JPH0323743A - 信号系列検出装置 - 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，信号系列検出装置に関し．特に．多重伝搬路
環境下における時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信方式等
において，ＭＳＫ方式のように同期検波が可能なディジ
タル角度変調波の中からブリアンプルのような特定の信
号系列を検出する装置に関する。

周知のように，ＴＤＭＡ通信方式では，送受信波がバー
スト状となっている。このようなバースト状の受信波を
受信するために，この受信波には９実際に送出したいデ
ータを含む伝送情報の前にプリアンプルが設けられてい
る。すなわち，各局の受信部ではこのプリアンプルを検
出することによって，受信波の到来を認識し，受信波に
含まれるデータを復調するようになっている。又．一般
に，この受信波を同期検波（復調）して得られた復調さ
れた信号は．同相成分（■チャンネル信号）と直交成分
（Ｑチャンネル信号）を含んでいる。従って，この復調
された信号は信号ベクトルと呼ばれる。

［従来の技術］ 従来．この種の信号系列検出装置は，第３図に示すよう
に．クロック再生回路１０１と．信号再生回路１０２と
，比較回路１０３から構成される。

クロック再生回路１０１は，復調された信号の１チャン
ネル信号とＱチャンネル信号より，クロック再生を行な
う。信号再生回路１０２は．再生されたクロックを用い
て，最適な判定点で復調された信号のＩチャンネル信号
．Ｑチャンネル信号の各々に対し，判定を行ない．デー
タを再生する。

比較回路１０３は．信号再生回路１０２によって再生さ
れた系列と検出すべき特定の信号系列とを比較する。こ
の比較回路１０３での上記信号系列同士が一致したこと
が検出されたことにより，特定の信号系列を検出してい
た。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の信号系列検出装置は，高速ディジタル通
信においては．伝搬遅延の影響により，ブリアンプルの
みならず伝送情報をも正しく復調されない場合がある。

以下，変調方式としてＭＳＫ方式を例にとって説明する
。ＭＳＫ波は．周知のように，ｃｏｓφ（ｔ）ｅｏｓω
ｃｔ＋　ｓ１ｎφ（ｔ）ｓｌｎωａｔと表わされる。こ
こで，ωＣは搬送波の角周波数であり，　ｃｏｓφ（ｔ
）　．　ｓｉｎφ（１）は各々入力信号の同相戊分，直
交或分であり，φ（１）は信号ベクトルの位相である。

ＭＳＫ波の直接波に対し，時間ｔ。だけ遅延した振幅比
ａの遅延波は．ａ　ｅＯｓφ（ｔ−ｔｏ　）ｃｏｓωｃ
　（ｔ−ｔｏ　）　＋ａ　ｓｉｎφ（ｔ−ｔｏ　）ｓｉ
ｎωｃ　（ｔ−ｔｏ　）と表わされる。従って，直接波
と遅延波が重畳した波（重畳波）は， ［　ｃｏｓφ（Ｌ）　＋　ａ　ｃｏｓ（φ（ｔ−ｔｏ　
）一ωｅｔａ）］ｃｏｓ　ωｃｔ＋　［ｓｉｎφ（ｔ）
　＋　ａ　ｓ１ｎ（φ（ｔ−ｔｏ　）一ωｅ　ｔｏ　）
　］　ｓ１ｎ　ωｅｔと表わされる。

以下，図面を用いて説明する。第４図はＭＳＫ波を同期
検波した信号をシンボルに同期したクロックでサンプル
した例を示す。同図において，■軸は同相成分，Ｑ軸は
直交成分を示す。ＭＳＫ波の信号軌跡は円周上を変化し
て行くことになり，当然サンプル値もこの円周上にある
。ＭＳＫ波の信号ベクトルの位相は，シンボルとして′
１”が人力されると（π／２），“０”が入力されると
（一π／２）だけ変化する。したがって，シンボルに同
期したクロックでサンプルするとすれば，同図（ａ）の
丸印で示した点のように，サンプルされた信号が一定の
位置に固定されていなければならない。ところが多重伝
搬路の伝搬遅延の影響を受け，直接波と遅延波が重畳し
た波をサンプルすると．サンプル値は円周上の固定され
た位置には存在しなくなる。

