JPH04334237A - 直交振幅変調方式ディジタル無線装置の復調装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２２ｎ（ｎ＝１，２，３
，…）値直交振幅変調方式ディジタル無線装置の復調装
置に用いる異常同期防止回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信ニーズの増大や通信技術の発
展に伴い種々の通信システムが開発されており、その中
にディジタルマイクロ波無線通信システムがある。この
種のシステムは、例えばマイクロ波からなる搬送波を直
交位相変調（ＱＰＳＫ；Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａ
ｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ　）方式や多値直交振
幅変調（多値ＱＡＭ；Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌ
ｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を用いて変調
することによりディジタルデータを無線伝送するもので
、アナログ無線伝送システム、有線ディジタル伝送シス
テムに比べて、安価にして高品質のデータ伝送が可能で
ある。

【０００３】ここで、直交変調の代表的なものであるＱ
ＡＭを考えてみると、これは搬送波の振幅と位相の双方
を変化させる方式であり、このように２つのパラメータ
を同時に変換させることにより、より高能率な変調を実
現することができるものである。原理的には２つの直交
するＡＭ（振幅変調）波の合成により実現するものであ
り、この結果、得られた信号をＱＡＭ波と呼ぶ。このＱ
ＡＭ波は最も単純で取扱い易いＡＭ波を基本として作ら
れることと、位相平面上の任意の点を符号点に選べるの
で、理想的な符号配置が実現できることなどから多値伝
送において重要な役割を果たしている。２つの直交する
ＡＭ波それぞれの量子化値を２値としたもの、それ以上
の多値としたものに分けられ、後者は多値ＱＡＭと呼ば
れる。

【０００４】ここでＱＡＭの基本原理について少し触れ
ておく。ＱＡＭの特徴が実際に生かされるのは１６値以
上の多値伝送であるが簡単のために４値伝送を取り上げ
てみる。ディジタル信号で正弦搬送波を変調する基本的
な変調方式にはアナログ変調方式と同じく振幅変調、位
相変調、周波数変調の３種があり、これらはディジタル
変調の場合、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｓｈｉｆｔ
　Ｋｅｙｉｎｇ；　振幅変調）、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ　
Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ；　位相変調）、ＦＳＫ（Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ；　周波
数変調）とも呼ぶ。 一般に、搬送波の位相を表わす円周上に等間隔（２π／
ｎ間隔）で配置したｎ個の符号点を用いて信号伝送を行
う方式をｎ相ＰＳＫと云うが、実際に用いられるのはｎ
＝２ｍ　（但し、ｍは自然数）の場合であり、このとき
２値パルスｍ系列の伝送が可能になる。

【０００５】今、２つの２相ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ　Ｓｈ
ｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ；　位相変調）波を直角に合成す
ると４相ＰＳＫ波が得られるが、２相ＰＳＫ波は２値Ａ
ＳＫ波によって実現できることから４相ＰＳＫ信号をＥ
（ｔ）　、２つの２相ＰＳＫ信号をｅ１　（ｔ）　，ｅ
２　（ｔ）、そして、角周波数をωｃ　とおくと式（１
）　のように表わすことができる。

【０００６】

【数１】 但し、ψ１　（ｔ）　、ψ２　（ｔ）　は共に独立な２
値ベースバンド信号（変調信号）の波形を示しており、
次のようにおく。

【０００７】

【数２】 Ｅ（ｔ）　はまた、合成振幅（包絡線）と位相角を用い
て次のように書くこともできる。

【０００８】

【数３】

【０００９】ψ１　（ｔ）　、ψ２　（ｔ）　はその帯
域幅は無制限ではなく、一般に帯域制限を受けているの
でパルスの中心点（サンプル時刻）以外の時刻には“１
”よりも小さくなり、従ってＥ（ｔ）　の絶対値も“１
”より小さくなる。このことは図３のベクトル図で考え
ると、Ｅ（ｔ）　の軌跡は正方形ＡＢＣＤおよびその対
角線ＡＣ，ＢＤ上を遷移することを示しており、Ｅ（ｔ
）　は純粋のＰＭ波とは異なるものの、サンプル時刻に
限れば一定振幅の条件を満たしているので、ＰＳＫ波と
看做すこともできる。このＥ（ｔ）　のように２つの直
交するＡＭ波の合成によって得られる信号がすなわち、
ＱＡＭ波である。

【００１０】図４は２次元位相平面上の符号配置を１６
値の場合について示したもので、格子状配置ＱＡＭであ
る。格子状配置ＱＡＭはＳＮ特性が比較的良く、搬送波
のｓｉｎ成分とｃｏｓ　成分に情報を乗せる直交変復調
技術が適用できる。格子状配置ＱＡＭは２つの直交した
ｎ値（通常ｎ＝２ｍ　）のＡＭ信号波を２波、合成する
ことにより得られるので、ｎ２　個の符号点を持つ。

