5— 3に送られる。
フレーム同期パターン検出回路 5— ：！〜 5— 3は、 それぞれ同期検出 回路 3 0〜 3 7のいずれかがフレーム同期パターン 1 1 0を検出すると， その旨をタイミング生成回路 6に通知する。
タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5— 1〜 5 一 3のいずれかからフレーム同期パターン 1 1 0を検出した旨の通知を 受けると、 フレーム同期パターン検出回路 5 _ 1〜 5— 3のうちのどれ がフレーム同期パターン 1 1 0を検出したかを判別し、 判別結果に応じ た選択信号をセレクタ 7に送る。
すなわち、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5一 1がフレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 セレク 夕 7に帯域制限フィル夕 3— 1から出力された I信号 D I 1及び Q信号 D Q 1を選択させる選択信号を送る。 また、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5— 2がフレーム同期パターン 1 1 0を 検出したと判別すると、 セレクタ 7に帯域制限フィル夕 3— 2から出力 された I信号 D I 2及び Q信号 D Q 2を選択させる選択信号を送る。 一 方、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5— 3が フレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 セレクタ 7に帯 域制限フィル夕 3 _ 3から出力された I信号 D I 3及び Q信号 D Q 3を 選択させる選択信号を送る。
これにより、 タイミング生成回路 6は、 セレクタ 7が I信号 D I ：! 〜 D I 3及び Q信号 D Q 1〜D Q 3のどれを選択するかを決定するための 選択信号を送ることができる。
また、 この際、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出 回路 5— 1〜 5— 3からフレーム同期パターン 1 1 0を検出した旨の通 知を受けるタイミングによりフレーム同期を確立する。これに基づいて、 タイミング生成回路 6は、 T M C C区間を特定するための T M C C区間 信号を生成し、 周波数誤差演算回路 9に送る。
さらに、 この際、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検 出回路 5—：！〜 5— 3のうちのいずれがフレーム同期パターン 1 1 0を 検出したかを判別した結果に応じた切換信号を A F C回路 1 1 に送り、 R Fチャンネルを捕捉するためのキャリア （搬送波） を再生させる。 すなわち、 タイミング生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5— 1がフレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 A F C 回路 1 1 に、 位相信号 0 iにより数値制御発振器 1 一 1 を制御してキヤ リア （搬送波） を再生させるための切換信号を送る。 また、 タイミング 生成回路 6は、 フレーム同期パターン検出回路 5— 2がフレーム同期 パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 A F C回路 1 1 に、 位相信号 0 2により数値制御発振器 1 一 2を制御してキャリア （搬送波） を再生 させるための切換信号を送る。 一方、 タイミング生成回路 6は、 フレー ム同期パターン検出回路 5— 3がフレーム同期パターン 1 1 0を検出し たと判別すると、 A F C回路 1 1 に、 位相信号 0 3により数値制御発振 器 1 一 3を制御してキャリア （搬送波） を再生させるための切換信号を 送る。
一方、 セレクタ 7により選択された I信号 D I と Q信号 D Qは、 位相 誤差検出回路 8に送られる。
位相誤差検出回路 8は、 セレクタ 7から受けた I信号 D I と Q信号 D Qに基づいて I 一 Qべク トル平面上での信号点位置を特定し、 信号点位 置が示す位相と絶対位相と位相誤差 （受信信号位相回転角） を求める。 位相誤差検出回路 8は、 求めた位相誤差に応じた位相誤差信号 P E D を周波数誤差演算回路 9と、 ループフィル夕 1 0に送る。
周波数誤差演算回路 9は、 夕イミング生成回路 6から受けた TMC C 区間信号により TMC C区間を特定し、 位相誤差検出回路 8から受けた 位相誤差信号 P EDにより示される TMC C区間における位相誤差から、 希望周波数と再生キヤリアの周波数との差（誤差周波数） Δ f を求める。 周波数誤差演算回路 9は、 求めた誤差周波数 Δ f を A F C回路 1 1 に 通知する。
ループフィルタ 1 0は、 位相誤差検出回路 8から受けた位相誤差信号 P EDを平滑化して位相調整信号 L A f とし、 AF C回路 1 1 に送る。
A F C回路 1 1は、 位相信号 Θ 〜 θ 3のうち、 タイミング生成回路 6から受けた切換信号に従ったものを、 周波数誤差演算回路 9から通知 された誤差周波数 Δ f 及びループフィルタ 1 0から受けた位相調整信号 L Δ f に応じて調して数値制御発振器 1 一 1〜 1 — 3のいずれかに供給 する。
これにより、 複素演算回路 2— 1〜 2— 3に入力されるベースバンド 信号の同相成分 I と直交成分 Qに含まれるキヤリアの周波数誤差を除去 するための正弦波データ s i n 0 1〜 s ί η θ 3及び余弦波データ c o s 0 i〜 c o s 03を生成して希望周波数のチヤンネルを捕捉すること ができる。
以上説明したように、 この発明の第 1の実施の形態に係る同期捕捉回 路によれば、 ベ一スパンド信号に含まれる周波数誤差が異なる 3つの周 波数範囲に対応してフレーム同期パターン 1 1 0を検出することができ る。 従って、 ODUでのダウンコンバートの際に生じる周波数誤差が所 定の範囲内 （ + /— 2 MH zの範囲内） であれば、 瞬時にフレーム同期 パターン 1 1 0を検出することができる。
これにより、 フレーム同期を素早く確立して、 R Fチャンネルを短時 間で捕捉することができる。
(第 2の実施の形態）
次に、 この発明の第 2の実施の形態に係る同期捕捉回路について説明 する。
