JPH02205144A - Ｐｓｋ復調器におけるｃ／ｎ測定回路 - 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］ 本発明はデジタルデータ伝送に使用されるＰＳＫ変調信
号を元のデジタルデータ信号へ復調するＰＳＫ復調器に
係わり、特にＣ／Ｎ　（搬送電力対雑音電力比）を検出
するＰＳＫ復調器におけるＣ／Ｎ測定回路に関する。

［従来の技術］ デジタルデータを伝送する場合の変調方式としてＰＳＫ
（（：を相偏移キーイング）変調方式が頻繁に使用され
る。周知のように、このＰＳＫ変調方式においては、第
６図に示すように、キャリア信号ａの位相がデジタルデ
ータ信号すの［１］又は［０］の信号レベル変化に対応
して変化する。したがって、受信側ではそのＰＳＫ変調
信号Ｃにおけるキャリア信号ａの位相を位相検波器で検
波すれば元のデジタルデータ信号すが得られる。

このようなＰＳＫ変調方式を採用したデータ伝送システ
ムにおいて、システムの保守命運用土その回線のＣ／Ｎ
を精度よく、かつ能率的に測定することが必要となる。

従来、このＣ／Ｎを測定するＣ　／　Ｎ　ａ１１定回路
は、第７図に示す誤り訂正機能を有するデータ伝送シス
テムにおいては、比較的簡単な回路構成で実現できる。

すなわち、一連のデータＤ。を含む前記デジタルデータ
信号すはたたみ込み符号化回路１でもって誤り検出用の
ビット符号Ｚが付加され、（Ｄ。

＋ｚ）のデータがＰＳＫ変調され伝送路に送り出される
。このＰＳＫ変調波は、伝送路で誤りが小異され、ＰＳ
Ｋ復調器２へ入力される。ＰＳＫ変調器２においては、
図示しない基準発振器から供給されたキャリア信号ａを
人力されたデジタルデータ信号すで変調して、ＰＳＫ変
調信号Ｃとして送信機３へ送出し、送信機３はそのＰＳ
Ｋ変調信号Ｃを無線出力する。

無線出力されたＰＳＫ変調信号Ｃは受信機４で受信され
、ＰＳＫ復調器５へ入力される。なお、受信されたＰＳ
Ｋ変調信号ｄには前記（Ｄ、　十Ｚ）のデータの他に、
伝送中に混入したエラーデータＥが付加されている。し
たがって、（Ｄｏ＋Ｚ＋Ｅ）のデータを含んだＰＳＫ復
調信号ｄはＰＳＫ復調器５でデジタルデータ信号ｅに復
調され、ビタビ復号器６へ人力される。このビタビ復号
器６はデジタルデータ信号ｅに含まれるエラーデータＥ
を前記誤り検出用のビット符号Ｚを利用して取除く、し
かして、ビタビ復号″ａ６から元の正しいデータＤ。の
みを含むデジタルデータ信号すが出力される。

また、前記ＰＳＫ復調器５は第８図のように構成されて
いる。すなわち、受信機４から入力された例えば４位相
のＰＳＫ変調信号ｄは第１．第２の位相検波器１０ａ、
１０ｂへ入力される。第１の検波器１０ａは前記ＰＳＫ
変調信号ｄをキャリア同期回路１１から出力される第１
の基準信号りで位相検波し、第１の検波信号ｉをロール
オフ・フィルタ１２ａを介して第１の２値化回路１３ａ
へ送出する。一方、第２の位相検波器１０ｂは前記第１
の基準信号りが９０３移相器１４で位相が９０°移相さ
れた第２の基準信号ｊで位相検波され、第２の検波信号
ｑをロールオフ・フィルタ１２ｂを介して第２の２値化
回路１３ｂへ送出する。