【００１１】今、ψ１　（ｔ）　、ψ２　（ｔ）　をそ
れぞれｎ値の振幅を有するベースバンドパルス（変調信
号）とし、ψ１　（ｔ）、ψ２　（ｔ）　それぞれの絶
対値のうちの各最大値を“１”とすると、単位振幅のＱ
ＡＭ波の波形Ｅ（ｔ）　の一般式は式（１）　と同じも
のとなる。そして、Ｅ（ｔ）　が２２ｍの符号点を有し
ているものとすると、ｍ＝１のとき、４つの符号点はい
ずれも原点から等距離にあり、４相ＰＳＫの符号配置に
一致する。ｍ＝２の場合を１６ＱＡＭと呼び、ｍ＝３の
場合を６４ＱＡＭと呼び、ｍ＝４の場合を２５６ＱＡＭ
と呼ぶ。ＱＡＭ波については、振幅および位相の双方に
情報を含むと云う条件を満たすものは１６値以上である
。従って、ＱＡＭ波については１６ＱＡＭ以上のものを
使用するが、近年のディジタル無線方式で広く使用され
ている変調法は１６ＱＡＭである。

【００１２】このようにして多値ＱＡＭにより変調した
ディジタル無線信号を再生する場合、振幅および位相の
双方に情報を含むことから、復調は同期検波でなければ
ならない。１６ＱＡＭ波を例にとると、受信された搬送
波は２分岐させ、９０°位相が異なる２つの基準搬送波
（ＱＡＭは直交する２つのＡＭ波の合成によるものであ
るから、直交する２つの軸の一方をＩ軸、他方をＱ軸と
して、Ｉ軸の位相を有する基準搬送波及びＱ軸方向の位
相を有する基準搬送波の２種を使用する）で各々同期検
波する。そして、Ｉ軸及びＱ軸各々の検波出力により、
１６の符号のうち、どの符号が受信されたかをその識別
を行う識別器で決定し、その種類に応じて４系列の２値
のパルスを再現する。

【００１３】ところで、同期検波の際の位相基準を与え
る基準搬送波を作るには代表的な方式として次のような
ものがあげられる。一つは、受信機内に独立した搬送波
発振器（通常は電圧制御発振器ＶＣＯを使用する）を設
け、この搬送波発振器の位相を一定に制御することによ
り基準搬送波を得る方式であり、二つ目としては受信信
号の一部を分岐し、これに１タイムスロット分の遅延を
与えて後続パルスに対する基準搬送波とする方式である
。後者の方式は遅延検波に使用する方式であり、従って
、一般的には前者の方式を使用する。

【００１４】ＰＳＫ同期検波方式では位相基準は、送ら
れてきた受信波から得なければならないが、ＰＳＫの受
信波の位相は変調により刻々変化するので、この変調分
を打ち消した一定の制御信号を電圧制御発振器に帰還す
るようにし、これによって基準となる位相を得るが、前
記変調分の影響を無くす方法の一つに周波数逓倍する方
式や逆変調方式がある。

【００１５】周波数逓倍方式はベースバンド帯の復調信
号を逓倍するのでベースバンド処理形と呼ばれ、このベ
ースバンド処理形の搬送波再生回路としては、ベースバ
ンド帯で復調信号の論理演算を実行して等化的に位相の
逓倍を行い、その出力で基準発振器の位相制御を行うも
のがあり、これはコスタス（Ｃｏｓｔａｓ）形搬送波再
生回路とも呼ばれる。

【００１６】そして、一般に搬送波再生回路をコスタス
形とした場合、逆変調方式に比べ、安価で簡易な回路構
成とすることができ、経済性や低消費電力と云う点で有
利なため、広く利用される。しかしながら、このような
利点がある半面、コスタス形搬送波再生回路は低速伝送
の場合、正常な搬送波周波数と異なる点に安定してしま
う異常同期を生ずる不具合がある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、多値ＱＡ
Ｍにより変調したディジタル無線信号を再生する場合、
同期検波を行うが、この同期検波には位相基準を与える
基準搬送波が必要である。そして、基準搬送波を得るた
めには搬送波再生回路を用いるが、これには受信機内に
独立した搬送波発振器（通常は電圧制御発振器ＶＣＯを
使用する）を設け、この搬送波発振器の位相を一定に制
御することにより基準搬送波を得るコスタス形と呼ばれ
る方式が利用される。そして、位相基準は送られてきた
受信波から得なければならないが、ＰＳＫの受信波の位
相は変調により刻々変化するので、この変調分を打ち消
した一定の制御信号を電圧制御発振器に帰還するように
して得るが、前記変調分の影響を無くす経済的方法の一
つに周波数を逓倍する方式がある。

【００１８】周波数逓倍方式はベースバンド処理形と呼
ばれ、このベースバンド処理形の搬送波再生回路として
は、ベースバンド帯で復調信号の論理演算を実行して等
化的に位相の逓倍を行い、その出力で基準発振器の位相
制御を行うものがあり、これはコスタス形搬送波再生回
路とも呼ばれる。

【００１９】そして、一般に搬送波再生回路をコスタス
形とした場合、逆変調方式に比べ、安価で簡易な回路構
成とすることができ、経済性や低消費電力と云う点で有
利なため、広く利用される。しかし反面、コスタス方式
による搬送波再生回路ではその搬送波再生ループ特性を
変化させると、引き込み周波数および復合変調特性等が
劣化してしまうと云う欠点があり、搬送波再生ループ特
性を変化させずに、復調アイパターンを２逓倍クロック
でサンプリングし、復調アイパターンの状態で正常同期
と異常同期との判定を行う方式では、検出回路が複雑と
なってしまう欠点があった。