図 8は、 この発明の第 2の実施の形態に係る同期捕捉回路の構成を示 す図である。
図示するように、 この同期捕捉回路は、 数値制御発振器 5 0 と、 複素 演算回路 5 1 と、 帯域制限フィル夕 5 2と、 B P S Kデマツバ 5 3と、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— ：！〜 5 4— 5と、 タイミング生成 回路 5 5と、 位相誤差検出回路 5 6と、 周波数誤差演算回路 5 7と、 ル —プフィルタ 5 8と、 A F C回路 5 9とを備えている。
数値制御発振器 5 0は、 正弦波データ s i n 0及び余弦波データ c o s 0を生成するためのものであり、 AF C回路 5 9から受けた位相信号 Θに応じた正弦波形或いは余弦波形の振幅を示すディジ夕ル信号を生成 して複素演算回路 5 1 に送る。
複素演算回路 5 1は、 反転回路、 乗算器等から構成され、 量子化され たベースバンド信号の位相誤差、 周波数誤差を除去するための演算を実 行するためのものである。
具体的には、 複素演算回路 5 1は、 位相誤差、 周波数誤差を含んだベ 一スパンド信号の同相成分 I と直交成分 Qを受けて、 数値制御発振器 5 0から受けた正弦波データ s i n 0及び余弦波データ c o s Sを用いて、 ベースバンド信号の位相を回転させるための演算を実行して、位相誤差、 周波数誤差を除去した I (同相） 信号 R I と Q (直交） 信号 RQを生成 する。
複素演算回路 5 1は、 生成した I信号 R I と Q信号 RQを帯域制限フ ィル夕 5 2に送る。
帯域制限フィルタ 5 2は、 レイズトコサイン特性のディジ夕ルロール オフフィルタ等から構成され、 複素演算回路 5 1から受けた I信号 R I と Q信号 RQの通過帯域を制限して符号間干渉のないデータ波形を生成 するためのものである。 帯域制限フィル夕 5 2は、 複素演算回路 5 1か ら受けた I信号 R I と Q信号 RQの帯域を制限した I信号 D I と Q信号 DQを生成して B P S Kデマッパ 5 3に送る。
また、 帯域制限フィル夕 5 2は、 I信号 D I と Q信号 DQを位相誤差 検出回路 5 6にも送る。
B P S Kデマッパ 5 3は、 B P S K変調されて伝送される 2 0シンポ ルのフレーム同期パターン 1 1 0を検出するため、 送信側にて施される B P S Kマツビングとは逆に、 ベースバンド信号の信号点位置からディ ジ夕ル信号を復元するためのものである。
この B P S Kデマッパ 5 3は、 上記第 1の実施の形態に係る同期捕捉 回路と同様に、 8つの B P S Kデマツビング回路 2 0〜 2 7を備えてい る。
そして、 各 B P S Kデマッピング回路 2 0〜 2 7は、 復元したデイジ タル信号のビッ トス トリーム B 0〜B 7をフレーム同期パターン検出回 路 5 4— 1 ~ 5 4— 5に送る。
フレーム同期パターン検出回路 5 4— ：!〜 5 4— 5は、 B P S Kデマ ツバ 5 3が備える 8つの B P S Kデマッピング回路 2 0〜 2 7から出力 されるビッ トストリーム B 0〜B 7を受けて、 フレーム同期パターン 1 1 0を検出するためのものである。
各フレーム同期パターン検出回路 5 4— ：！〜 5 4— 5は、 それぞれべ 一スパンド信号に含まれる周波数誤差の大きさに応じた周波数範囲でフ レーム同期パターン 1 1 0を検出するためのものである。
すなわち、 例えば、 フレーム同期パターン検出回路 54— 1は、 ベー スバンド信号に含まれる周波数誤差が + 2. 1 ΜΗ ζ〜+ 1. 4 MH z である場合にフレーム同期パターン 1 1 0を検出する。
同様に、 フレーム同期パターン検出回路 54— 2は、 周波数誤差が + 1. 4 MH z〜十 7 0 0 k H zである場合、 フレーム同期パターン検出 回路 54— 3は、 周波数誤差が + 7 0 0 kH z〜一 7 0 0 kH zである 場合、 フレーム同期パターン検出回路 54— 4は、 周波数誤差が一 7 0 0 kH z〜― 1. 4MH zである場合、 フレーム同期パターン検出回路 54— 5は、 周波数誤差が— 1. 4 MH z〜― 2. 1 MH zである場合 に、 フレーム同期パターン 1 1 0を検出する。
フレーム同期パターン検出回路 54— 1は、 複素演算回路 5 1が受け たベースバンド信号に + 2. l MH z〜+ l . 4MH zの周波数誤差が 含まれている場合にフレーム同期パターン 1 1 0を検出するため、 図 9 に示すように、 8つの同期検出回路 4 0 _；！〜 47— 1と、 ORゲート 48— 1とを備えている。
ここで、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差が + 2. 1 ΜΗ ζ〜 + 1. 4MH zである場合に正しくフレーム同期パターン 1 1 0を検出 するためには、 例えば図 1 0 ( a) 〜 （e ) に示すように、 フレーム同 期パターン 1 1 0を示すシンボルを受信している間、 すなわち 2 0シン ポルを受信する間に I 一 Qべク トル平面上の B P S K判定基準境界線 L Nを 4回だけ同一位相方向に回転してあげればよい。
なお、 図 1 0 ( a) 〜 （e ) に示す信号点の位置は、 送信側にてビッ ト " 1 " に対して割り当てられたものを示している。
そこで、 フレーム同期パターン検出回路 54— 1が備える同期検出回 路 40— 1〜47— 1は、 それぞれ B P S Kデマッパ 5 3が備える 8つ の B P S Kデマッピング回路 2 0〜2 7から受ける 8通りのビッ トス ト リーム B 0〜B 7のうちの 4つを用いてフレーム同期パターン 1 1 0を 検出する。
例えば、 図 1 0 (a) 〜 （e ) に示したような順で B P S K判定基準 境界線 L Nを回転させた I 一 Qべク トル平面を用いて変換されたディジ タル信号からフレーム同期パターン 1 1 0を検出する回路が同期検出回 路 40 _ 1であるとする。
この場合、 同期検出回路 40 _ 1は、 図 1 1に示すように、 6つの A NDゲート A 1 0— 1〜A 1 5— 1を備え、 ビッ トス トリームごとに直 列に接続された遅延ラッチ D Q〜D 9を備えている。