第４図（ｂ）は点２１の位置を基準にして，”１１０１
０００”という信号系列をＭＳＫ波の直接波と遅延波と
が重畳した波をシンボルに同期したクロックでサンプル
した例である。白丸印が直接波のみの例で．２１→２２
→２３−４２２→２３→２２→２１→２４という順にベ
クトルは遷移する。黒丸印は（ｃｏｓ　ωｃ　ｔｏ　，
　ｓｉｎ　ωｃ　ｔｏ　）−　　（Ｊ］「／　２．−Ｊ
−「／　２），　　ａ−Ｊ］「／　２，ｔｏ＝Ｔ（１／
Ｔはシンボル・レート）である遅延波が重畳した波の例
である。例として直接波が２１→２２に遷移したとき，
点２２のタイミングにおいて．直接波のベクトルに点２
１のタイミングにおける直接波のベクトルをωｅ　’ｔ
　Ｏだけ回転させて，ａ倍したものを加算したものが重
畳波のベクトル２５になる。以下同様にして，ベクトル
は２５→２７→２６→２７→２６→２９→２８という順
に遷移していく。この例のように，遅延がサンプリング
の間隔以上の時間に及び，遅延波の振幅が大きい場合，
正しくデータを再生することは困難である。

このように正しくデータを再生することができない場合
は，プリアンプルを検出することができないという欠点
がある。

又，多重伝搬路における符号間干渉によって起こるこの
欠点を補なうために，従来から伝送路等化器という装置
が採用される。しかしながら，この装置によって，正し
くデータを再生することができたとしても，特定の信号
系列を検出するのに時間がかかるという問題がある。

また，伝搬遅延の影響がない場合でも，従来の装置では
クロック再生をおこなっているため，安定したクロック
が得られなければ，データを正しく再生することができ
ないという欠点がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明による信号系列検出装置は，信号ベクトルの位相
をシンボル・レートと等しいサンプリング・レートでサ
ンプリングを行ない，連続する有限個のシンボルにわた
って．ある位相値と１シンボル前の位相値との位相差が
，各々所定の位相差となることを検出することにより，
特定の信号系列を検出する装置である。

この特定の信号系列を検出するために，本発明による信
号系列検出装置は，シンボル・レー　トに等しい周波数
をもつクロックを発生させるクロック発生器と，該クロ
ックを用いて，復調された信号の１チャンネル信号とＱ
チャンネル信号を各々Ａ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換
器と，該Ａ／Ｄ変換器からのサンプル出力を位相値とし
て表すためのサンプル／位相変換器と，該サンプル／位
相変換器からの出力を１シンボル分遅延させる遅延器と
．該遅延器の出力を前記サンプル／位相変換器からの出
力から減算する減算器と，該減算器の出力を基準値と比
較する比較器とから構成され，前記基準値を適切な値に
設定し，前記減算器の出力と前記基準値とが連続するシ
ンボルにわたって，一致することを検出することによっ
て，特定の信号系列が入力されたことを検出する。検出
すべき信号系列として，任意な信号系列でなく．伝搬遅
延の影響を受けない信号系列を選ぶ。

以上の手段を有することによって，従来の問題を取り除
かんとするものであって，クロック再生，伝送路等化を
必要としないことを特徴とする。ここで．伝搬遅延の影
響を受けない信号系列とは，変調波を同期検波して得ら
れた信号ベクトルの位相のサンプリング時間間隔Ｔ毎の
変化が，常に等しくなるような信号系列のことをいう。

以下，本発明の原理について，第５図及び第６図を参照
して説明する。

第５図を最初に参照すると，第４図と同様に，ＭＳＫ波
を同期検波して得られた信号ベクトルをシンボルに同期
したクロックでサンプルした列で，白丸印が直接波のみ
の例で，黒丸印が．　　　（ｅｏｓωＣｔｏ，ｓｉｎω
ｅ　ｔ　ｏ　）　−　（　Ｊ７／　２　，−Ｊ″Ｔ／２
）．ａ−Ｉ丁／２，ｔ６　−Ｔなる遅延波が重畳した波
の例であり，（ａ）は信号系列が全てシンボル“１″の
場合，（ｂ）は全てシンボル“０”の場合である。

第５図（ａ）において，直接波の信号ベクトルが３１→
３２→３３→３４→３１という順に反時計回りに遷移す
る場合，重畳波の信号ベクトルは３５→３６→３７→３
８→３５という順に反時計回りに遷移する。このように
，直接波の信号ベクトルの位相の変化と遅延波の信号ベ
クトルの位相の変化が常に等しければ．重畳波の信号ベ
クトルの位相の変化も常に等しい。

第５図（ｂ）についても同様に，直接波の信号ベクトル
の４１→４４→４３→４２→４］という時計回りの遷移
に対して，重畳波の信号ベクトルは４５→４８→４７→
４６→４５という時計回りの遷移を呈する。