【００２０】そこで、この発明の目的とするところは、
コスタス方式において、安価に伝送特性を変化させずに
、簡単な回路で異常同期を防止することのできるディジ
タル無線装置の受信装置を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は次のように構成する。すなわち、直交振幅変
調方式ディジタル無線装置の復調に用いられるものであ
って、復調ベースバンド信号を識別してこれより位相誤
差信号を得、制御信号に応じた発振周波数で発振して再
生搬送波を得る発振手段にこの位相誤差信号を制御信号
として与え発振制御すると共に、この再生搬送波は９０
°位相差を持たせて受信信号とそれぞれ混合することで
復調ベースバンド信号を得る復調装置において、第１に
は前記復調ベースバンド信号をもとに搬送波同期外れを
監視し、搬送波同期外れが発生すると警報信号を出力す
る監視手段と、前記警報信号により異常同期を検出する
と共に異常同期時には所定の時間、信号を発生する異常
同期防止手段と、前記位相誤差信号と搬送波の周波数に
近い基準搬送波周波数の信号を発振するための基準信号
とを受け、通常は前記位相誤差信号を前記制御信号とし
て選択し、前記異常同期防止手段の発生信号を受ける間
、前記基準信号を前記制御信号として選択して前記発振
手段に与える選択手段とを具備して構成する。

【００２２】また、第２には前記復調ベースバンド信号
をもとに搬送波同期外れを監視し、搬送波同期外れが発
生すると搬送波同期外れ警報信号を出力する第１の監視
手段と、前記復調ベースバンド信号をもとに復調した受
信データよりフレーム同期外れを監視し、フレーム同期
外れが発生するとフレーム同期外れ警報信号を出力する
第２の監視手段と、前記搬送波同期外れ警報信号とフレ
ーム同期外れ警報信号とから異常同期を検出すると共に
異常同期時には所定の時間、信号を発生する異常同期防
止手段と、前記位相誤差信号と搬送波の周波数に近い基
準搬送波周波数の信号を発振するための基準信号とを受
け、通常は前記位相誤差信号を前記制御信号として選択
し、前記異常同期防止手段の発生信号を受ける間、前記
基準信号を前記制御信号として選択して前記発振手段に
与える選択手段とを具備して構成する。

【００２３】

【作用】上記の構成において、復調ベースバンド信号を
識別してこれより位相誤差信号を得、これを制御信号と
して発振手段に与え、この発振手段により当該制御信号
に対応して発振させて再生搬送波を得、この再生搬送波
を９０°位相差を持たせて受信信号とそれぞれ混合する
ことにより、復調ベースバンド信号を得、この復調ベー
スバンド信号をもとに受信データを再生するが、このと
き、再生搬送波が受信信号の搬送波周波数とずれている
と再生した受信データは搬送波同期外れやフレーム同期
外れによって正しいものとならないので、再生搬送波の
周波数を正しく位相合わせする必要がある。そして、監
視手段（第１の構成の場合）または第１の監視手段（第
２の構成の場合）により前記復調ベースバンド信号をも
とに搬送波同期外れを監視し、また、第２の構成の場合
はさらに第２の監視手段により復調ベースバンド信号を
もとに復調した受信データよりフレーム同期外れを監視
して、搬送波同期外れが発生すると搬送波同期外れ警報
信号を、また、フレーム同期外れが発生するとフレーム
同期外れ警報信号がこれら監視手段から出力されるので
異常同期防止手段は第１の構成の場合は前記警報信号に
より、第２の構成の場合は前記搬送波同期外れ警報信号
とフレーム同期外れ警報信号とから異常同期を検出する
と共に異常同期時には所定の時間、信号を発生する。選
択手段は前記位相誤差信号と搬送波の周波数に近い基準
搬送波周波数の信号を発振するための基準信号とを受け
、通常は前記位相誤差信号を前記制御信号として選択す
るが、前記異常同期防止手段の発生信号を受けるとその
間、前記基準信号を前記制御信号として選択して前記発
振手段に与える。この結果、同期外れが生ずると、所定
時間に亙り、基準信号に基づく発振手段の発振制御が行
われ、その後に復調ベースバンド信号をもとにした位相
誤差信号にて発振手段の発振制御が行われる。そして、
基準信号に基づく発振手段の発振制御は受信信号の搬送
波周波数と近似の周波数であるから、この周波数の再生
搬送波により復調系は正しい位相に極めて近い状態にあ
り、この状態から位相誤差信号による同期引き込みを開
始することになるので、正しい同期を得ることができる
ようになる。

【００２４】このように、本発明は所謂コスタス方式の
搬送波再生ループを適用する多値直交変調方式のディジ
タル無線装置の復調装置において、搬送波同期外れとフ
レーム同期外れを監視することにより、正常同期と異常
同期との判定を行い、異常同期時、搬送波再生ループを
禁止して予め定めた基準信号により発振手段（電圧制御
発振器）を作動させ、正常同期に極近い周波数で発振さ
せた後、搬送波再生ループを元に戻すことにより正常同
期を行うように構成したものである。