この同期検出回路 40— 1は、 図 4 ( c ) に示す I —Qベク トル平面 を用いてデマッピングする B P S Kデマッピング回路 2 2から受けたビ ッ トストリーム B 2を遅延ラッチ D。〜D 19により遅延させる。そして、 ANDゲート A 1 0— 1は、 遅延ラッチ D。〜D 3の状態 （D gD sD j D。） が （ 1 0 0 0 ) となる場合に高電圧を出力する。 また、 ANDゲ —ト A 1 1— 1は、 遅延ラッチ D丄 6〜D i 9の状態 （D D D D i 6) が （ 1 1 1 0) となる場合に高電圧を出力する。
また、 同期検出回路 40— 1は、 図 4 ( e ) に示す I —Qベク トル平 面を用いてデマツビングする B P S Kデマツビング回路 24から受けた ビッ トス トリーム B 4を遅延ラッチ DQ〜D 15により遅延させる。 そし て、 ANDゲート A 1 2— 1は、 遅延ラツチ D i 2〜D 5の状態 （D i 5 D i 4Dェ 3 D i 2) 力 （ 1 1 0 0 ) となる場合に高電圧を出力する。
また、 同期検出回路 40— 1は、 図 4 ( g) に示す I —Qベク トル平 面を用いてデマツビングする B P S Kデマツビング回路 2 6から受けた ビッ トス トリーム B 6を遅延ラッチ D により遅延させる。 そし て、 ANDゲート A 1 3— 1は、 遅延ラツチ D 8 D i iの状態 （D D 1 QD9D8) が （ 1 1 0 1 ) となる場合に高電圧を出力する。
また、 同期検出回路 40— 1は、 図 4 (a) に示す I 一 Qベク トル平 面を用いてデマツビングする B P S Kデマツビング回路 2 0から受けた ビッ トス トリーム B 0を遅延ラツチ D Q D7により遅延させる。 そし て、 AN Dゲート A 1 4— 1は、 遅延ラッチ D 4 D 7の状態 （D 7D6 D5D4) が （ 0 0 1 0) となる場合に高電圧を出力する。
ANDゲート A 1 5— 1は、 ANDゲート A 1 0— 1 A 1 4— 1力 いずれも高電圧を出力する場合に、 高電圧を出力する。 これにより同期 検出回路 40— 1は、 フレーム同期パターン 1 1 0を検出したとして〇 Rゲート 48— 1を介して夕イミング生成回路 5 5に通知する。
図 9の同期検出回路 4 1一 ：！〜 4 7— 1も、 それぞれ同期検出回路 4 0— 1と同様に、 B P S Kデマツバ 5 3が備える 8つの B P S Kデマツ ビング回路 2 0 2 7から受けるビッ トストリーム B 0 B 7のうちの 4つを用いてフレーム同期パターン 1 1 0を検出できるように構成され る。
ここで、 同期検出回路 4 0— 1 4 7— 1は、 それぞれフレーム同期 パターン 1 1 0の第 1 ビッ トを受信する時点での受信信号位相回転角が 4 5 ° xn (nは 0 7の整数） だけ異なる場合に対応できるように適 宜検出回路を構成する。
なお、 同期検出回路 4 0— 1 4 7— 1は、 ビッ トス トリーム B 0 B 7をビッ トス トリーム毎に遅延させる遅延ラッチ D Q D！ 9を共有す ることができ、 論理積を求める遅延ラッチ D Dェ 9の状態に応じた配 線を行えばよい。
図 8のフレーム同期パターン検出回路 54— 2は、 複素演算回路 5 1 が受けたベースバンド信号に + 1. 4 MH z + 7 0 0 kH zの周波数 誤差が含まれている場合にフレーム同期パターン 1 1 0を検出するため、 図 1 2に示すように、 8つの同期検出回路 40— 2〜 4 7— 2と、 OR ゲ一ト 48— 2とを備えている。
ここで、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差が + 1. 4MH z〜 + 7 0 0 k H zである場合に正しくフレーム同期パターン 1 1 0を検出 するためには、 例えば図 1 3 ( a) 〜 （c ) に示すように、 フレーム同 期パターン 1 1 0を示すシンボルを受信している間、 すなわち 2 0シン ボルを受信する間に、 I 一 Qべク トル平面上の B P S K判定基準境界線 L Nを 2回だけ同一位相方向に回転してあげればよい。
なお、 図 1 3 ( a) 〜 （ c ) に示す信号点の位置は、 送信側にてビッ ト " 1 " に対して割り当てられたものを示している。
そこで、 フレーム同期パターン検出回路 54— 2が備える同期検出回 路 40— 2〜 47— 2は、 それぞれ、 B P S Kデマッパ 5 3が備える 8 つの B P S Kデマツピング回路 2 0〜 2 7から受ける 8通りのビッ トス トリ一ム B 0〜B 7のうちの 3つを用いてフレーム同期パターン 1 1 0 を検出する。
例えば、 図 1 3 ( a) 〜 （c ) に示したような順で B P S K判定基準 境界線 L Nを回転させた I 一 Qべク トル平面を用いて変換されたディジ タル信号からフレーム同期パターン 1 1 0を検出する回路が同期検出回 路 40— 2であるとする。
この場合、 同期検出回路 40— 2は、 図 1 4に示すように、 4つのゲ ート A 1 0— 2〜 A 1 3— 2を備え、 ビッ トストリームごとに直列に接 続された遅延ラッチ D。〜D i 9を備えている。
この同期検出回路 4 0— 2は、 図 4 ( c ) に示す I 一 Qベク トル平面 を用いてデマッビングする B P S Kデマッビング回路 2 2から受けたビ ッ トストリーム B 2を遅延ラッチ D。〜D 19により遅延させる。そして、 ANDゲート A 1 0— 2は、 遅延ラッチ D 13〜D 19の状態 （D 1 9D i 8D 17D 16D 1 5D 14D 13) ( 1 1 1 0 1 1 0 ) となる場合に高電圧 を出力する。
また、 同期検出回路 40— 2は、 図 4 ( e ) に示す I — Qベク トル平 面を用いてデマツビングする B P S Kデマツビング回路 2 4から受けた ビッ トス トリーム B 4を遅延ラッチ D。〜D 12により遅延させる。 そし て、 ANDゲート A l 1 — 2は、 遅延ラッチ D 7〜D 12の状態 （D 1 2 01 101。090807) カ （ 0 1 1 0 1 0 ) となる場合に高電圧を出力 する。
また、 同期検出回路 40— 2は、 図 4 (g) に示す I — Qベク トル平 面を用いてデマツビングする B P S Kデマツビング回路 2 6から受けた ビッ トス トリーム B 6を遅延ラツチ D Q〜D6により遅延させる。 そし て、 ANDゲート A 1 2— 2は、 遅延ラッチ D。〜D6の状態 （D 6D 5 040302010。） が （ 0 1 0 1 0 0 0 ) となる場合に高電圧を出力 する。