第１．第２の検波信号ｉ、ｑはＴＳｌ、第２の２値化回
路１３ａ、１３ｂに入力するとともにキャリア同期回路
１１へ人力される。キャリア同期回路１１は入力された
各検波信号ｉ、ｑを用いてＰＳＫ変調信号ｄに含まれる
キャリア信号ａを再生して、その再生キャリア信号を第
１の基準信号りとして出力する。

また、第１．第２の検波信号ｉ、ｑはクロック同期回路
１４へ人力される。このクロック同期回路１４は、前記
検波信号ｉ、ｑに同期して、一つのデータ（１シンボル
）の継続時間に相当する約Ｔｓの周期を有するクロック
信号をサンプリング・クロック信号発生器１５へ送出す
る。そして、サンプリング−クロック信号発生器１５は
各２値化回路１３ａ、１３ｂヘサンプリング・クロック
信号ｋを送出する。

各２値化回路１３ａ、１３ｂは、サンプリング・りａツ
ク信号ｋが入力する毎に、入力した検波信号ｉ、ｑを２
値化してデジタルデータ信号ｍ。

ｎとして信号合成回路１６へ送出する。信号合成回路１
６は入力した各デジタルデータｍ、ｎを所定のアリゴリ
ズムに従って、１つのデジタルデータ信号ｅに合成して
出力する。

このような第７図に示すデータ伝送システムにおいて、
ビタビ復号器６から出力された正しいデジタルデータ信
号すを送信側のたたみ込み符号化ｌｉｔ路１と同一構成
のたたみ込み符号化回路７へ入力し、このたたみ込み符
号化回路７で誤り検出用のビット符号２を付加する。そ
して、誤り検出用のビット符号Ｚが付加された（Ｄｏ　
＋Ｚ）のブタを含むデジタルデータ信号ｆは減算Ｓ８へ
人力される。また、この減算器８にはＰＳＫ復調器５か
ら出力される（Ｄｏ＋Ｚ＋Ｅ）のデータを含むデジタル
データ信号ｅが人力される。減算器８はデジタルデータ
信号ｅからデジタルデータ信号ｆを減算して、差のデジ
タルデータ信号ｇを出力する。すなわち、このデジタル
データ信号ｇはエラーデータＥのみ含むことになる。し
たがって、変換テーブル９を用いて、そのエラーデータ
Ｅの発生開度から、このデータ伝送システムのＰ　Ｓ　
Ｋ　復調器５段階における等価的なＣ／Ｎが得られる。

しかして、前記たたみ込み符号化回路７．減算器８およ
び変換テーブル９はこのデータ伝送システムにおけるＰ
ＳＫ復調器５段階におけるＣ／測定回路１７を構成する
。

なお、第９図は、たたみ込み符号回路１とビタビ復号器
６からなる誤り訂正回路を組込んだ場合のＣ／Ｎに対す
る誤り発生量（ＢＥＲ：ビット・エラー・レイト）の特
性Ｂと、ご；り訂正回路を含まない場合における誤り発
生量の特性Ａとの比較を示す図である。

なお、図示しないが、たたみ込み符号化回路１とビタビ
復号器６からなる誤り訂正回路が組込まれていないデー
タ伝送システムにおいては、キャリア信号のレベルとｍ
Ｗのレベルとを別々に測定する必要がある。すなわち、
キャリア信号レベルをＡｌ１定する場合は、データ送信
を一時中断して、ＰＳＫ復調器５に測定用のキャリア信
号を印加して出力信号レベルを測定する。次に、ＰＳＫ
変調＝２の変調動作を停止して、ＰＳＫ復調器５から出
力される雑音のみの信号レベルをＭ１定する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第７図に示すＣ／　Ｎ　ｉ’ｌ＃１定回
路１子回路１７もまだ次のような問題があった。すなわ
ち、第９図にも示すように、Ｃ／Ｎが劣化すると、たと
え誤り訂正回路が付加されたデータ伝送システムであっ
たとしても、ビタビ復号器６において、受信したＰＳＫ
変調信号ｄに含まれるエラーデータＥを完全に除去する
ことが不可能となる。したがって、ビタビ復号器６から
出力されるデジタルデータ信号すにエラーデータＥの一
部が残留することになる。よって、たたみ込み符号化回
路７から減算器８へ送出されるデジタルデータ信号ｆに
（Ｄｏ＋Ｚ＋Ｅ−）のデータが含まれることになり、減
算器８にて正確なエラーデータＥを検出できなくなる。

