JPH02134044A - 同期復調装置 - 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〕 本発明は畳み込み符号により変調されたｎ相（ｎは正の
整数）ＰＳＫ信号の復調に利用する。特に、被変調信号
から搬送波を再生して復調する同期復調装置に関する。

さらに詳しくは、再生搬送波の位相同期確立に関する。

〔）既　　要〕

本発明は、・畳み込み符号により変調されたｎ相ＰＳＫ
信号を受信信号とし、この信号に同期した搬送波を再生
して受信信号を復調する同期復調装置において、 復調された信号の誤り率および信号対雑音比が最適とな
るように再生搬送波の周波数または位相を制御すること
により、 擬似同期状態となることなく、受信信号に正しく同期し
た再生撮送波を得るものである。

〔従来の技術〕

畳み込み符号により変調されたｎ相ＰＳＫ信号を復調す
るため、従来から、同期復調方式が用いられている。同
期復調方式では、受信信号から基準位相をもつ搬送波を
再生し、その位相と受信信号の位相とを比較することに
より復調する。この場合に、再生（般送波の周波数を受
信信号の搬送波に正しく同期させることが必要である。

このため従来は、復調された信号の誤り率を測定し、こ
の偵があるしきい値以下となったときに同期が確立した
ものと判定していた。

誤り率は、誤り訂正後のデータを再符号化したデータと
、誤り訂正前のデータとを比較することにより求められ
る。復調同期が確立している場合には、誤り訂正前のデ
ータ列は、伝送路中の雑音により若干ずれてはいても、
はぼ送信側で用いた符号語と等しくなる。このため、誤
り率が小さければ同期が確立したものと判定できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の判定方法では擬似同期の問題があった。

すなわち、誤り訂正前のデータ列が送信側で用いている
符号器の符号語に一致していれば、たとえ実際には正し
く復調されていない場合でも同期が確立したものと判定
されることがあった。

この擬似同期の実例として、拘束長７、生成多項式（８
進表示）が１７１．１３３の畳み込み符号を用い、変調
方式として２相位相変調（ＢＰＳＫ）を用いた場合を例
に説明する。符号器としては、第５図に示したような７
段シフトレジスタを備えたものが用いられる。７段シフ
トレジスタの１段目、２段目、３段目、４段目および７
段目のレジスタの値について排他的論理和をとることに
より１７１の符号化データが得られ、１段目、３段目、
４段目、６段目および７段目のレジスタの値について排
他的論理和をとることにより１３３の符号化データが得
られる。

送信側の入力データ列をり、、（Ｄｈ−＋１）と表す。

これを１７１および１３３の符号器で符号化したデータ
列をそれぞれＣ，、！　７１　およびＣ，，１３３とす
ると、 Ｃｎ１７’＝Ｄ、：ＸＤｒ、　＋ｘＤｒ＋−２ｘＤｈ−
ｉｘＤｎ−ｓＣ，、、′３３＝　Ｄ、、Ｘ　ＤＩＮ−２
Ｘ　［）、、−３Ｘ　Ｄｌｌ−５Ｘ　Ｄｌｌ−６となる
。ただし、２１直テ゛−夕をずべて「＋１」、「−１」
で表す。

この二つの符号化データ列による変調波を受信側で復調
する。正しく復調されれば、復調後のデータは（：、　
ｌ　’ｌ　１およびＣ，、＋　３３となり、誤り訂正回
路で復号することによりり。が得られる。

しかし、何らかの事情により復調が正しく行われず、Ｃ
，、＋７１’　　および（：ｎ＋３３’　　という復調
データが得られたとする。また、これを誤り訂正復号し
て得られたデータＤ’　が、もとのデータＤ。と、Ｄ：
　＝Ｄｎ（−１）’ の関係があったとする。このような復号データが得られ
るのは、 Ｃ，，１７１’＝Ｄ二ＸＤニー、　Ｘ　Ｄ’、、−２Ｘ
　Ｄニー３　×Ｄ　’：＋　−６Ｄｎ　Ｘ　Ｄｎ−ｌ　
Ｘ　Ｄｉ−２Ｘ　Ｄｎ−３Ｘ　Ｉ）ｎ−ａＸ（−１）・
・（・−１）・（・−２）・（・−３）・（・−６）−
Ｃ、、＋　７１　　Ｘ　（１）　Ｓ　ｈ　−ｌ　２＝（
：、、＋７１　　ｘ　（１）５゜ Ｃ，、＋３３’　−Ｃ，，１３３Ｘ　　（１）　５ｈ−
２−３−５−６Ｃ，，１３３×（−１）５″ の場合である。このような復調データＣ，１７１’Ｃ，
＋３３’　　は符号語であり、Ｃ，Ｉｎ　、（：、＋７
１　、Ｃ，１ｕｌｌ　、Ｃ，、＋３３　もまた符号語で
ある。したがって、復号器は正しく復号動作を実行し、
位相同期が確立していると判定してしまう。