第６図は第４図．第５図の場合と異なり，　ＭＳＫ波を
同期検波して得られた信号ベクトルをシンボルに同期し
たクロックに対してわずかに周波数のずれているクロッ
クでサンプルしたものを短かい時間について表示したも
ので，信号系列が全てシンボル“１゜の場合である。直
接波の信号ベクトルが５１→５２→５３→５４→５１と
いう順に反時計回りに遷移するが，サンプリング・クロ
ックがシンボルに同期していないため，サンプル値はＩ
，Ｑ軸上に存在しない。また．時間の経過とともに，サ
ンプル値は円周上をゆっくり動いていく。しかし，サン
プル時間間隔Ｔ毎の信号ベクトルの位相の変化は常に（
π／２）であるので．Ｉ−Ｑ平面上の４点に固定されて
見える。

したがって，重畳波の信号ベクトルも５５→５６−ｈ５
７−５８→５５というように反時計回りに遷移し，サン
プル時間間隔Ｔ毎の信号ベクトルの位相の変化率は常に
（π／２）である。信号系列が全てシンボル′０”の場
合も同様であって，サンプル時間間隔Ｔ毎の信号ベクト
ルの位相変化は常に（一π／２）である。

以上説明したように，変調波を周期検波して得られる直
接波の信号ベクトルの位相のサンプル時間間隔Ｔ毎の変
化が常に等しければ，重畳波の信号ベクトルの位相の変
化も常に等しい。また，位相の変化のみに着目するため
，サンプリング・クロックがシンボルに完全に同期して
いなくても，ある精度内で周波数同期がとれていればよ
い。

［実施例］ 次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例による信号系列検出装置の構
成を示すブロック図である。

同期検波器（図示せず）の出力，すなわち１チャンネル
信号，Ｑチャンネル信号が各々Ａ／Ｄ変換器１，Ａ／Ｄ
変換器２に入力される。Ａ／Ｄ変換器１及びＡ／Ｄ変換
器２の出力端子は．サンプル／位相変換器４の二つの入
力端子に接続される。

サンプル／位相変換器４の出力端子は，遅延器５と減算
器６の一つの人力端子に接続される。遅延器５の出力端
子は減算器６のもう一方の入力端子に接続される。減算
器６の出力端子は比較器７に接続される。クロック発生
器３はＡ／Ｄ変換器１，Ａ／Ｄ変換器２，および遅延器
６のクロック入力端子に接続される。

上述の構成において，クロック発生器３は，シンボル・
レートに等しい周波数をもつクロックを発生し，このク
ロックをサンプリング・クロックとして，同期検波器の
アナログ出力である１チャンネル信号，Ｑチャンネル信
号が，各々Ａ／Ｄ変換器１，Ａ／Ｄ変換器２においてデ
ィジタル信号に変換される。サンプル／位相変換器４は
，このディジタル信号の振幅情報を位相情報に変換し，
位相値を得る。

減算器６は，サンプル／位相変換器４で得られたある位
相値から，クロック発生器３からのクロックによって，
１シンボル分の遅延を生じさせる遅延器５を通って遅延
された位相値を減算し，その減算結果は，比較器７にお
いて基準値と比較される。比較器７は，連続して一致し
た回数が，検出すべき特定の信号系列の長さ以上になれ
ば，特定の信号系列が受信されたことを示す検出信号を
出力する。

上述の説明において，振幅情報を位相情報に変換するサ
ンプル／位相変換器４はＲＯＭを用いて実現することが
できる。

比較器７で比較され基準値のとるべき値としては，変調
方式がＭＳＫ方式である場合においては，全てのシンボ
ルが“１″である信号系列を検出する場合は（π／２）
，全てのシンボルが“０゜である信号系列を検出する場
合は（一π／２）である。又，変調方式が，ガウスフィ
ルタをベースバンドフィルタとして用いたＧＭＳＫ方式
の場合も．上記ＭＳＫ方式のそれと同様である。一方，
変調方式が，シンボル“１ｍが三つ続けて入力されたら
信号ベクトルの位相が１シンボルにつき（π／２）増加
し，シンボル“０″が三つ続けて入力されたら信号ベク
トルの位相が１シンボルにつき（π／２）減少し，シン
ボル“０”，シンボル“１″が交互に入力されたら信号
ベクトルの位相が変化しないというＴａｍｅｄ　ＰＨ方
式の場合については基準値のとるべき値は，全てのシン
ボルが“１”である信号系列を検出する場合は（π／２
），全てのシンボルが“０”である信号系列を検出する
場合は（一π／２），シンボル“０゜とシンボル“１”
とが交互に続く信号系列を検出する場合は０である。