【００２５】コスタス方式の搬送波再生ループでは復調
系における異常同期状態は搬送波波同期が正常とは異な
る周波数に同期し、そのため、フレーム同期が確立しな
いことから、本発明では搬送波同期、フレーム同期を監
視する警報信号を処理して異常同期を検出すると、搬送
波再生ループに具備される発振手段（電圧制御発振器）
に一時的に基準信号を与え、正常同期に極近い周波数で
搬送波信号を発振させ、その後、ループを元に戻して同
期引き込みをさせるようにしているので、簡易な構成で
、しかも、異常同期を防止することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。図１において、１は変調ＩＦ（中間周波数
）信号を入力するＩＦ変調波入力端子、２ａ，２ｂはミ
キサであり、ＩＦ変調波入力端子１より入力された変調
ＩＦ信号をそれぞれ受けて、９０゜電力分配器１０の出
力と混合して出力するものである。

【００２７】３はクロック再生回路、４は識別器、５は
復調論理回路、６はディジタル論理演算部、７はデータ
セレクタ、８はループフィルタ付増幅器、９は電圧制御
発振器、１１は再生搬送波同期外れ監視回路、１２はフ
レーム同期外れ監視回路、１３は異常同期防止回路であ
る。

【００２８】識別器４はアナログ‐ディジタル変換器（
Ａ／Ｄ変換器）で構成され、ミキサ２ａ，２ｂよりそれ
ぞれ入力された信号をディジタル信号に変換して出力す
るものである。９０°電力分配器１０は搬送波を９０°
位相差を与えて位相の異なる２系統の信号を出力するも
のであり、前記ミキサ２ａには９０°電力分配器１０の
互いに９０°異なる出力のうちの一方を、また、前記ミ
キサ２ｂには他方が入力され、ミキサ２ａ，２ｂはこれ
らと入力端子１を介して与えられる変調ＩＦ信号とをミ
キシングした差の信号を出力する。ここで、ミキサ２ａ
の出力をＰｃｈ出力，ミキサ２ｂの出力をＱｃｈ出力と
呼ぶことにする。

【００２９】クロック再生回路３はこのＰｃｈ出力と、
Ｑｃｈ出力とを受けて、これらより、クロック信号を再
生して出力するものであり、識別器４の一方のＡ／Ｄ変
換器はこのクロック再生回路３の出力するクロック信号
に同期して動作してＰｃｈ出力をディジタルデータに変
換するものであり、また、識別器４の他方のＡ／Ｄ変換
器はクロック再生回路３の出力するクロック信号に同期
して動作してＱｃｈ出力をディジタルデータに変換する
ものである。

【００３０】識別器４の一方のＡ／Ｄ変換器にはＰｃｈ
系列の復調ベースバンド信号が、また、他方のＡ／Ｄ変
換器にはＱｃｈ系列の復調ベースバンド信号がそれぞれ
与えられ、これらＡ／Ｄ変換器ではこのクロック信号に
同期して前記復調ベースバンド信号をディジタル信号に
変換し、Ｐｃｈ，Ｑｃｈ各々例えば３系列の識別データ
ＳＰ１　，ＳＰ２　，ＳＰ３　，ＳＱ１　，ＳＱ２　，
ＳＱ３　をそれぞれ別々に出力する構成となっている（
４ＰＳＫの例）。

【００３１】今、Ｐｃｈを図４における直交軸のうちの
横軸、Ｑｃｈを直交軸のうちの縦軸とすると、識別デー
タＳＰ１　は直交軸Ｐ，Ｑで示されるデータ位相平面の
第１または第２象限にデータがあるか、第３または第４
象限にデータがあるかにより、前者では例えば“１”、
後者では“０”としてデータを出力し、また、ＳＰ２　
は第１および第２象限または第３および第４象限におけ
る上半分にデータがあるか、下半分にデータがあるかで
前者では例えば“１”、後者では“０”としてデータを
出力し、ＳＰ３　はそのまた半分の領域のいずれにデー
タがあるかにより、その区分でのそれぞれ上側では“１
”、下側では“０”を示し、ＳＱ１　では第１または第
４象限にデータがある場合は“１”、第２または第３象
限にデータがある場合は“０”としてデータを出力し、
また、ＳＱ２　では第１および第４象限または第２およ
び第３象限における右半分にデータがあるか、左半分に
データがあるかで前者では例えば“１”、後者では“０
”としてデータを出力し、ＳＱ３　はそのまた半分の領
域のいずれにデータがあるかによりその区分でのそれぞ
れ右側では“１”、左側では“０”を示すと云った区分
別に分ければ、どの領域に信号が現われているかが識別
できること、そして、これはそれぞれＰ軸、Ｑ軸の信号
レベルをそれぞれ区分別対応の分解能でＡ／Ｄ変換する
ことにより得られるＡ／Ｄ変換器の分解能別出力に対応
させることができることにより、Ｐ，Ｑの各チャネル成
分をＡ／Ｄ変換器で変換したデータを識別データとして
使用する。

【００３２】復調論理回路５はこれら識別データＳＰ１
　，ＳＰ２　，ＳＰ３　，ＳＱ１　，ＳＱ２　，ＳＱ３
　を受けこのデータを演算してＰ，Ｑの各チャネル成分
の復調データを得、この復調データをディジタル論理演
算部６に出力するものである。