ANDゲート A 1 3— 2は、 ANDゲート A 1 0— 2〜A 1 2— 2が いずれも高電圧を出力する場合に、 高電圧を出力する。 これにより、 同 期検出回路 40— 2は、フレーム同期パターン 1 1 0を検出したとして、 ORゲート 48— 2を介してタイミング生成回路 5 5に通知する。
図 1 2の同期検出回路 4 1— 2〜 4 7— 2も、 それぞれ同期検出回路 40 - 2と同様に、 B P S Kデマツバ 5 3が備える 8つの B P S Kデマ ッビング回路 2 0〜 2 7から受けるビッ トストリ一ム B 0〜B 7のうち の 3つを用いてフレーム同期パターン 1 1 0を検出できるように構成さ れる。
ここで、 同期検出回路 4 0— 2〜 4 7— 2は、 それぞれフレーム同期 パターン 1 1 0の第 1ビッ トを受信する時点での受信信号位相回転角が 4 5 ° X n ( nは 0〜 7の整数） だけ異なる場合に対応できるように適 宜検出回路を構成する。
なお、 同期検出回路 4 0— 2〜 4 7— 2は、 ビッ トス トリーム B 0〜 B 7をビッ トス トリーム毎に遅延させる遅延ラッチ D。〜D 1 9を共有す ることができ、 論理積を求める遅延ラッチ D。〜D i 9の状態に応じた配 線を行えばよい。
図 8のフレーム同期パターン検出回路 5 4— 3は、 複素演算回路 5 1 が受けたベースバンド信号に + 7 0 0 k H z〜一 7 0 0 k H zの周波数 誤差が含まれている場合にフレーム同期パターン 1 1 0を検出するため のものであり、 上記第 1の実施の形態におけるフレーム同期パターン検 出回路 5— ：！〜 5— 3のいずれか 1つと同一の構成を有している。
フレーム同期パターン検出回路 5 4— 4は、 複素演算回路 5 1が受け たベースバンド信号に— 7 0 0 kH z〜一 1. 4 MH zの周波数誤差が 含まれている場合にフレーム同期パターン 1 1 0を検出するためのもの である。 このフレーム同期パターン検出回路 5 4— 4は、 フレーム同期 パターン 1 1 0を示すシンボルを受信する間に、 フレーム同期パターン 検出回路 5 4— 2とは逆の位相方向に B P S K判定基準境界線 LNを 2 回だけ回転してディジ夕ル信号を復元するように構成される。
フレーム同期パターン検出回路 5 4— 5は、 複素演算回路 5 1が受け たベースバンド信号に一 1. 4 MH z〜一 2. 1 MH zの周波数誤差が 含まれている場合にフレーム同期パターン 1 1 0を検出するためのもの である。 このフレーム同期パターン検出回路 5 4— 5は、 フレーム同期 パターン 1 1 0を示すシンボルを受信する間に、 フレーム同期パターン 検出回路 5 4— 1 とは逆の位相方向に B P S K判定基準境界線 L Nを 4 回だけ回転してディジ夕ル信号を復元するように構成される。
タイミング生成回路 5 5は、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 1 〜 54— 5からフレーム同期パターン 1 1 0を検出した旨の通知を受け るタイミングによりフレーム同期を確立するためのものである。
また、 タイミング生成回路 5 5は、 フレーム同期を確立すると、 TM C Cデータ 1 1 1を抽出してフレーム多重構成を識別し、 周波数誤差演 算回路 5 7に TMC C区間を特定するための TMC C区間信号を送る。 さらに、 タイミング生成回路 5 5は、 フレーム同期パターン検出回路 54— 1〜 54— 5のいずれかからフレーム同期パターン 1 1 0を検出 した旨の通知を受けると、 フレーム同期パターン検出回路 54— 1〜 5 4— 5のうちのどれがフレーム同期パターン 1 1 0を検出したかを判別 する。 そして、 タイミング生成回路 5 5は、 この判別結果に基づいて、 A F C回路 5 9に R Fチヤンネルを捕捉するためのオフセッ ト周波数を 通知する。
位相誤差検出回路 5 6は、 帯域制限フィル夕 5 2から受けた I信号 D I と Q信号 D Qに基づいて I -Qべク トル平面上での信号点位置を特定 して、 信号点位置が示す位相と絶対位相との位相誤差 （受信信号位相回 転角） を求めるためのものである。
位相誤差検出回路 5 6は、 求めた位相誤差に応じて位相誤差信号 P E Dを生成して周波数誤差演算回路 5 7とループフィルタ 5 8に送る。 周波数誤差演算回路 5 7は、 夕イミング生成回路 5 5から受けた TM C C区間信号により TMC C区間を特定して、 位相誤差検出回路 5 6か ら受けた位相誤差信号 P EDに示された TMC C区間における位相誤差 に基づき希望周波数と再生キャリアの周波数との差 （誤差周波数） を求めるためのものである。
周波数誤差演算回路 5 7は、 求めた誤差周波数 Δ f を A F C回路 5 9 に通知する。
ループフィル夕 5 8は、 位相誤差検出回路 5 6から受けた位相誤差信 号 P E Dを平滑化するローパスフィルタであり、 平滑化した位相誤差信 号 P E Dを位相調整信号 L Δ f として A F C回路 5 9に供給する。
A F C回路 5 9は、 周波数誤差演算回路 5 7から受けた誤差周波数 Δ f 及びループフィル夕 1 0から受けた位相調整信号 L Δ f に応じた位相 信号 Θを生成してキャリア （搬送波） を再生するためのものである。 また、 八 。回路 5 9は、 タイミング生成回路 5 5から通知されたォ フセッ ト周波数に応じた位相信号 0により数値制御発振器 5 0を制御し て、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 3がフレーム同期パターン 1 1 0を検出できるような正弦波デ一夕 s i n 6>及び余弦波データ c o s Θを生成させる。
次に、 この発明の第 2の実施の形態に係る同期捕捉回路の動作を説明 する。
この発明の第 2の実施の形態に係る同期捕捉回路において、 数値制御 発振器 5 0 と、 複素演算回路 5 1 と、 帯域制限フィル夕 5 2 と、 位相誤 差検出回路 5 6と、 周波数誤差演算回路 5 7 と、 ループフィル夕 5 8と、 A F C回路 5 9は、 複素演算回路 5 1に入力されるベースバンド信号の 同相成分 I と直交成分 Qに含まれるキャリア （搬送波） の周波数誤差を 除去するためのキヤリァ再生のループを構成している。