比較器７において，減算器６の出力と基準値とが一致し
た回数が，検出すべき特定の信号系列の長さ以上になっ
たことを検出するには，具体的には比較器７を第２図に
示すように，減算器６の出力を入力とし，基準値と比較
し，たとえば，一致していれば“０”を出力し，一致し
ていなければ“１″を出力するような比較器１１と，比
較器１１の出力がシリアル人力端子に入力される検出す
べき特定の信号系列の長さと同じ段数をもつシフトレジ
スタ１２と，シフトレジスタ１２のパラレル出力がすべ
て“０″であることを検出すれば，特定の信号系列が入
力されたことを示す信号を出力する比較器１３とからな
る構成にすればよい。

ところで，減算器６の出力と基準値とが一致する回数に
ついては，遅延波がある場合は，符号干渉のために検出
すべき特定の信号系列の長さよりも少なくなることがあ
る。このような場合，検出すべき特定の信号系列の長さ
をなるべく長くして，一致する回数が特定の信号系列の
長さより数回程少なくても，特定の信号系列が検出でき
たとみなす等の対策を施せばよい。

尚，以上の実施例ではハードウェアによる装置の構成を
示したが，Ａ／Ｄ変換器１，２の出力あるいはサンプル
／位相変換器４の出力をディジタル●シグナル●プロセ
ッサに入力し．以後の処理をソフトウエアによっておこ
なうようにしても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は，同期検波器の出力をシン
ボル●レートに等しいサンプリング◆レートでサンプリ
ングを行ない，サンプル値を位相値として表し，この位
相値の変化がシンボルごとに常に一定であることを検出
することにより，高速デイジタル伝送においても，伝送
路等化，クロック再生を必要としない簡単な構成の復調
器で特定の信号系列を検出できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による信号検出装置の構成を
示すブロック図，第２図は第１図に示した比較器の実施
例を示したブロック図，第３図は従来の信号検出装置の
構成を示すブロック図，第４図はＭＳＫ波を同期検波し
て得られた信号ベクトルをシンボルに同期したクロック
でサンプルした例を示す図で，（ａ）は直接波のみの例
，（ｂ）は直接波と重畳波の例を示し，第５図は検出す
べきＭＳＫ波を同期検波して得られた信号ベクトルをシ
ンボルに同期したクロックでサンプルした例を示す図で
，（ａ）は信号系列が全てシンボル“１”の場合，（ｂ
）は信号が全てシンボル“０″の場合の例を示し，第６
図は検出すべきＭＳＫ波を同期検波して得られた信号ベ
クトルをシンボルに同期したクロックに対してわずかに
周波数のずれているクロックでサンプルしたものを短か
い時間について表示した図である。 １，２・・・Ａ／Ｄ変換器，３・・・クロック発生器，
４・・・サンプル／位相変換器，５・・・遅延器，６・
・・減算器，７・・・比較器，１１．１３・・・比較器
，１２・・・シフトレジスタ，１０１・・・クロック再
生回路，１０２・・・信号再生回路，１０Ｂ・・・比較
回路。 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信すべきシンボルの“１”及び“０”に対応して
   、それぞれ搬送波の位相が第１の方向及び該第１の方向
   とは逆方向の第２の方向に所定角度だけ変化された変調
   波を受信波として受け、該受信波を同期検波して互いに
   直交するＩチャンネル信号とＱチャンネル信号とを出力
   する同期検波器と協働して、前記Ｉチャンネル信号及び
   前記Ｑチャンネル信号から、前記受信波の位相の変化が
   サンプリング時間間隔毎に等しいような特定のシンボル
   パターンに対応した特定の信号系列を検出する装置に於
   いて、 前記受信波のシンボル・レートに等しい周波数をもつク
   ロック信号を発生するクロック発生手段前記クロック信
   号に同期してＩチャンネル信号を第１のディジタル信号
   に変換する第１のアナログ／ディジタル変換手段と、 前記クロック信号に同期して前記Ｑチャンネル信号を第
   ２のディジタル信号に変換する第２のアナログ／ディジ
   タル変換手段と、 前記第１及び前記第２のディジタル信号の各々の振幅値
   から前記受信波の現在の位相値を求める振幅／位相変換
   手段と、 前記現在の位相値を前記サンプリング時間間隔だけ遅延
   させ、遅延された位相値を出力する遅延手段と、 前記現在位相値から前記遅延された位相値を減算し、減
   算された値を出力する減算手段と、前記減算された値と
   予め定められた値とが所定の回数連続して一致したか否
   かを判定し、その判定結果が肯定ならば、前記特定の信
   号系列が検出されたことを表す一致信号を出力する一致
   判定手段と を有することを信号系列検出装置。