【００３３】また、データセレクタ７は正常同期時には
位相誤差信号を出力し、異常同期時には所定の基準バイ
アス信号を出力するものであって、異常同期防止回路１
３より出力される異常同期検出信号によりこの切り替え
を行い、出力を切り換えるものである。従って、データ
セレクタ７は位相誤差信号と基準バイアス信号とを受け
、異常同期検出信号を受ける間は基準バイアス信号を選
択し、異常同期検出信号がなくなると位相誤差信号を選
択して出力する構成となっている。尚、位相誤差信号は
識別器４の出力する識別データＳＰ１　，ＳＰ２　，Ｓ
Ｐ３　，ＳＱ１　，ＳＱ２　，ＳＱ３　を演算して搬送
波位相情報を求め、これより当該搬送波位相情報対応の
レベルの電圧信号に変換することより得るものであり、
このような機能はデータセレクタ７内に設けた図示しな
い処理回路により得るものである。また、基準バイアス
信号もデータセレクタ７内に設けた図示しない基準電圧
発生回路により得るようになっている。また、基準バイ
アス信号は予め定めた基準搬送波周波数となるような発
振周波数でＶＣＯ（電圧制御発振器）９が発振し得る制
御電圧レベルを与えることができるような信号とする。 ループフィルタ付直流増幅器８はこのデータセレクタ７
の出力する信号をレベル増幅するものである。

【００３４】また、ＶＣＯ９はこのループフィルタ付直
流増幅器８より得られる搬送波位相情報対応レベルの信
号に基づき、この信号のレベルに応じた周波数の信号を
発生してこれを再生搬送波信号として９０゜電力分配器
１０に与えるものである。９０゜電力分配器１０はこの
再生搬送波信号に９０°位相差を与え、この９０°位相
差を与えた２つの再生搬送波信号をその一方はミキサ２
ａに、また、他方はミキサ２ｂにそれぞれローカル信号
として入力するものである。このように９０°位相差を
与えた再生搬送波信号をミキサ２ａ，２ｂにローカル信
号として入力して入力端子１からの信号と混合すること
で、搬送波を除去し、データを復調することができる。

【００３５】再生搬送波同期外れ監視回路１１は搬送波
の同期外れを監視し、同期外れ時に警報信号（同期外れ
警報信号）を出力するものであり、識別器４の出力を監
視することで搬送波の同期外れを監視する。フレーム同
期外れ監視回路１２はフレームビットを監視してフレー
ム同期外れ時に警報信号（フレーム同期外れ警報信号）
を出力するものである。また、異常同期防止回路１３は
同期外れ警報信号とフレーム同期外れ警報信号とを受け
、同期外れ警報信号がなく、フレーム同期外れ警報信号
があるときに異常同期と判断して所定時間、異常同期検
出信号を出力するものである。

【００３６】次に上記構成の復調系の動作を説明する。 ＩＦ変調波入力端子１より入力されるＩＦ変調波はミキ
サ２ａ，２ｂにより検波されることにより復調ベースバ
ンド信号を得る。ここでクロック再生回路３にてクロッ
ク信号を発生し、識別器４で復調ベースバンド信号をク
ロックで同期を取りながらその同期タイミングで識別し
、識別データ化する。この識別データは復調論理回路５
に与えられ、復調論理回路５では識別データを論理演算
して、復調データを得る。この得られた復調データはデ
ィジタル論理演算部６でフレーム同期がとられて出力さ
れる。

【００３７】また、搬送波再生系は識別器４より出力さ
れた識別データより、搬送波位相誤差情報を検出し、搬
送波位相誤差信号としてデータセレクタ７に与える。デ
ータセレクタ７は正常同期時にはこの搬送波位相誤差信
号をループフィルタ付増幅器８へ送り出す。ループフィ
ルタ付増幅器８ではこの誤差情報の信号を増幅し、電圧
制御発振器９に与えるので、電圧制御発振器９ではこの
誤差情報の信号に対応した発振周波数で発振し、これに
よって搬送波クロックに同期した再生搬送波を発生する
。電圧制御発振器９からのこの再生搬送波は９０°電力
分配器１０に与えられ、９０°電力分配器１０ではこの
再生搬送波を９０°位相差を与えて搬送波をミキサ２ａ
，２ｂのローカルに入力する。そしてミキサ２ａ，２ｂ
ではこのローカル入力と入力端子１からの受信信号をミ
キシングし、検波する。

【００３８】再生搬送波同期外れ監視回路１１では搬送
波の同期外れを監視し、同期外れ時に警報信号を出力す
る。また、フレーム同期外れ監視回路１２ではフレーム
ビットを監視してフレーム同期外れ時に警報信号を出力
する。

【００３９】前述した搬送波の同期する位相は、変調位
相が０，π／２，π，３π／２にあるとすれば、常にπ
／４の奇数倍（π／４，３π／４，５π／４，７π／４
）のいずれか一つである。

【００４０】ここでは異常同期が発生すると、同期する
位相がデータ毎にπ／４またはπ／２ずつ規則的に変化
し、位相平面上で信号の捩じれを生じる。しかし、この
捩じれはπ／４，π／２など、データの位相配置と一致
しているため、データ点では正常同期と変わらない。搬
送波の再生波は前述の如く、識別データの位相誤差情報
により行っているため、搬送波同期外れ警報では異常同
期の検出は困難である。しかし、異常同期による位相変
面上の捩じれは再生データにπ／４毎の変化が加わり、
符号誤り率０．５となるので、フレームビット検出がで
きず、フレーム同期外れ警報が発生する。