ここで、 数値制御発振器 5 0 と、 複素演算回路 5 1 と、 帯域制限フィ ル夕 5 2は、 それぞれ上記第 1の実施の形態の同期捕捉回路における数 値制御発振器 1 _ 1〜 1 _ 3と、 複素演算回路 2— ：！〜 2— 3 と、 帯域 制限フィル夕 3— ：！〜 3— 3 と同様に動作する。
この際、 A F C回路 5 9は、 位相信号 Θを、 複素演算回路 5 1が受け るベースバンド信号に周波数誤差が含まれていない場合 （周波数誤差が 0 H zの場合） に、 複素演算の結果、 送信側で所定のディジ夕ル信号（ 0 又は 1 ) に割り当てられた信号点の位相が受信側で回転しないような値 に設定する。
帯域制限フィル夕 5 2から出力された I信号 D I及び Q信号 DQは、 B P S Kデマツバ 5 3と、 位相誤差検出回路 5 6に入力される。
B P S Kデマッパ 5 3は、 B P S Kデマツピング回路 2 0〜 2 7によ り、 ディジタル信号を復元して、 フレーム同期パターン検出回路 54— 1〜 54— 5に送る。
フレーム同期パターン検出回路 54— ：！〜 54— 5は、 それぞれ、 ベ 一スパンド信号に含まれる周波数誤差の異なる範囲に対応して、 フレー ム同期パターン 1 1 0を検出する。
すなわち、 フレーム同期パターン検出回路 54— 1は、 複素演算回路 5 1が受けるベースバンド信号に含まれる周波数誤差が + 2. 1 MH z 〜+ 1. 4MH zである場合に、 フレーム同期パターン 1 1 0を検出す る。
同様に、フ レーム同期パターン検出回路 54— 2は周波数誤差が + 1. 4MH z〜十 7 0 O kH zである場合、 フレーム同期パターン検出回路 54 - 3は周波数誤差が + 7 0 O kH z〜― 7 0 O kH zである場合、 フレーム同期パターン検出回路 5 4 - 4は周波数誤差が— 7 0 0 kH z 〜一 1. 4MH zである場合、 フレーム同期パターン検出回路 54— 5 は周波数誤差が— 1. 4 MH z〜一 2. 1 MH zである場合にフレーム 同期パターン 1 1 0を検出する。
これにより、 フレーム同期パターン検出回路 54— 3は R Fチャンネ ルに割り当てられる帯域の中心周波数が、 ODU (図示せず） によるダ ゥンコンバートの際、 ローカル発振器 （図示せず） の発振周波数を含む 所定の周波数範囲内にある中間周波信号 （B S— I F信号） の周波数に 対応するように変換された場合に、 フレーム同期パターン 1 1 0を検出 することができる。 また、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 2は R Fチャンネルに割 り当てられる帯域の中心周波数が、 O D U (図示せず） によるダウンコ ンバートの際、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 3がフレーム同期 パターン 1 1 0を検出可能な周波数範囲よりも高周波の周波数範囲内に ある中間周波信号 （B S— I F信号） の周波数に対応するように変換さ れた場合に、 フレーム同期パターン 1 1 0を検出することができる。 さらに、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 1は R Fチャンネルに 割り当てられる帯域の中心周波数が、 O D U (図示せず） によるダウン コンバートの際、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 2がフレーム同 期パターン 1 1 0を検出可能な周波数範囲よりも、 より高周波の周波数 範囲内にある中間周波信号 （B S— I F信号） の周波数に対応するよう に変換された場合に、 フレーム同期パターン 1 1 0を検出することがで さる。
また、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 4は R Fチヤンネルに割 り当てられる帯域の中心周波数が、 O D U (図示せず） によるダウンコ ンバートの際、 フレーム同期パターン検出回路 5 4 — 3がフレーム同期 パターン 1 1 0を検出可能な周波数範囲よりも低周波の周波数範囲内に ある中間周波信号 （B S— I F信号） の周波数に対応するように変換さ れた場合に、 フレーム同期パターン 1 1 0を検出することができる。 さらに、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 5は R Fチャンネルに 割り当てられる帯域の中心周波数が、 Q D U (図示せず） によるダウン コンバートの際、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 4がフレーム同 期パターン 1 1 0を検出可能な周波数範囲よりも、 より低周波の周波数 範囲内にある中間周波信号 （B S— I F信号） の周波数に対応するよう に変換された場合に、 フレーム同期パターン 1 1 0を検出することがで さる。 フレーム同期パターン検出回路 54— 1〜 54— 5は、 フレーム同期 パターン 1 1 0を検出すると、 その旨をタイミング生成回路 5 5に通知 する。
夕イミング生成回路 5 5は、 フレーム同期パターン検出回路 54— 1 〜 54— 5のいずれかからフレーム同期パターン 1 1 0を検出した旨の 通知を受けると、 この通知によりフレーム同期を確立し、 TMC C区間 を特定するための TMC C区間信号を生成して周波数誤差演算回路 5 7 に送る。
また、 この際、 タイミング生成回路 5 5は、 フレーム同期パターン検 出回路 54— 1〜 54 _ 5のうちのどれがフレーム同期パターン 1 1 0 を検出したかを判別し、 判別結果に基づ て、 AF C回路 5 9にR Fチ ヤンネルを捕捉するためのオフセッ ト周波数を通知する。
より具体的には、 タイミング生成回路 5 5は、 フレーム同期パターン 検出回路 54— 1がフレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別する と、 オフセッ ト周波数として + 1. 7 5 MH zを A F C回路 5 9に通知 する。
一方、 夕イミング生成回路 5 5はフレーム同期パターン検出回路 5 4 - 2がフレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 オフセッ ト周波数として + 1. 0 5 MH zを A F C回路 5 9に通知する。