よって、Ｃ／Ｎ測定回路１７にて正確なＣ／Ｎが得られ
ない問題がある。

また、誤り訂正回路が組込まれていないデータ伝送シス
テムにおいては、前述したようにデータ伝送を一時中断
する必要があるので、実際のデータ伝送時においてＣ／
Ｎ測定ができなく、現実問題としてこの手法を採用する
ことは困難である。

本発明はこのよううな実情に鑑みてなされたものであり
、ＰＳＫ復８器の各位相検波器から出力される各検波信
号を座標１−に展開した場合における論理的座標からの
距離からＣ／Ｎを求めることにより、たとえデータ伝送
システムトにおいてＣ／Ｎが低下したとしても、また誤
り訂正回路が組込まれていなかったとしても、より正確
なＣ／Ｎをデータ伝送を中断ることなく測定できるＰＳ
Ｋ復ユ’Ｊ器におけるＣ　／　Ｎ　Ｍｌ定回路を提供す
ることをＩ−１的とする。

［課題を解決するための手段］ Ｌ記課題を解消するために本発明のＰＳＫ復調器におけ
るＣ　／　Ｎ　ＡＪｌ定回路は、外部から人力されたＰ
ＳＫ変調信号をこのＰＳＫ変調信号の再生キャリア（ｎ
＋−３に同期する第１の基準信号で位相検波する第１の
ｆ１″／、相段波器と、ＰＳＫ変調信号を第１の基準信
号を９０″移相した第２の基準信号で位相検波する第２
の位相検波器と、第１および第２の位相検波器から出力
される第１および第２の検波信号をそれぞれ２値化して
デジタル信号に変換する２値化回路と、この２値化回路
から出力された谷デジタル信号を一つのデジタル信号に
合成する信号合成回路とを備えたＰＳＫ復調器において
、第１および第２の検波信号をそれぞれ第１および第２
のデジタル検波値に変換する第１および第２のＡ／Ｄ変
換器と、第１および第２のデジタル検波値の各組合せ毎
に、谷険波値を縦軸および横軸とする座標」二における
、各組合せで定まる各座標位置の論理的座標位置からの
各距離を記憶するデータ変換テーブルと、予め定められ
たＭ１定期間内に得られた前記各組合せに対応する各距
離のうち最大距離を前記ＰＳＫ復調器におけるＣ／Ｎと
して取出すＣ／Ｎ検出回路とを備えたものである。

［作　用］ 先ず、このように構成されたＣ　／　Ｎ　７１１１１定
回路において、Ｃ／Ｎが測定できる動作原理を説明する
。

すなわち、各位相検波器に印加される基準信号は互いに
９０″だけ位相がずれているので、各位相検波器から出
力される各検波信号の絶対値は理想状態においては等し
いはずである。よって、各検波信号を直交座標」−にお
ける横軸および縦軸に設定すると、第２図（ａ）に示す
ように、上記２つの検波信号で示される座標は第１象現
の４５＠線１、の論理的座標位置に定まる。

しかして、Ｃ／Ｎが低下すると、ＰＳＫ変調信号におけ
る各データ値に対応するキャリア信号における位相差が
変動するので、上記各検波信号値は等しくなくなり、各
検波信号値の組合せで定まる座標はｌ−記論理的座標位
置から外れる。したがって、この論理的座標位置からの
距ＭＲはＣ／Ｎに関する値となる。

