JPH0475698B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は位相変調キヤリヤを利用する通信装置
用の改良型復調器に係わり、特に基準ベクトル、
キヤリヤ検知信号、及びビツト同期パラメータを
発生するための改良された装置を含む復調器に係
わる。 コヒーレント位相シフト・キーイング・デジタ
ル変調方式が電力会社の電力線搬送通信装置に特
に好適であることは公知である。この通信装置の
基本的な目的は電力会社の中央施設と消費者施設
との間で一次及び二次配電線を介して情報を伝送
することにあり、この情報としては遠隔メータ読
取指令、測定データ、負荷削減指令、負荷状態情
報など、自動化配電方式に有用な各種データが考
えられる。 データは送信端において所定のメツセージフオ
ーマツトの二進データ・ビツト列に変換される。
デジタル形式に変換された情報をベースバンド・
データと呼ぶ。 メツセージをそのソースから行先に送信するに
は、複数のあらかじめ設定された相対位相のうち
該当のベースバンド・データの論理状態に応じた
位相をキヤリヤの位相とすることによりベースバ
ンド・データでキヤリヤ信号を変調する。次いで
この変調キヤリヤ信号を電力線に供し、行先に伝
送する。 コヒーレント位相シフト・キーイング変調を利
用する電力線通信装置はジヨン・アール・ボイキ
ン（John.R.Boykin）に付与され、本願発明の譲
受人に譲渡された米国特許第4311964号に開示さ
れている。この米国特許に記載されている送信機
においては、バイポーラ・データ・ビツトは同一
ビツト・インターバルで、または所定のデータ転
送レートを規定するデータシンボル時間でキヤリ
ヤ上に位相符号化し、キヤリヤ信号周波数と一体
的関係となるようにキヤリヤ信号と同期化する。 上記米国特許に記載の装置はキヤリヤの位相を
変調したベースバンド・デジタル・データが論理
１か論理０であるかに応じて180°だけずれた２つ
の位相状態のいずれか１つを取るようにする位相
反転キーイングを利用する。上記特許に開示され
ている受信装置では変調キヤリヤをハード・リミ
ツトすることによつて方形波キヤリヤ信号を形成
する。セグメントに分割されたハード・リミツ
ト・キヤリヤ信号の極性は、サンプリング速度と
キヤリヤ周波数との比が整数とならないように設
定されたサンプリング・パルス・レートでサンプ
ルされる。このサンプリング・プロセスにより、
復調器は方形波キヤリヤ信号のゼロ交差の相対位
置を検知することができる。この情報は復調器内
で形成される座標系に対する入来キヤリヤ信号の
現時セグメントの位相状態を表わす位相角ベクト
ル信号を形成するのに利用される。 位相角ベクトル信号は基準ベクトル信号を形成
するのに利用される。次いで位相角ベクトル及び
基準ベクトル信号が位相検知器に供給され、その
結果、前記位相検知器は入来キヤリヤ信号の所与
のセグメントが許容位相状態のうちどの位相状態
を取つたかを示す信号出力を供給する。次いで、
この位相情報を利用して送信機に最初に入力され
たベースバンド・デジタル・データを再構成す
る。この公知装置は入来キヤリヤ信号周波数の２
倍の周波数で中間ベクトル信号を形成することに
より基準ベクトル信号を発生させる。二重周波数
ベクトルとも呼ばれるこの中間ベクトル信号を拡
張した時間にわたつてデジタル積分して基準ベク
トル信号を形成する。次いで基準ベクトル信号及
び位相角ベクトル信号が位相検知器に供給される
と該検知器は入来キヤリヤ信号が公称位相を取つ
たか反転位相を取つたか、即ち、ベースバンド・
デジタル・データが論理１か論理０かを示す信号
出力を発生する。即ち、入来キヤリヤから得られ
る位相角ベクトル信号が内部形成座標系に対して
45°であると検知され、位相が225°の位相角ベク
トル信号が続くとすれば（位相反転、または論理
１から論理０へのベースバンド・デジタル・デー
タの変化を示す）、入来キヤリヤ信号の周波数の
２倍の周波数で発生する中間ベクトル信号の位相
は上記位相角信号のどちらについても45°である。 この装置は概して満足すべき機能を果たすが、
どちらかと言えば複雑である。また、状況によつ
