JPH0379904B2 - - Google Patents

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JPH0379904B2
JPH0379904B2 JP56015775A JP1577581A JPH0379904B2 JP H0379904 B2 JPH0379904 B2 JP H0379904B2 JP 56015775 A JP56015775 A JP 56015775A JP 1577581 A JP1577581 A JP 1577581A JP H0379904 B2 JPH0379904 B2 JP H0379904B2
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JP
Japan
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signal
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JP56015775A
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JPS57131151A (en
Inventor
Yasutsune Yoshida
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/38Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/3818Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation, i.e. using one or more nominally phase synchronous carriers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直交振幅変調信号より基準搬送波信
号を再生する搬送波再生回路に関するものであ
る。
近年、高能率なデジタル搬送波伝送方式として
多値直交振幅変調方式の研究が進められている
が、その中の1つとして16QAM方式がある。こ
の方式を実現するうえで重要な回路として搬送波
再生回路があげられ、その故、従来種々の回路が
提案されている。その一つに特開昭50−28215号
公報「振幅位相変調信号復調装置」がある。
この公報記載の技術を、第7図、第8図を参照
して説明する。第7図では16値QAM信号INが
AGC回路1でたとえば最大振幅値が一定となる
よう利得制御され、位相検波器2,3に入力され
る。位相検波器2,3にはVCO9の出力が供給
されるが、3にはπ/2移相器4が挿入されてい
るので、2,3は互いに直交位相関係にある。よ
つて、2,3の出力には入力信号が直交位相復調
された出力S1,S2が得られる。出力S1,S2は各々
5ビツトA/D変換器21,22に供給される。
A/D変換器21,22の各5ビツト出力は論理
回路群23に供給される。論理回路群23は、供
給された10ビツトの信号にもとづいて、S1,S2
所定の信号点に対して反時計回りに位相回転して
いるか、時計回りに位相回転しているかを判定
し、前者であれば“1”を、後者であれば“0”
を出力する。この論理回路群23出力は低減濾波
器8で平滑化され、VCO制御信号として、VCO
9に供給され、VCO9の発振周波数が制御され
る。
ここで第8図を参照し、論理回路群23の入出
力論理を説明する。第8図において、白丸は16値
QAM信号の所定の信号点を、第1象限について
のみ示している。すなわち第8図はA/D変換器
21,22の最上位ビツトが共に“1”の場合の
論理回路群23の入出力論理を示している。論理
回路群23は、A/D変換器21,22出力が、
第8図の領域A0,A1,B0,B1,C0,C1,D0
D1のいずれにあるかを判定する。たとえば、領
域A1にある場合には、信号点S1,S2=3,3が
反時計回りに位相回転しているとみなし、“1”
を出力し、領域A0にある場合には、信号点S1
S2=3,3が時計回りに位相回転しているとみな
し“0”を出力する。他の領域B0,B1,C0,C1
D0,D1についても同様である。また他の象限に
ついても、同様な考え方で各領域及び各領域での
出力値が定められている。
領域A1,A0の境界は可能な限り直線的である
ことが好ましいため、A/D変換器21,22は
S1,S2が各々4レベルであるにもかかわらず、5
ビツトの精度でA/D変換している。このため、
前記公報記載の技術ではA/D変換器21,22
としては入力信号のレベル数に比して多ビツトの
A/D変換器が必要であり、またこれにともなつ
て論理回路群23の内部構成も大規模となる。ま
た、以上の説明は16値QAMの場合であるが、32
値QAM、64値QAM、128値QAM、256値QAM
と信号点の数が増加するにしたがい、論理回路群
23への入力ビツト数が増加するので、論理回路
群はさらに大規模化することがさけられない。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、非常に簡
略化された搬送波再生回路を提供することにあ
る。
以下図面を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明による16QAM(Quadrature
Amplitude Moduration)用搬送波再生回路であ
り、1は入力信号INが入力される目動利得制御
回路(AGC回路)、2,3は位相検波器、4はπ/
2移相器、5,6は3ビツトのA/Dコンバータ、