次に、この一定の測定期間内における最大距離ＲｍをＣ
／Ｎとする理由を説明する。一般に、前記各距離Ｒの発
生開度分布波形は第３図に示すような１Ｅ規分布波形と
なるが、雑音成分（Ｎ）が大きい場合には、第３図（ａ
）に示すように、標準偏差値σが大きくなり、雑音成分
（Ｎ）が小さい場合には、第３図（ｂ）に示すように、
標準偏差値σは小さくなる。したがって、最大距離Ｒｓ
をＣ／Ｎとしても十分比較対照できる。

よって、本発明においては、各検波信号をＡ／Ｄ＆換器
でデジタル検波値に変換して、各デジタル検波値の組合
せに対応する前記６距ＭＲをデータ変換テーブルを用い
て能率的に求め、Ｃ／Ｎ検出回路によって、一定の測定
期間内に得られた６距＃Ｒのうちの最大圧ｆｉＲ■をＣ
／Ｎとして出力している。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例のＣ／Ｎ測定回路が組込まれたＰＳＫ復
調回路を示すブロック図である。なお、第８図と同一部
分には同一符号が付しである。また、このＰＳＫ復調器
は前記第７図からＣ／Ｎ肋１定回路１７を除去したデー
タ伝送システムに組込まれるとする。

すなわち、受信機４から入力された４位相のＰＳＫ変調
変調信号筒１の位相検波器１０ａでもって基準信号りで
位相検波され第１の検波信号ｉとして、ロールオフ・フ
ィルタ１２ａを介して第１の２値化回路１３ａへ人力さ
れる。そして、この第１の２値化回路１３ａにてデジタ
ルデータ信号ｍに変換される。

また、前記４位相のＰＳＫ変調変調信号筒２の位相検波
器１０ａでもって基準信号ｊで位相検波され第２の検波
信号ｑとして、ロールオフ・フィルタ１２ｂを介して第
２の２値化回路１３ｂへ入力される。そして、この第２
の２値化回路１３ｂにてデジタルデータ信号ｎに変換さ
れる。

そして、第１．第２の２値化回路１３ａ。

１３ｂから出力された各デジタルデータ信号ｍ。

ｎは信号合成回路１６へ人力される。信号合成回路１６
は人力した各デジタルデータｍ、ｎを所定のアリゴリズ
ムに従って、１つのデジタルデータ信号ｅに合成して出
力する。

また、第１の位相検波器１０ａからロールオフ・フィル
タ１２ａを介して出力されたアナログの第１の検波信号
ｉは第１のＡ／Ｄ変換器２１ａへ人力される。同様に、
第２の位相検波器１０ｂからロールオフ・フィルタ１２
ｂを介して出力されたアナログの第２の検波信号ｑは第
２のＡ／Ｄ変換器２１ｂへ入力される。各Ａ／Ｄ変換器
２１ａ。

２１ｂにはサンプリング・クロック信号発生器１５から
各２値化回路１３ａ、１３ｂに印加されたサンプリング
・クロック信号ｋが印加されている。よって、この各Ａ
／Ｄ変換器２１ａ、２１ｂは、前記２値化回路１３ａ、
１３ｂと同一動作タイミングでもって、入力した各検波
信号ｔ、ｑを８ビツト構成の第１および第２のデジタル
検波値１．Ｑへ変換する。各Ａ／Ｄ’＆換′Ｊ：Ａ２１
　ａ　。

２１ｂから出力された各デジタル検波値１．Ｑはデータ
変換テーブル２２へ人力される。

データ変換テーブル２２は例えばＲＯＭで構成された記
憶装置であり、第２図（ｂ）に示すように、第１のデジ
タル検波値ｌの８ビツトの６値をＡＯ〜Ａ７の８ビツト
のアドレス値とし、第２のデジタル検波値Ｑの８ビツト
の６値をＡ８〜ＡＩ５の８ビツトのアドレス値とし、Ａ
Ｏ〜Ａ１５の１６ビツトからなる各アドレス値に対して
、第２図（ａ）に示す、直交座標上の各座標Ｐ　（１，
Ｑ）の先に説明した論理的座標Ｐ（Ｉｏ、Ｑｏ）からの
６距Ｉ４Ｒが記憶されている。すなわち、距離Ｒは論理
的座標Ｐｏを中心とする半径に相当する。