【００４１】図２は本発明に使用している異常同期防止
回路１３の具体的な実施例であって、１４はフレーム同
期外れ警報信号、１５は搬送波同期外れ警報信号、１６
および１８はＡＮＤ回路、１７および１９はマルチバイ
ブレータ、２０は位相誤差信号入力端子、２１は基準バ
イアス信号入力端子、２２はデータセレクタ７内のデー
タセレクタスイッチ、２３は搬送波再生回路制御信号出
力端子、２４は反転回路である。

【００４２】反転回路２４は搬送波同期外れ警報信号１
５を反転してＡＮＤ回路１６に出力するものであり、デ
ータセレクタスイッチ２２は位相誤差信号と基準バイア
ス信号のうちの一方を選択して搬送波再生回路制御信号
出力端子２３に出力するための切り替えスイッチである
。

【００４３】ＡＮＤ回路１６はフレーム同期外れ警報信
号１４と搬送波同期外れ警報信号１５の反転後の出力と
のＡＮＤ論理をとるものであり、マルチバイブレータ１
７はこのＡＮＤ回路１６の出力を受けて動作し、所定時
間、信号（レベル“Ｌ”）を発生するものである。

【００４４】また、ＡＮＤ回路１８はこのマルチバイブ
レータ１７の出力パルスとＡＮＤ回路１６の出力とのＡ
ＮＤ論理をとるものであり、マルチバイブレータ１９は
このＡＮＤ回路１８の出力を受けて動作し、所定時間、
信号を発生するものである。また、データセレクタスイ
ッチ２２はこのマルチバイブレータ１９の発生する信号
を異常同期検出信号として前記データセレクタスイッチ
２２のセレクト信号入力端子に出力するものである。

【００４５】これらのうち、フレーム同期外れ警報信号
１４はフレーム同期外れ時、前記フレーム同期外れ監視
回路１２から出力される警報信号であり、また、搬送波
同期外れ警報信号１５は再生搬送波同期外れ時、再生搬
送波同期外れ監視回路１１から出力される警報信号であ
り、ＡＮＤ回路１６および１８、マルチバイブレータ１
７および１９よりなる回路は前記異常同期防止回路１３
を構成する。

【００４６】また、すでに説明したように、位相誤差信
号２０は識別器４の出力する識別データＳＰ１　，ＳＰ
２　，ＳＰ３　，ＳＱ１　，ＳＱ２　，ＳＱ３　を演算
して搬送波位相情報を求め、これより当該搬送波位相情
報対応のレベルの電圧信号に変換することより得るもの
であり、このような機能はデータセレクタ７内に設けた
図示しない処理回路により得るものである。また、基準
バイアス信号２１もデータセレクタ７内に設けた図示し
ない基準電圧発生回路により得るようになっている。

【００４７】このような構成の異常同期防止回路１３は
、ＡＮＤ回路１６にてフレーム同期外れ警報信号１４と
搬送波同期外れ警報信号１５の反転信号とのＡＮＤ（論
理積）をとり、フレーム同期外れ警報信号があり、搬送
波同期外れがないときにのみ、出力を発生するようにし
て搬送波同期外れと異常同期の誤判定を防ぐ。

【００４８】フレーム同期外れ警報信号１４と搬送波同
期外れ警報信号１５は電源投入直後は不安定なため、Ａ
ＮＤ回路１６の出力でマルチバイブレータ１７からある
一定時間、信号を発生させる。

【００４９】すなわち、電源投入直後は受信系全体の回
路動作が不安定でフレーム同期外れ監視回路１２および
再生搬送波同期外れ監視回路１１からは系が安定するま
で、同期がとれないから、フレーム同期外れ警報信号１
４と搬送波同期外れ警報信号１５とが出力されることに
なるのでこの間、ＡＮＤ回路１６からは出力が出される
ことになり、この出力によりマルチバイブレータ１７は
所定の時間、信号（“Ｌ”）を出力する。

【００５０】一方、ＡＮＤ回路１６の出力とマルチバイ
ブレータ１７の出力（“Ｌ”）とをＡＮＤ回路１８に与
えて両者の論理積をとることで、マルチバイブレータ１
７からの出力信号が発生している時間内は禁止とし、こ
れによって一時的な変動による同期外れには不感となる
ようにし、一定時間後にマルチバイブレータ１７からの
出力信号が消滅した時点で、ＡＮＤ回路１８から出力を
発生させる。これにより、一時的な同期外れではなく、
異常同期となった状態のときにＡＮＤ回路１８から出力
を発生させることができるようになる。

【００５１】このＡＮＤ回路１８からの出力はマルチバ
イブレータ１９に出力する。この出力によりマルチバイ
ブレータ１９は所定時間、信号を発生する。この出力信
号は異常同期検出信号としてデータセレクタ７に与えら
れる。

【００５２】このようにして、フレーム同期が外れ、搬
送波が同期しているときに、マルチバイブレータ１９に
よりある一定の時間、異常同期検出信号がデータセレク
タ７のセレクト信号入力端子に出力される。

【００５３】データセレクタ７内のデータセレクタスイ
ッチ２２は位相誤差信号入力端子２０より入力される位
相誤差信号を正常同期時には（すなわち、異常同期検出
信号を受けないときには）搬送波再生回路制御信号出力
端子２３に出力し、ループフィルタ付直流増幅器８を介
して後段の電圧制御発振器（ＶＣＯ）９に与え、このＶ
ＣＯ９より基準搬送波を再生している。