7は排他的論理和(EX−OR)回路、8は低減
ろ波器(LPF)、9は電圧制御発振器(VCO)で
ある。第1図の回路において、VCO9の出力に
基準搬送波信号が再生される。
以下動作を説明する。
入力信号INはAGC回路1にて出力レベルが一
定になるように制御され、次に、位相検波器2,
3に入力される、位相検波器2,3にはVCO9
の出力が供給されるが、3にはπ/2移相器4が挿
入されているので、2,3は互いに直交位相関係
にある。よつて、2,3の出力には入力信号が直
交位相復調された出力S1,S2が得られる。第2図
は16QAM信号を示しており、S1の信号は図中、
S1と示された軸上に投影された4値(±1、±3)
信号となる。又、S2信号は同様にS2軸に投影され
た4値信号となる。S1,S2信号は3ビツトA/D
コンバータ5,6に入り、ここで各々3ビツトの
2値デジタル信号X1〜X3,Y1〜Y3(以下添字数
字の小さなものを上位桁ビツトと呼ぶ)に変換さ
れる。ここで、X1〜X3,Y1〜Y3とS1,S2との間
の関係は第2図のように表わされ、これより明ら
かなように、X1,X2,Y1,Y2は16QAM信号の
主復調信号DATA1−1、DATA1−2、
DATA2−1、DATA2−2となる。また、
X3,Y3は16QAM信号の所定の信号位置からのず
れを示している。すなわち、Y3=1のときは、
第2図の位相面上で、所定の信号位置から上にず
れていることを示し、Y3=0のときは、下にず
れていることを示し、X3=1のときは、所定の
信号位置から右にずれていることを示し、X3
0のときは左にずれていることを示している。
ここで、基準搬送波信号とAGC回路1出力と
が、搬送波位相同期がとれておらず、第2図の矢
印方向に位相が回転している場合を考える。たと
えば(S1,S2)=(3、3)の信号点が矢印方向に
回転した場合、X3=0、Y1=1となるので、EX
−OR回路7出力は1となる。また、(S1,S2)=
(−3、−3)の信号点が矢印方向に回転すると、
X3=1、Y1=0となり、EX−OR回路7の出力
は1である。他の信号点についても同様であり、
搬送波非同期のために、位相検波器2及び3の出
力が反時計方向に位相回転している場合には、
EX−OR回路7の出力は1となる。
一方、位相比較器2,3出力が時計方向に位相
回転している場合には、EX−OR回路出力は0
となる。また、AGC回路1出力がVCO9出力と
搬送波同期している場合には、EX−OR回路7
出力には1と0が各々50%の確率でランダムに生
起することは容易に理解できよう。
このEX−OR回路7出力は、低減濾波器8で
直流成分が抽出される。低減濾波器8出力は
VCO9に供給され、基準搬送波信号の周波数・
位相が制御される。すなわち、第2図の矢印方向
に位相検波器2,3出力が位相回転している場合
には、低減濾波器9から高いレベルの電圧が供給
されるため、この位相回転を補償すべく、VCO
9の発振周波数は高くなる。第2図の矢印と反対
方向に位相回転している場合には、低レベル電圧
が供給されるためVCO9の発振周波数は低くな
りこの位相回転が補償される。搬送波同期がとれ
ている場合には、中間レベルの電圧が低減濾波器
8から供給され、同期状態が保たれる。
なお、第1図では、EX−OR回路7にX3とY1
とを入力しているが、その代りにX1とY3とを供
給してもよい。ただし、X1とY3との排他的論理
和は、第2図の矢印方向に位相回転しているとき
に0となり、矢印と反対方向に位相回転している
ときに1となる。このため、第1図のVCO回路
9のように電圧が高くなるほど発振周波数が高く
なる特性をもつ電圧制御発振器を用いる場合に
は、EX−OR回路7出力を否定回路で反転して
から、低減濾波器8に供給する必要がある。ま
た、AGC回路1はA/Dコンバータ5,6の入
力点のレベルが一定になるように動作させた方が
2,3の利得変動をも救済できるので望ましい。
第3図は16QAM搬送波再生回路の他の実施例
であり、10はEX−OR回路、11はLPF、1
2は減算器である。第3図は第1図に10〜12
を追加したものであり、10の出力すでに述べた
とおり、矢印の方向の位相回転の時の信号、逆の
時は1の信号が生ずる。即ち7の出力と逆極性の
制御信号を生ずる。よつて7及び10の出力を8
及び11を介して減算器12で減算し、その出力
でVCO9を制御すれば、第3図も第1図と同様
に動作する。
第1図に比して第3図の利点は制御信号に含ま
れるジツタ成分を約3dB抑圧できる点にある。何
故ならば、7及び10の出力は各々独立に再生さ
れているので、それらに含まれるジツタ成分は互
いに無相関であるが、信号成分は極性は逆ながら
互いに同期しているからである。
第3図でLPFと減算器の位置を逆にしても同
様な効果を得ることができる。即ち7,10の出
力を減算器12にて減算し、その出力をLPE8
を介してVCO9に入力する構成である。
第4図は64QAM用搬送波再生回路の実施例で
あり、13,14は4ビツトのA/Dコンバータ
である。動作は第3図の場合と基本的には同様で
あり、A/Dコンバータ13,14の上位ビツト
X1〜X3,Y1〜Y3は64QAM信号の主復調信号
DATA1−1、DATA1−2、DATA1−3、
DATA2−1、DATA2−2、DATA2−3と
なる。又最下位ビツトX4,Y4は64QAM信号の64
点の信号位置のずれを検出し、1又は0を出力
し、X1,Y1は64点の信号が位置する象限を判定
し、1又は0を出力する。よつてX4とY1をEX−
OR7で、Y4とX1をEX−OR回路10にてEX−
OR操作すれば、7,10の出力に、復調信号
S1,S2が受けている位相回転を検出できる、互い