そして、データ変換テーブル２２は、各デジタル検波値
１．Ｑが入力されると、該当すするアドレスＡＯ〜Ａ１
５から該当する半径Ｒを読出して、次のＣ／Ｎ値検出回
路２３へ送出する。

Ｃ／Ｎ検出回路２３はデータ選択回路２４と最大値メモ
リ２５とカウンタ２６とで構成されている。そして、デ
ータ変換テーブル２２から一つの距、ＩＲのデータが人
力される度に、カウンタ２６のデータ数を１だけカウン
トアツプする。さらに、人力した距＃Ｒをデータ選択回
路２４で最大値メモリ２５に記憶されている前回までの
最大距離Ｒｓと比較して、今回の距ＭＲが前回までの最
大圧＃　Ｒｔｘより大きい場合のみ、今回の距ＭＲを最
大値メモリ２４へ送出して、最大値メモリ２６に記憶さ
れている前回までの最大圧ｌ４ＲＩＩを今回の距離Ｒに
書替える。

しかして、最大値メモリ２６にはその時点までの最大圧
Ｍ　Ｒｍが記憶されている。そして、カウンタ２６がｆ
め定められた測定期間に対応するデータ数を計数すると
、最大値メモリ２５へ／１１１定終了信号を送出する。

ｊｌ）Ｊ定終了信号を受領した最大値メモリ２５は現６
Ｅ　記憶している最大距離ＲｍをこのＰＳＫ復調器にお
けるＣ／Ｎとして出力する。

同１．１７に、記憶されている最大距離Ｒｓを０にクリ
アする。

なお、上記測定期間は例えば１００個の各距離Ｒが得ら
れる程度の時間に設定されている。

このように構成されたＣ　／　Ｎ　７１１１定回路の動
作を第４図および第５図のタイムチャータを用いて説明
する。すなわち、第６図に示したような信号波形を有す
るＰＳＫ変調変調信号筒１図に示すＰＳＫ復調器へ入力
されると、第１．第２の検波信号ｉ、ｑはロールオフ・
フィルタ１２ａ。

１２ｂの働きにより、第４図に示すような検波信号ｉ、
　　ｑｔ形が得られる。そして、サンプリング・タック
信号発生ＷＡ　１５からデジタルデータ信号の一つのデ
ータ（１シンボル）の継続期間に相当する周期Ｔｓをａ
するサンプリング・クロック信号ｋが発生する毎に、ア
ナログの各検波信号ｉ。

ｑが読取られてデジタル検波値Ｉ、Ｑに変換される。そ
して、順次各Ａ／Ｄ変換器２１８．２１ｂから出力され
る各デジタル検波値１．Ｑの各組合せ（１＋　Ｑ＋　ｒ
　　Ｉ：＋　Ｑ２＋　−−＋　　Ｉｎ　Ｑｎ　）は、デ
ータ変換テーブル２２でその組合せに対応する第２図（
ａ）に示した座標上の６距Ｍ　（Ｒ。

Ｒ２，・・・・・・、Ｒｎ）に変換される。

そして、第５図に示すように、測定期間が終了すると、
Ｃ／Ｎ検出回路２３の最大値メモリ２５から最大圧、！
１ＩＲ−がＣ／Ｎとして出力される。すなわち、各／１
１１定期間が終了する毎に新しいＣ／Ｎが得られる。

このように構成されたＰＳＫ復調器におけるＣ／　Ｎ　
Ａｌｌｌ回定であれば、ＰＳＫ復調器における各検波信
号ｔ、ｑをＡ／Ｄ変換して直接Ｃ／Ｎを検出するように
している。したがって、’ＴｓＶ図に示すたたみ込み符
号化回路１とビタビ復号器６を全く用いていないので、
たとえＣ／Ｎが劣化した場合においても、一定水準以上
の正確さでもってＣ／Ｎを測定できる。