【００５４】ここで異常同期が発生し、マルチバイブレ
ータ１９より異常同期検出信号が入力されると、データ
セレクタ７内のデータセレクタスイッチ２２は基準バイ
アス信号入力端子２１入力側に切り換えて、この基準バ
イアス信号入力端子２１より入力されている所定の基準
バイアス信号を搬送波再生回路制御信号出力端子２３よ
り出力する。そして、この基準バイアス信号をループフ
ィルタ付直流増幅器８にて増幅した後、ＶＣＯ９に基準
電圧として与えるので、ＶＣＯ９はこの基準バイアス信
号に対応する周波数で発振する。前記基準バイアス信号
のレベルは基準搬送波周波数が得られる電圧レベルとし
てあるので、ＶＣＯ（電圧制御発振器）９は基準搬送波
周波数で発振する。ただし、位相誤差情報を持たないた
め、搬送波同期は外れる。

【００５５】一定時間後、マルチバイブレータ１９より
異常同期検出信号が出力されなくなると、データセレク
タスイッチ２２は入力を基準バイアス信号入力端子２１
側から位相誤差信号入力端子２０側に切り換えるので、
データセレクタスイッチ２２は再び位相誤差信号入力端
子２０より入力される位相誤差信号を搬送波再生回路制
御信号出力端子２３より出力し、ＶＣＯ９に与えて同期
引き込みをはじめる。

【００５６】同期引き込みをはじめる直前までは前述の
基準バイアスによって発振されていた基準搬送波に極近
い周波数の基準搬送波により、系は動作していたので、
同期引き込み開始はこの基準搬送波の周波数から始める
。

【００５７】このように、搬送波再生ループは同期外れ
時、前述の基準バイアス信号によって発振された基準搬
送波に極近い周波数より同期引き込みを開始することに
なるため、異常同期にはならず、正常同期が得られるよ
うになる。

【００５８】以上、本発明は直交振幅変調方式ディジタ
ル無線装置の復調に用いられるものであって、復調ベー
スバンド信号を識別してこれより位相誤差信号を得、制
御信号に応じた発振周波数で発振して再生搬送波を得る
発振手段にこの位相誤差信号を制御信号として与え発振
制御すると共に、この再生搬送波は９０°位相差を持た
せて受信信号とそれぞれ混合することで復調ベースバン
ド信号を得る復調装置において、前記復調ベースバンド
信号をもとに搬送波同期外れを監視し、搬送波同期外れ
が発生すると搬送波同期外れ警報信号を出力する第１の
監視手段と、前記復調ベースバンド信号をもとに復調し
た受信データよりフレーム同期外れを監視し、フレーム
同期外れが発生するとフレーム同期外れ警報信号を出力
する第２の監視手段と、前記搬送波同期外れ警報信号と
フレーム同期外れ警報信号とから異常同期を検出すると
共に異常同期時には所定の時間、信号を発生する異常同
期防止手段と、前記位相誤差信号と搬送波の周波数に近
い基準搬送波周波数の信号を発振するための基準信号と
を受け、通常は前記位相誤差信号を前記制御信号として
選択し、前記異常同期防止手段の発生信号を受ける間、
前記基準信号を前記制御信号として選択して前記発振手
段に与える選択手段とを具備して構成したものである。

【００５９】そして、このような構成において、復調ベ
ースバンド信号を識別してこれより位相誤差信号を得、
これを制御信号として発振手段に与え、この発振手段に
より当該制御信号に対応して発振させて再生搬送波を得
、この再生搬送波を９０°位相差を持たせて受信信号と
それぞれ混合することにより、復調ベースバンド信号を
得、この復調ベースバンド信号をもとに受信データを再
生するが、このとき、再生搬送波が受信信号の搬送波周
波数とずれていると再生した受信データは搬送波同期外
れやフレーム同期外れによって正しいものとならないの
で、再生搬送波の周波数を正しくする必要がある。そし
て、第１の監視手段により前記復調ベースバンド信号を
もとに搬送波同期外れを監視し、また、第２の監視手段
により復調ベースバンド信号をもとに復調した受信デー
タよりフレーム同期外れを監視して、搬送波同期外れが
発生すると搬送波同期外れ警報信号を、また、フレーム
同期外れが発生するとフレーム同期外れ警報信号がこれ
ら監視手段から出力されるので異常同期防止手段は前記
搬送波同期外れ警報信号とフレーム同期外れ警報信号と
から異常同期を検出すると共に異常同期時には所定の時
間、信号を発生する。選択手段は前記位相誤差信号と搬
送波の周波数に近い基準搬送波周波数の信号を発振する
ための基準信号とを受け、通常は前記位相誤差信号を前
記制御信号として選択するが、前記異常同期防止手段の
発生信号を受けるとその間、前記基準信号を前記制御信
号として選択して前記発振手段に与えると云うものであ
る。