に逆極性の制御信号を得ることができるので、そ
れら出力をジツタ成分抑圧用のLPF8及び11
を介して、減算器12にて減算し、その出力にて
VCO9を制御すれば本回路は動作する。
第4図では、互いに逆相関係にある7及び10
の出力を両者とも使用する回路構成となつている
が、第1図に示されている如く、どちらか一方の
みでも動作させることができるのは明らかであ
る。
以上多値QAM方式に対する本発明の適用性に
ついて述べたが、4QAM即ち4PSK方式に対して
も本発明は適用可能である。第5図、第6図は
4PSK用搬送波再生回路であり、15,16は2
ビツトのA/Dコンバータであり、その他の構成
ユニツトは第1,3,4図にて用いられたものと
全く同一である。動作においても、第1,3,4
図との相違はA/Dコンバータのみであり、上位
ビツトX1,Y1が主復調信号DATA1−1、
DATA2−1で且つ象限判定信号、下位ビツト
X2,Y2が信号点の位置ずれ信号として用いられ
る。
以上、本発明による4QAM(4PSK)、16QAM、
64QAM用搬送波再生回路について述べたが、そ
れらを構成するうえでの相違点は単にA/Dコン
バータのビツト数のみであり、本発明によれば、
非常に簡略化されたQAM用搬送波再生回路を実
現できる。すなわち、本願は4QAM、16QAM、
32QAM、64QAM、…、256QAM…と信号点の
数を増加させた場合でも、A/D変換器5,6の
ビツト数をそれに応じて増加させるだけでよいの
で、特開昭50−28215号公報記載の従来技術のよ
うに信号点増加による装置規模の増大を抑制でき
る。本発明による搬送波再生回路の主構成ユニツ
トはA/Dコンバータであり、この性能によつて
本回路のそれが左右されるが、最近ではLSI技術
がめざましく進歩し、高速、高分解能等の高性能
なA/Dコンバータが開発、市販されるようにな
り、今後ますます加速度的に進歩すると思われ
る。そうなれば、本発明による効果はますます大
きくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による16QAM搬送波再生回路
を示すブロツク図、第2図は16QAM変調信号を
説明するための図、第3図は本発明による他の
16QAM搬送波再生回路を示すブロツク図、第4
図は本発明による64QAM搬送波再生回路を示す
ブロツク図、第5図は本発明による4PSK搬送再
生回路を示すブロツク図、第6図は本発明による
他の4PSK搬送波再生回路を示すブロツク図、第
7図は従来技術の一例を示すブロツク図、第8図
は従来技術の動作を説明するための図である。 1は自動利得制御回路、2,3は位相検波器、
4はπ/2移相器、5,6,13,14,15及
び16はアナログ−デジタル変換器、7,10は
EX−OR回路、8,11は低減ろ波器、12は
減算器である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 同相成分、直交成分が各々N値である直交振
    幅変調信号より基準搬送波信号を再生する搬送波
    再生回路であり、制御信号により周波数が変化す
    る前記基準搬送波を生成する電圧制御発振器と、
    該電圧制御発振器の出力を用いて上記直交振幅変
    調信号を直交位相検波し2つのベースバンド信号
    を出力する位相検波器と、 前記2つのベースバンド信号の一方を少なくと
    も(m+1)ビツト(m=log2N、ただし小数値
    は切上げる)のデイジタル信号に変換出力する第
    1のアナログ−デイジタル変換器と、 前記第2つのベースバンド信号の他方を少なく
    とも(m+1)ビツトのデイジタル信号に変換出
    力する第2のアナログデイジタル変換器と、 前記第1のアナログ−デイジタル変換器の最上
    位ビツト出力と前記第2のアナログ−デイジタル
    変換器の最上位から(m+1)番目のビツトとの
    排他的論理和をとり、この排他的論理和結果より
    前記制御信号を得る手段 とから構成されることを特徴とする搬送波再生回
    路。 2 同相信号、直交成分が各々N値である直交振
    幅変調信号より基準搬送波信号を再生する搬送波
    再生回路であり、 制御信号により周波数が変化する前記基準搬送
    波を生成する電圧制御発振器と、 該電圧制御発振器の出力を用いて上記直交振幅
    変調信号を直交位相検波し2つのベースバンド信
    号を出力する位相検波器と、 前記2つのベースバンド信号の一方を少なくと
    も(m+1)ビツト(m=log2N、ただし小数値
    は切あげる)のデイジタル信号に変換出力する第
    1のアナログ−デイジタル変換器と、 前記2つのベースバンド信号の他方を少なくと
    も(m+1)ビツトのデイジタル信号に変換出力
    する第2のアナログデイジタル変換器と、 前記第1のアナログ−デイジタル変換器の最上
    位ビツト出力と前記第2のアナログ−デイジタル
    変換器の最上位から(m+1)番目のビツトとの
    排他的論理和をとる第1の排他的論理和手段と、 前記第2のアナログ−デイジタル変換器の最上
    位ビツト出力と前記第1のアナログ−デイジタル
    変換器の最上位から(m+1)番目のビツトとの
    排他的論理和をとる第2の排他的論理和手段と、 前記第1の排他的論理和手段出力と前記第2の
    排他的論理和手段出力との差信号にもとづいて前
    記制御信号を生成する手段、 とから構成されることを特徴とする搬送波再生回
    路。
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