ては耐雑音性が充分でなく、キヤリヤ検知信号の
無用なドロツプ・アウトが起こるおそれがある。 キヤリヤ周波数よりもはるかに低いデータ転送
レートの装置にサンプリング方式を採用する上記
のような公知デジタル復調器の場合、各ベースバ
ンド・データ信号、またはビツトがいくつかのキ
ヤリヤ・セグメントにまたがるから、ビツト・フ
レーミングが必要である。１データ信号はこの米
国特許の装置では４セグメントにまたがる。どの
キヤリヤ・セグメントでデータ信号が始まるかを
検知する必要がある。例えば、処理中のキヤリ
ヤ・セグメントが実際に（次の３セグメントをも
含む）新しいデータ記号の第１セグメントである
か、３個の先行セグメントをも含むデータ記号の
最終セグメントであるか、１個または２個の先行
及び後続セグメントにもまたがるデータ記号の中
間セグメントであるかが不確かである。ビツト・
フレーミングまたは同期化のプロセスは上記米国
特許の場合、受信機によりキヤリヤ信号が正しく
検知された後に初めて行なわれる。従つて、正し
いビツト・フレーミングがメツセージ前文の伝達
中に達成されるように充分早い時点にキヤリヤ検
知が行なわれねばならない。また、キヤリヤ検知
及びビツト・フレーミングを逐次実行する結果、
計算が二重になり８ビツト演算を採用する公知マ
イクロプロセツサ方式の装置ではこの８ビツト演
算の精度に限界があるため大きい誤差伝播を生ず
るおそれがある。 本発明の目的はビツト・フレーミングとキヤリ
ヤ検知の同時実行を可能にして公知技術の上記問
題点を克服する復調装置を提供することにある。 この目的を達成するため、本発明はＮ個の許容
位相状態のいずれかを取ることによりデジタル・
データにより変調された位相シフト・キーイン
グ・キヤリヤ信号の復調装置において、入来位相
変調キヤリヤ信号の位相を表わす第１信号を形成
する手段、入来キヤリヤ信号から位相基準信号を
形成する基準手段、前記第１信号と前記位相基準
信号との位相差を表わす出力信号を形成する位相
検知手段、及び前記出力信号から変調デジタル・
データを再現する手段から成り、前記基準手段
が、ｉ＝０ないしＮ−１に対して θi＝θo＋（ｉ×360°／Ｎ）、 −360°／2N＜φ＜360°／2N として位相値がθi＋φである前記第１信号を前記
位相検知手段の出力に応答して位相値がθo＋φ
の中間基準信号に変換する手段と、前記位相基準
信号の既往値と前記中間基準信号とを所定の比率
で加算した基準信号の平均である更新位相基準信
号を形成する位相基準信号更新手段とを含むこと
を特徴とする復調装置を提供する。 本発明はまた、Ｎ個の許容位相状態のいずれか
を取ることによりデジタル・データにより変調さ
れた位相シフト・キーイング・キヤリヤ信号の復
調装置において、入来位相変調キヤリヤ信号の位
相を表わす第１信号を求める手段、入来キヤリヤ
信号から位相基準信号を形成する基準手段、前記
第１信号と前記位相基準信号との位相差を表わす
出力信号（MGCP）を形成する位相検知手段、
及び前記出力信号から変調デジタル・データを再
現する手段から成り、前記基準手段がｉ＝０ない
しＮ−１に対して θi＝θo＋（ｉ×360°／Ｎ） として位相値がθi＋φである前記第１信号をその
値がθo＋φの中間基準信号に変換する手段を含
むと共に、前記位相基準信号の既往値にも前記中
間基準信号にも依存する更新位相基準信号を形成
するデジタル積分器をも含むことを特徴とする復
調装置を提供する。 本発明はまた、二進ベースバンド・データ記号
により等間隔に変調されている位相シフト・キー
イング・キヤリヤ信号の復調装置において、Ｋが
整数であるとして、各セグメントが1/Kデータ記
号インターバルに相当する時間にまたがる入来キ
ヤリヤ信号セグメントの位相を表わす位相角信号
を形成する手段、１個のベースバンド・データ記
号と共に変調されているＫ個のキヤリヤ・セグメ
ントに対応するＫ個の位相角信号群を形成するた
め前記位相角信号を処理して同期信号を発生する
第１手段、前記Ｋ個の位相角信号群を処理するこ
とにより前記対応するＫ個のキヤリヤ・セグメン
トにまたがつて変調されているベースバンド・デ
ータ記号を求める第２手段、前記第１処理手段が