【００６０】この結果、同期外れが生ずると、所定時間
に亙り、基準信号に基づく発振手段の発振制御が行われ
、その後に復調ベースバンド信号をもとにした位相誤差
信号にて発振手段の発振制御が行われるが、基準信号に
基づく発振手段の発振制御は受信信号の搬送波周波数と
近似の周波数であるから、この周波数の再生搬送波によ
り復調系は正しい位相に極めて近い状態にあり、この状
態から位相誤差信号による同期引き込みを開始すること
になるので、正しい同期を得ることができるようになる
ものである。尚、本発明は上記し、且つ、図面に示す実
施例に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内
で適宜変形して実施し得るものである。

【００６１】

【発明の効果】このように、本発明は所謂コスタス方式
の搬送波再生ループを適用する多値直交変調方式のディ
ジタル無線装置の復調装置において、搬送波同期外れと
フレーム同期外れとを監視することにより、正常同期と
異常同期との判定を行い、異常同期時、搬送波再生ルー
プを禁止して予め定めた基準信号により発振手段（電圧
制御発振器）を作動させ、正常同期に極近い周波数で発
振させた後、搬送波再生ループを元に戻すことにより正
常同期を行うように構成したものであり、コスタス方式
の搬送波再生ループでは復調系における異常同期状態は
搬送波波同期が正常とは異なる周波数に同期し、そのた
め、フレーム同期が確立しないことから、本発明では搬
送波同期、フレーム同期を監視する警報信号を処理して
異常同期を検出すると、搬送波再生ループに具備される
発振手段（電圧制御発振器）に一時的に基準信号を与え
、正常同期に極近い周波数で搬送波信号を発振させ、そ
の後、ループを元に戻して同期引き込みをさせるように
しているので、簡易な構成で、しかも、異常同期を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成を示すブロック図
。

【図２】図１の異常同期防止回路の詳細を示す回路図。

【図３】２値ＡＭ信号の直交合成による４相ＰＳＫ波の
説明をするための図。

【図４】ＱＡＭ、ＰＳＫの位相平面配置図。

【符号の説明】

１…ＩＦ変調波入力端子、２ａ，２ｂ…ミキサ、３…ク
ロック再生回路、４…識別器、５…復調論理回路、６…
ディジタル論理演算部、７…データセレクタ、８…ルー
プフィルタ付増幅器、９…電圧制御発振器、１０…９０
°電力分配器、１１…再生搬送波同期外れ監視回路、１
２…フレーム同期外れ監視回路、１３…異常同期防止回
路、１４…フレーム同期外れ警報信号、１５…搬送波同
期外れ警報信号、１６，１８…ＡＮＤ回路、１７，１９
…マルチバイブレータ、２０…位相誤差信号入力端子、
２１…基準バイアス信号入力端子、２２…データセレク
タスイッチ、２３…搬送波再生回路制御信号出力端子、
２４…反転回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　直交振幅変調方式ディジタル無線装置
   の復調に用いられるものであって、復調ベースバンド信
   号を識別してこれより位相誤差信号を得、制御信号に応
   じた発振周波数で発振して再生搬送波を得る発振手段に
   この位相誤差信号を制御信号として与え発振制御すると
   共に、この再生搬送波は９０°位相差を持たせて受信信
   号とそれぞれ混合することで復調ベースバンド信号を得
   る復調装置において、前記復調ベースバンド信号をもと
   に搬送波同期外れを監視し、搬送波同期外れが発生する
   と警報信号を出力する監視手段と、前記警報信号により
   異常同期を検出すると共に異常同期時には所定の時間、
   信号を発生する異常同期防止手段と、前記位相誤差信号
   と搬送波の周波数に近い基準搬送波周波数の信号を発振
   するための基準信号とを受け、通常は前記位相誤差信号
   を前記制御信号として選択し、前記異常同期防止手段の
   発生信号を受ける間、前記基準信号を前記制御信号とし
   て選択して前記発振手段に与える選択手段とを具備して
   構成することを特徴とする直交振幅変調方式ディジタル
   無線装置の復調装置。
2. 【請求項２】　　直交振幅変調方式ディジタル無線装置
   の復調に用いられるものであって、復調ベースバンド信
   号を識別してこれより位相誤差信号を得、制御信号に応
   じた発振周波数で発振して再生搬送波を得る発振手段に
   この位相誤差信号を制御信号として与え発振制御すると
   共に、この再生搬送波は９０°位相差を持たせて受信信
   号とそれぞれ混合することで復調ベースバンド信号を得
   る復調装置において、前記復調ベースバンド信号をもと
   に搬送波同期外れを監視し、搬送波同期外れが発生する
   と搬送波同期外れ警報信号を出力する第１の監視手段と
   、前記復調ベースバンド信号をもとに復調した受信デー
   タよりフレーム同期外れを監視し、フレーム同期外れが
   発生するとフレーム同期外れ警報信号を出力する第２の
   監視手段と、前記搬送波同期外れ警報信号とフレーム同
   期外れ警報信号とから異常同期を検出すると共に異常同
   期時には所定の時間、信号を発生する異常同期防止手段
   と、前記位相誤差信号と搬送波の周波数に近い基準搬送
   波周波数の信号を発振するための基準信号とを受け、通
   常は前記位相誤差信号を前記制御信号として選択し、前
   記異常同期防止手段の発生信号を受ける間、前記基準信
   号を前記制御信号として選択して前記発振手段に与える
   選択手段とを具備して構成することを特徴とする直交振
   幅変調方式ディジタル無線装置の復調装置。