また一方、 タイミング生成回路 5 5は、 フレーム同期パターン検出回 路 54— 3がフレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 ォ フセッ ト周波数として 0 MH zを AF C回路 5 9に通知する。
さらに一方、 タイミング生成回路 5 5は、 フレーム同期パターン検出 回路 54— 4がフレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 オフセッ ト周波数として一 1.0 5 MH zを AF C回路 5 9に通知する。 一方、 タイミング生成回路 5 5は、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 5がフレーム同期パターン 1 1 0を検出したと判別すると、 オフセ ッ ト周波数として— 1. 7 5 MH zを AF C回路 5 9に通知する。
AF C回路 5 9は、 夕イミング生成回路 5 5から通知されたオフセッ ト周波数に応じた位相信号 0により数値制御発振器 5 0を制御して正弦 波データ s i η Θ及び余弦波データ c o s Sを生成させる。
このようにして、 オフセッ ト周波数に応じた位相信号 Sにより規定さ れる正弦波データ s i n 0及び余弦波デ一夕 c o s Θを用いて、 複素演 算回路 5 1がベースバンド信号の同相成分 I及び直交成分 Qに含まれる 周波数誤差を除去する。
これにより、 捕捉しょうとする R Fチャンネルの周波数誤差が + Z— 7 0 0 kH zの範囲外であった場合には、 周波数誤差が + /— 3 5 k H zの範囲内となる。
従って、 フレーム同期パターン検出回路 5 4— 1〜 5 4— 5のいずれ かでフレーム同期パターン 1 1 0が検出されると、 フレーム同期パター ン検出回路 5 4— 3でフレーム同期パターンを検出できるように複素演 算回路 5 1がベースバンド信号の周波数を変更する。
フレーム同期パターン検出回路 5 4— 3は、カバ一する帯域の幅が 1. 4 MH z と広いので、安定して R Fチヤンネルを捕捉することができる。 この後、 位相誤差検出回路 5 6は、 帯域制限フィルタ 5 2から受けた I信号 D I と Q信号 DQに基づいて I 一 Qべク トル平面上での信号点位 置を特定し、 信号点位置が示す位相と絶対位相との位相誤差 （受信信号 位相回転角） を求める。
位相誤差検出回路 5 6は、 求めた位相誤差に応じた位相誤差信号 P E Dを生成して周波数誤差演算回路 5 7と、 ループフィルタ 5 8に送る。 周波数誤差演算回路 5 7は、 夕イミング生成回路 5 5から受けた TM C C区間信号により TMC C区間を特定し、 位相誤差検出回路 5 6から 受けた位相誤差信号 P E Dに示された TM C C区間における位相誤差に 基づき希望周波数と再生キャリアの周波数との差 （誤差周波数） Δ ίを 求める。
周波数誤差演算回路 5 7は、 求めた誤差周波数 Δ f を AF C回路 5 9 に通知する。
ループフィルタ 5 8は、 位相誤差検出回路 5 6から受けた位相誤差信 号 P E Dを平滑化して位相調整信号 L Δ f とし、AF C回路5 9に送る。
AF C回路 5 9は、 周波数誤差演算回路 5 7から通知された誤差周波 数 Δ f 及びループフィル夕 5 8から受けた位相調整信号 L Δ f に応じて 位相信号 Θの値を調整し、 数値制御発振器 5 0を制御してキャリア （搬 送波） を再生する。
これにより、 複素演算回路 5 1に入力されるベースバンド信号の同相 成分 I と直交成分 Qに含まれるキヤリァの周波数誤差を除去するための 正弦波データ s i n 0及び余弦波データ c o s 0を生成して希望周波数 のチヤンネルを捕捉することができる。
以上説明したように、 この発明の第 2の実施の形態に係る同期捕捉回 路によれば、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差が異なる 5つの周 波数範囲に対応してフレーム同期パターン 1 1 0を検出するフレーム同 期パターン検出回路 54— 1〜 54— 5を備え、 ベースバンド信号に大 きな周波数誤差が含まれる場合であっても瞬時にフレーム同期パターン を検出することができる。 従って、 ODUでのダウンコンバートの際に 生じる周波数誤差が所定の範囲内 （+ノー 2 MH zの範囲内） であれば、 瞬時にフレーム同期パターン 1 1 0を検出することができる。
そして、 フレーム同期パターン検出回路 54— 1〜 54— 5のいずれ かがフレーム同期パターン 1 1 0を検出すると、 広い周波数誤差の範囲 でフレーム同期パターンを検出できるフレーム同期パターン検出回路 5 4 一 3にてフレーム同期を確立するようにオフセッ ト周波数を設定する < これにより、 フレーム同期を素早く確立して、 R Fチャンネルを短時 間で捕捉することができると共に、 安定した R Fチャンネルの捕捉が可 能となる。
なお、 この発明は B ディジ夕ル放送を受信する場合に限定されず、 周波数誤差を含んだベースバンド信号を受信してフレーム同期を確立す るための任意に受信装置に適用が可能である。
産業上の利用可能性
以上の説明のように、 この発明は、 ベースバンド信号に含まれる周波 数誤差が異なる場合に対応してフレーム同期パターンを検出し、 素早く フレーム同期を確立することができ、 短時間で R Fチャンネルを捕捉す ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 受信電波をダウンコンパ一卜した中間周波信号により伝送された ベースバンド信号を受信して無線周波チャンネルを捕捉する同期捕捉回 路であって、
並列に配置された複数個のパターン検出手段であって、 それぞれが異 なる周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信号 を受信して所定のフレーム同期パターンを検出するよう動作するもので ある複数個のパターン検出手段と、
前記複数個のパターン検出手段のいずれかがフレーム同期パターンを 検出すると、 フレーム同期を確立してベースバンド信号に含まれる周波 数誤差を除去するためのキヤリアを再生するキャリア再生手段とを備え ることを特徴とする同期捕捉回路。
2 . 受信電波をダウンコンパ一トした中間周波信号により伝送された ベースバンド信号を受信して無線周波チャンネルを捕捉する同期捕捉回 路であって、
所定の周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド 信号を受信して所定のフレーム同期パターンを検出する第 1のパターン 検出手段と、