また、前述したようにＣ／　Ｎ　１１１１定回路をＰＫ
Ｓ復調器内に組込むシうにしているので、たとえ誤りＪ
ｆ正回路が組込まれていないデータ伝送システムであっ
たとしても、データ伝送を中断することｔムく、データ
送受信動作状態において、正確なＣ／Ｎを測定すること
が可能となる。

【発明の効果１ 以上説明したように本発明のＰＳＫ復３！Ｊ３における
Ｃ／Ｎ測定回路によれば、ＰＳＫ復調器の各位相検波器
から出力された各検波信号を座標上に展開した場合にお
ける論理的座標からの距離の最大距離からＣ／Ｎを求め
るでいる。したがって、たとえデータ伝送システム上に
おいてＣ／Ｎが劣化したとしても、また誤り訂正回路が
組込まれていなかったとしても、より正蛋盲なＣ／Ｎを
データ送受動作を中断ることなく測定できる。したがっ
て、Ｃ／Ｎ測定における測定精度の向」−と測定作業能
率を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるＰＳＫｔｕ調器にお
けるＣ／Ｎ測定回路の［１３構成を示すブロック図、第
２図（ａ）は同実施例の動作原理を説明するための座標
を示す図、第２図（ｂ）は同実施例のデータ変換メモリ
の記憶内容を示す図、第３図は同実施例の動作原理を説
明するための距離の開度分布図、第４図および第５図は
同実施例の動作を示すタイムチャート、第６図は一般的
なＰ　Ｓ　Ｋ変調信号の信号波形を示す図、第７図は従
来のＣ／Ｎ測定回路が組込まれたデータ伝送システムを
示す図、第８図は一般的なＰＳＫ復調器を示すブロック
図、第９図はＴＳ７図の誤り訂正回路の効果を示す特性
図である。 ５・・・ＰＳＫ復調器、１０ａ・・・Ｍｌの位相検波器
、１０ｂ・・・第２の位相検波器、１１・・・キャリア
同期回路、１３ａ・・・第１の２値化回路、１３ｂ・・
・第２の２値化回路、１６・・・信号合成回路、２１ａ
・・・第１のＡ／Ｄ変換器、２１ｂ・・・第２のＡ／Ｄ
変換器、２２・・・データ変換テーブル、２３・・・Ｃ
／Ｎ検出回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ａ） （ｂ） 箒 図 （ａ） （ｂ） 待 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外部から入力されたＰＳＫ変調信号をこの ＰＳＫ変調信号の再生キャリア信号に同期する第１の基
   準信号で位相検波する第１の位相検波器（１０ａ）と、
   前記ＰＳＫ変調信号を前記第１の基準信号を９０°移相
   した第２の基準信号で位相検波する第２の位相検波器（
   １０ｂ）と、前記第１および第２の位相検波器から出力
   される第１および第２の検波信号をそれぞれ２値化して
   デジタル信号に変換する２値化回路（１３ａ、１３ｂ）
   と、この２値化回路から出力された各デジタル信号を一
   つのデジタル信号に合成する信号合成回路（１６）とを
   備えたＰＳＫ復調器において、 前記第１および第２の検波信号をそれぞれ第１および第
   ２のデジタル検波値に変換する第１および第２のＡ／Ｄ
   変換器（２１ａ、２１ｂ）と、前記第１および第２のデ
   ジタル検波値の各組合せ毎に、各検波値を縦軸および横
   軸とする座標上における、前記各組合せで定まる各座標
   位置の論理的座標位置からの各距離を記憶するデータ変
   換テーブル（２２）と、予め定められた測定期間内に得
   られた前記各組合せに対応する各距離のうち最大距離を
   前記ＰＳＫ復調器におけるＣ／Ｎとして取出すＣ／Ｎ検
   出回路（２３）とを備えたＰＳＫ復調器におけるＣ／Ｎ
   測定回路。