このようなデータＣ，，１７１′、Ｃ，，１３３′　　
が復調される場合について説明する。

ＢＰＳＫでは、符号化されたデータ列ＣＩ、１ｆｆｌｃ
ｈ”３を並列直列変換し、 なるデータ列Ｂ、を変調器から送出する。ここで、直列
並列変換される前の復調データＢ二と送信側のデータ列
Ｂ、とか、 の関係があると、復調データとしてＣ７１７１゛、ｃｎ
１３”が生成される。

伝送速度をｆ、とじ、復調に用いる再生搬送波の周波数
が実際の搬送波からｆ５／４だけずれていると、復調さ
れるテ″−タ列Ｂ二′（ま、となる。この値は、二値判
定の場合にはＢ二と等しい。

すなわち、再生搬送波の周波数がｆ、／４だけずれてい
る場合でも、復号器が正しく復号動作を実行し、同期が
確立していると誤って判定してしまう。この現象が、復
調信号の誤り率を同期判定の条件とした場合の擬似同期
である。再生搬送波の周波数がｆ３／８ずれているとき
にも同様の現象が発生する。この擬似同期に対して正し
く同期した状態を以下「正規同期」という。

本発明は、以上の問題点を解決し、擬似同期の状態とな
ることなく、受信信号に正しく位相同期した搬送波を再
生することのできる同期復調装置を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の同期復調装置は、復調信号の信号対雑音比を測
定する信号対雑音比測定手段を設け、制御手段に、誤り
率の測定結果に加えて信号対雑音比測定手段の出力を入
力とし、この二つの入力に基づき周波数または位相の制
御を行う手段を備えたことを特徴とする。

二つの入力に基づく制御を複数回繰り返して実行し、最
も確からしい周波数、なわち最尤周波数を求めることも
できる。

〔作　用〕

誤り率の測定だけでは、復調器が受信信号の搬送波の正
しく同期しているかどうかは判定できないことがある。

そこで、復調器の出力の信号対雑音比を測定し、その値
を誤り率の測定値に組み合わせて復調器の同期状態を判
定する。これにより擬似同期を回避できる。

また、周波数の制御を繰り返すことにより、電源投入時
などの各回路の不安定性による同期判定の誤りを回避で
きる。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例同期復調装置のブロック構成図で
ある。

この装置は、畳み込み符号により変調されたｎ相（ｎは
正の整数）ＰＳＫ信号を入力とし、このＰＳＫ信号に位
相同期する搬送波を再生する搬送波再生回路として位相
検出器２、ループフィルタ３および電圧制御発振器４を
備え、この電圧制御発振器４の出力に得られる再生搬送
波を用いてＰＳＫ信号を復調する復調器として直交復調
器ｌを備え、直交復調器ｌの出力に得られる復調信号の
誤り率を測定する誤り率測定手段として誤り訂正回路５
を備え、この誤り訂正回路５の出力する誤り率に基づい
て搬送波再生回路が出力する再生搬送波の周波数または
位相を制御する制御手段として制御回路７を備える。

ここで本実施例の特徴とするところは、復調信号の信号
対雑音比を測定する信号対雑音比測定手段として信号対
雑音比測定回路６を備え、制御回路７は、誤り訂正回路
５の出力する誤り率に加えて信号対雑音比測定回路６の
出力を入力とし、この二つの入力に基づき周波数または
位相の制御を行う手段を含むことにある。

入力信号の搬送波周波数に±Δｆの不安定性がある場合
に、制御回路７の出力電圧を変化させて、電圧制御発振
器４の発振周波数を−Δｆ〜＋Δｆの範囲で変化させる
。このとき、誤り訂正回路５によって同期判定を行い、
電圧制御発振器４の出力する再生搬送波の周波数を入力
信号に同期させる。しかし、誤り訂正回路５による同期
判定では、正規同期と擬似同期とを区別できない。

そこで、直交復調器１の出力について、信号対雑音比測
定回路６により信号対雑音比を測定して正規同期か擬似
同期かを判別する。

第２図は信号対雑音比測定回路６の一例を示すブロック
構成図である。

直交復調器１の出力は、絶対値回路２１と、二乗回路２
４とに入力される。

絶対値回路２１の出力は平均回路２２により平均化され
る。これにより雑音成分が圧縮され、信号電圧にほぼ等
しい値が得られる。二乗回路２３は平均回路２２の出力
を二乗し、信号電力Ｐ、を推定する。