前記第 1のパターン検出手段がフレーム同期パターンを検出可能なベ 一スパンド信号を伝送する中間周波信号の周波数範囲よりも、 高周波の 周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信号を受 信して、 所定のフレーム同期パターンを検出する第 2のパターン検出手 段と、
前記第 1のパターン検出手段がフレーム同期を検出可能なベースバン ド信号を伝送する中間周波信号の周波数範囲よりも、 低周波の周波数範 囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信号を受信して、 所定のフレーム同期パターンを検出する第 3のパターン検出手段と、 前記第 1乃至第 3のパターン検出手段のいずれかがフレーム同期パ夕 ーンを検出すると、 フレーム同期を確立してベースバンド信号に含まれ る周波数誤差を除去するためのキヤリァを再生するキヤリァ再生手段と を備えることを特徴とする同期捕捉回路。
3 . 各前記第 1乃至第 3のパターン検出手段は、 それぞれ、 受信したベースバンド信号の位相を特定して、 特定した位相に対応し たディジ夕ル信号に変換する信号変換手段と、
前記信号変換手段の変換により生成されたディジタル信号に所定のフ レーム同期パターンが含まれているか否かを判別する信号判別手段とを 備えることを特徴とする請求項 2に記載の同期捕捉回路。
4 . 前記信号変換手段は、
ベースバンド信号の位相に対応したディジ夕ル信号に変換する際にデ ィジ夕ル信号の値を特定する基準となる判定基準境界線の位相がそれぞ れ φ = 4 5 ° X η ( ηは 0 ~ 7の整数） だけ回転した位相平面上でベ一 スパンド信号の位相を特定してディジ夕ル信号に変換する 8つのデマッ ビング手段を備え、
前記信号判別手段は、
前記 8つのデマッビング手段それぞれの変換により生成された各ディ ジ夕ル信号系列に所定のフレーム同期パターンが含まれているか否かを 判別する 8つの系列判別手段と、
前記 8つの系列判別手段のうちの少なく とも 1つによりディジ夕ル信 号系列に所定のフレーム同期パターンが含まれている判別されると、 フ レーム同期パターンが検出されたことを前記キャリア再生手段に通知す る手段とを備えることを特徴とする請求項 3に記載の同期捕捉回路。
5 . 各前記第 1乃至第 3のパターン検出手段は、 それぞれ、 ベースバンド信号の位相を回転させるための波形データを生成する波 形データ作成手段と、
前記波形データ作成手段により作成された波形データと受信したベー スパンド信号との複素演算を実行することによりベースバンド信号の位 相を回転させる複素演算実行手段とを備え、
前記キヤリァ再生手段は、
前記第 1乃至第 3のパターン検出手段のうちのいずれがフレーム同期 パターンを検出したかを特定する特定手段と、
前記第 1乃至第 3のパターン検出手段のうち、 前記特定手段により特 定されたものが備える前記複素演算実行手段が位相を回転させたベース バンド信号を選択する信号選択手段と、
前記信号選択手段により選択されたべ一スパンド信号の位相と絶対位 相とを比較して位相誤差を特定する位相誤差特定手段と
前記位相誤差特定手段により特定された位相誤差に基づいてベースバ ンド信号に含まれる周波数誤差を特定する周波数誤差特定手段と、 前記位相誤差特定手段により特定された位相誤差と前記周波数誤差特 定手段により特定された周波数誤差に基づいて、 前記第 1乃至第 3のパ ターン検出手段のうち、 前記特定手段により特定されたものが備える前 記波形データ作成手段を制御して、 ベースバンド信号に含まれる位相誤 差と周波数誤差を除去するためのキヤリアを再生する手段とを備えるこ とを特徴とする請求項 2 、 3又は 4に記載の同期捕捉回路。
6 . 受信電波を周波数変換して得られた中間周波信号により伝送され たベースバンド信号を受信して B ディジタル放送における無線周波チ ヤンネルを捕捉する同期捕捉回路であって、
無線周波チャンネルを捕捉するための中間周波信号の周波数範囲全体 に対応した周波数誤差を含むベースバンド信号を受信し、 周波数誤差の 範囲に応じたディジ夕ル信号への変換を行ってフレーム同期パターンを 検出し、 フレーム同期パターンを検出したベースバンド信号信号に含ま れる周波数誤差の範囲に基づいて、 ベースバンド信号信号の周波数に同 期するキヤリァを再生してフレーム同期を確立することを特徴とする同 期捕捉回路。
7 . 受信信号をダウンコンパ一トした中間周波信号により伝送された ベースバンド信号を受信して無線周波チャンネルを捕捉する同期捕捉回 路であって、
シンポル単位で位相変調された受信ベースバンド信号の位相を特定し て、特定した位相に対応するディジ夕ル信号に変換する信号変換手段と、 前記信号変換手段の変換により生成されたディジ夕ル信号に基づいて、 ベースバンド信号により伝送される所定のフレーム同期パターンを検出 する、 並列に配置された複数個のパターン検出手段であって、 それぞれ が異なる周波数範囲内にある中間周波数信号の周波数と関連付けられて いるような複数個のパターン検出手段と、
複数個のパターン検出手段のいずれかがフレーム同期パターンを検出 するとベースバンド信号に含まれる周波数誤差に対応したオフセッ ト周 波数だけベースバンド信号の周波数を変換して前記信号変換手段に位相 を特定されてフレーム同期を確立する周波数制御手段とを備えることを 特徴とする同期捕捉回路。
8 . 受信信号をダウンコンパ一卜した中間周波信号により伝送された ベースバンド信号を受信して無線周波チャンネルを捕捉する同期捕捉回 路であって、
シンボル単位で位相変調された受信ベースバンド信号の位相を特定し て、特定した位相に対応するディジ夕ル信号に変換する信号変換手段と、 前記信号変換手段の変換により生成されたディジ夕ル信号に基づいて、 前記無線周波チャンネルに割り当てられる帯域の中心周波数が、 中間周 波信号の所定の周波数範囲にある中間周波信号の周波数に対応する場合 に、 ベースバンド信号により伝送される所定のフレーム同期パターンを 検出する第 1のパターン検出手段と、
前記信号変換手段の変換により生成されたディジ夕ル信号に基づいて、 前記無線周波チャンネルに割り当てられる帯域の中心周波数が、 前記第 1のパターン検出手段によりフレーム同期パターンを検出可能な中間周 波信号の周波数範囲よりも、 高周波の周波数範囲内にある中間周波信号 の周波数に対応する場合に、 ベースバンド信号により伝送される所定の フレーム同期パターンを検出する第 2のパターン検出手段と、