二乗回路２４の出力は平均回路２５により平均化され、
信号および雑音の全電力Ｐ、が求められる。

減算回路２６は、二乗回路２４の出力に得られた全電力
Ｐ、から、二乗回路２３の出力に得られた信号電力Ｐ、
を減算する。これにより、雑音電力ＰＭが推定される。

二乗回路２３の出力および減算回路２６の出力は、制御
回路７に供給される。

制御回路７は、誤り訂正回路５が同期と判定した周波数
に対応する出力電圧のそれぞれについて、ｅ により信号対雑音比を求める。さらに制御回路７は、こ
れらの信号対雑音比を比較し、その結果から正規同期に
おける出力電圧を判定し、その電圧を電圧制御発振器４
に出力する。

第３図は正規同期または擬似同期のそれぞれの場合にお
ける信号対雑音比の計算結果の例を示す。

この図において、搬送波周波数のずれΔｆが伝送速度ｆ
、に対してそれぞれ０、ｆ、／２　、ｆ、／４、ｆ、／
８のときの値を示す。また、縦軸は計算された信号対雑
音比を示し、横軸は雑音電力に対するビット当りの信号
のエネルギを示す。

この図に示すように、Δｆ＝０で表される正規同期の場
合と、擬似同期の場合とは、明らかに有意な差がある。

したがって、正規同期を擬似同期から区別することがで
きる。

制御回路７による電圧制御発振器４の発振周波数の制御
は一度でもよいが、繰り返し行って、最も確からしい周
波数、すなわち最尤周波数を求めることもできる。

ここで、電圧制御発振器４の発振周波数の制御を三回ま
で繰り返す場合について説明する。この場合には、最初
の周波数制御により正規同期と判定された再生搬送波の
周波数ｆ１を記憶する。その後に再び同じ動作により正
規同期と判定された周波数ｆ２を先の周波数ｆ１と比較
し、ｆ、＝ｆ２のときにはこの周波数を真の正規同期点
と判定する。「１　≠ｆ２のときには二度目の測定を行
い、得られた周波数ｆ、を先の周波数ｆ＋　、ｆｚ　と
比較し、ｆ＋−ｆｉのときは周波数ｆ、を真の正規同期
点と判定し、ｆ２＝１３のときには周波数「２を正規同
期点と判定する。この制御の流れを第４図に示す。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の同期復調装置は、誤り率
の測定により同期が確立したものと判定される可能性の
ある複数の再生搬送波周波数について、復調信号の信号
対雑音比が最大となるものを選択する。これにより、誤
り訂正回路における擬似同期の判定を検出して回避する
ことができる。

さらに、擬似同期回避の動作を繰り返すことにより、装
置や伝送路その他の不安定性による誤動作を回避するこ
とができる。

したがって、本発明は、同期復調装置の信頼性を高める
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例同期復調装置のブロック構成図。 第２図は信号対雑音比測定回路のブロック構成図。 第３図は信号対雑音比の計算結果の例を示す図。 第４図は周波数制御を複数回繰り返す場合の制御の流れ
を示す図。 第５図は符号器の一例を示す図。 ■・・・直交復調器、２・・・位相検出器、３・・・ル
ープフィルタ、４・・・電圧制御発振器、５・・・誤り
訂正回路、６・・・信号対雑音比測定回路、７・・・制
御回路、２１・・・絶対値回路、２２．２５・・・平均
回路、２３．２４・・・二乗回路、２６・・・減算回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、畳み込み符号により変調されたｎ相（ｎは正の整数
   ）ＰＳＫ信号を入力とし、 このＰＳＫ信号に位相同期する搬送波を再生する搬送波
   再生回路と、 この搬送波再生回路の出力に得られる再生搬送波を用い
   て前記ＰＳＫ信号を復調する復調器と、この復調器の出
   力に得られる復調信号の誤り率を測定する誤り率測定手
   段と、 この誤り率測定手段の出力に基づいて前記搬送波再生回
   路が出力する再生搬送波の周波数または位相を制御する
   制御手段と を備えた同期復調装置において、 前記復調信号の信号対雑音比を測定する信号対雑音比測
   定手段を設け、 前記制御手段は、誤り率測定手段の出力に加えて前記信
   号対雑音比測定手段の出力を入力とし、この二つの入力
   に基づき周波数または位相の制御を行う手段を含む ことを特徴とする同期復調装置。 ２、請求項１記載の同期復調装置において、前記制御手
   段は、前記二つの入力に基づく制御を複数回繰り返して
   実行する手段を含む ことを特徴とする同期復調装置。