前記信号変換手段の変換により生成されるディジタル信号に基づいて、 前記無線周波チャンネルに割り当てられる帯域の中心周波数が、 前記第 2のパターン検出手段によりフレーム同期パターンを検出可能な中間周 波信号の周波数範囲よりも、 さらに高周波の周波数範囲内にある中間周 波信号の周波数に対応する場合に、 ベースバンド信号により伝送される 所定のフレーム同期パターンを検出する第 3のパターン検出手段と、 前記信号変換手段の変換により生成されたディジタル信号に基づいて、 前記無線周波チヤンネルに割り当てられる帯域の中心周波数が前記第 1 のパターン検出手段によりフレーム同期パターンを検出可能な中間周波 信号の周波数範囲よりも、 低周波の周波数範囲内にある中間周波信号の 周波数に対応する場合に、 ベースバンド信号により伝送される所定のフ レームパターンを検出する第 4のパターン検出手段と、
前記信号変換手段の変換により生成されたディジ夕ル信号に基づいて、 前記無線周波チャンネルに割り当てられる帯域の中心周波数が、 前記第 4のパターン検出手段によりフレーム同期パターンを検出可能な中間周 波信号の周波数範囲よりも、 さらに低周波の周波数範囲にある中間周波 信号の周波数に対応する場合に、 ベースバンド信号により伝送される所 定のフレームパターンを検出する第 5のパターン検出手段と、
前記第 1乃至第 5のパターン検出手段のいずれかがフレーム同期パ夕 ーンを検出すると、 ベースバンド信号に含まれる周波数誤差に対応した オフセッ 卜周波数だけベースバンド信号の周波数を変換して前記信号変 換手段に位相を特定させることにより、 前記第 1のパターン検出手段に フレーム同期パターンを検出させてフレーム同期を確立する周波数制御 手段とを備えることを特徴とする同期捕捉回路。
9 . 前記信号変換手段は、
ベースバンド信号の位相に対応したディジタル信号に変換する際にデ ィジ夕ル信号の値を特定する基準となる判定基準境界線の位相がそれぞ れ φ == 4 5 ° x n ( ηは 0〜 7の整数） だけ回転した位相平面上でベー スパンド信号の位相を特定してディジタル信号に変換する 8つのデマッ ビング手段を備え、
前記第 1のパターン検出手段は、
前記 8つのデマッビング手段それぞれの変換により生成された各ディ ジ夕ル信号系列に所定のフレーム同期パターンが含まれているか否かを 判別する 8つの系列判別手段と、
前記 8つの系列判別手段のうちの少なく とも 1つにより所定のフレー ム同期パターンが含まれていると判別されると、 フレーム同期パターン が検出されたことを前記周波数制御手段に通知する手段とを備え、 前記第 2及び第 4のパターン検出手段は、
それぞれが前記 8つのデマッビング手段の変換により生成された各デ ィジタル信号系列のうち 3つを用いて所定のフレーム同期パターンが含 まれているか否かを判別する 8つの第 1の回転系列判別手段を備え、 前記第 3及び第 5のパターン検出手段は、 それぞれが前記 8つのデマッビング手段の変換により生成された各デ ィジ夕ル信号系列のうち 4つを用いて所定のフレーム同期パターンが含 まれているか否かを判別することを特徴とする請求項 8に記載の同期捕 捉回路。
1 0 . 前記第 1乃至第 2の回転系列判別手段は、
ディジ夕ル信号系列をビッ ト毎に遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段から、 受信時刻の経過に従って判定基準境界線の位相が 同一方向に回転するようにディジタル信号系列を抽出して所定のフレー ム同期パターンが含まれているか否かを判別する手段を備えることを特 徵とする請求項 9に記載の同期捕捉回路。
1 1 . 前記第 2のパターン検出手段が備える前記第 1の回転系列判別 手段と前記第 4のパターン検出手段が備える前記第 1の回転系列判別手 段は、受信時刻の経過に従って判定基準境界線の位相が回転する方向が、 互いに逆となるように前記遅延手段からディジ夕ル信号系列を抽出し、 前記第 3のパターン検出手段が備える前記第 2の回転系列判別手段と 前記第 5のパターン検出手段が備える前記第 2の回転系列判別手段は、 受信時刻の経過に従って判定基準境界線の位相が回転する方向が、 互い に逆となるように前記遅延手段からディジタル信号系列を抽出すること を特徴とする請求項 1 0に記載の同期捕捉回路。
1 2 . 前記周波数制御手段は、
ベースバンド信号の位相を回転させるための波形データを生成する波 形データ作成手段と、
前記波形データ作成手段により作成された波形データと受信したベー スバンド信号との複素演算を実行することによりベースバンド信号の位 相を回転させる複素演算実行手段と、
前記複素演算実行手段により位相が回転させられたベースバンド信号 の位相と絶対位相とを比較して位相誤差を特定する位相誤差特定手段と、 前記位相誤差特定手段により特定された位相誤差に基づいてベースバ ンド信号に含まれる周波数誤差を特定する周波数誤差特定手段と、 前記位相誤差特定手段により特定された位相誤差と前記周波数誤差特 定手段により特定された周波数誤差に基づいて、 前記波形データ作成手 段を制御して、 ベースバンド信号に含まれる位相誤差と周波数誤差を除 去するためのキャリアを再生する手段とを備えることを特徴とする請求 項 7乃至 1 1のいずれか 1項に記載の同期捕捉回路。
1 3 . 受信電波をダウンコンバートした中間周波信号により伝送され たベースバンド信号を受信して無線周波チャンネルを捕捉するための同 期捕捉方法であって、
所定の周波数範囲にある中間周波信号により伝送されるベースバンド 信号を受信して所定のフレーム同期パターンを検出する第 1のパターン 検出ステツプと、
前記第 1のパターン検出ステップにてフレーム同期パターンを検出可 能なベースバンド信号を伝送する中間周波信号の周波数範囲よりも、 高 周波の周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信 号を前記第 1のパターン検出ステップと同時に受信して、 所定のフレー ム同期パターンを検出する第 2のパターン検出ステップと、
前記第 1のパターン検出ステップにてフレーム同期パターンを検出可 能なベースバンド信号を伝送する中間周波信号の周波数範囲よりも、 低 周波の周波数範囲にある中間周波信号により伝送されたベースバンド信 号を前記第 1及び第 2のパターン検出ステップと同時に受信して、 所定 のフレーム同期パターンを検出する第 3のパターン検出ステップと、 前記第 1乃至第 3のパターン検出ステツプのいずれかにおいてフレー ム同期パターンを検出すると、 フレーム同期を確立してベースバンド信 号に含まれる周波数誤差を除去するためのキヤリァを再生するキヤリァ 再生ステツプとを備えることを特徴とする同期捕捉方法。
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