前記位相角信号の和とＫ個のセグメントのうち、
処理中のセグメントに先行するキヤリヤ・セグメ
ントに対応して発生した前記基準信号の既往値と
に応じた基準信号を形成すると共に、前記基準信
号と前記Ｋ個の位相角信号群とを比較することに
より前記変調ベースバンド・データ記号を示す出
力を発生する手段から成ることを特徴とする復調
装置を提供する。 以下、添付図面を参照した実施例の説明から本
発明が更に明らかになるであろう。 本発明ではキヤリヤにＮ個の相対位相状態のい
ずれかを取らせることにより正弦波キヤリヤで表
わした二進データ記号を検波するコヒーレント位
相復調器が提供される。キヤリヤを受信機におい
てハード・リミツトすることにより、バイポーラ
位相符号化データを有する方形波キヤリヤ信号を
形成する。ハード・リミツトされたキヤリヤ信号
の極性をサンプリングして極性信号群を形成す
る。 ゼロ交差検出器は極性サンプル信号群における
極性サンプルの移行相対位置及び移行方向（即
ち、正から負、または負から正）を、これらの移
行を対応のサンプル・カウントに関連させること
によつて検知する。復調装置は１キヤリヤ周波数
サイクルの種々の相対位相角を表わすベクトル成
分値表を記憶している。検知されたゼロ交差のサ
ンプル・カウントがこの成分値表に対する指標と
して作用し、記憶値の１つを読出させる。成分値
表は具体的には同相分Ｉ及び直角位相分Ｑを表わ
す２群の記憶デジタル値を含む。即ち、Ｉ及びＱ
成分信号は直角位相分の二進表現として２つのベ
クトル探索表から選択することができる。従つ
て、選択されたＩ及びＱ値は入来キヤリヤ信号の
相対位相を表わす位相角ベクトル信号を構成す
る。 この位相角ベクトル信号を、対応メツセージの
公称キヤリヤ信号位相を表わす基準ベクトル信号
と比較することにより、キヤリヤ信号がこの時点
でＮ個の許容位相装置のうちどの状態を表わして
いるかを検知する。次いで位相角ベクトル信号、
及び基準ベクトル信号の特定既往値を採用して基
準ベクトル信号の更新値を形成する。 理論的には入来キヤリヤ信号がＮ個の相対θo、
θ1、θ2、θN−１のいずれかを取るが、実際には
入来信号の位相が正確にθo、θ1、θ2、θN−１に
等しくはなく、理論値に対してφの偏差を含むで
あろう。復調器の目的は入来信号の位相がどの理
論値を示すかを検知し、この位相値を最初のベー
スバンド・デジタル・データに対応するデジタ
ル・データに変換することにある。このため、復
調器は任意の基準位相角θoを有する基準ベクト
ルに対して入来キヤリヤ信号をテストする。この
基準ベクトル信号はデジタル積分プロセスにおい
ていくつかの先行入来信号＋現時入来信号の平均
をとることにより構成される。 本発明の装置はｉ＝０ないしＮ−１に対応して
Ｎ個の相対位相角θiを取ることのできるキヤリヤ
信号を有する位相変調装置のための基準ベクトル
信号形成装置を提供する。信号は理論的には上記
の値のいずれかと正確に一致する位相角を呈する
はずであるが、入来信号の実際の位相角はθi＋φ
である。本発明は入来キヤリヤ信号のベクトル角
をθi＋φからθo＋φに置き換える手段を提供す
る。置き換えられた信号を基準ベクトル信号の既
往値と結合することにより安定な基準ベクトル信
号を形成する。これは本発明の重要な構成要件で
ある。 位相反転方式とも呼ばれるＮ＝２の二進位相変
調方式に本発明の装置を使用することが好まし
い。この装置はもし入来キヤリヤ信号の位相角が
既往の基準ベクトルの位相角から90°以上ずれて
いる場合、更新基準ベクトルを形成する前に入来
信号位相角を180°置き換える。従つて、上記米国
特許第4311964号の二重周波数ベクトルを形成す
るのに必要な装置は不要となる。これにより装置
の複雑さが軽減され、マイクロプロセツサ装置の
処理負担も軽減される。 ゼロ交差情報を得るため、キヤリヤ信号の１セ
グメント、即ち、“チツプ”にわたつて所定数の
極性サンプルが取出される所定の長さの時間にわ
たつてキヤリヤ信号を観察する。チツプごとに得
られる位相角ベクトル信号Ｖはマルチポジシヨ
ン・レジスタに遂次環状に記憶される。Ｖレジス
タのポジシヨン数は各ベースバンド・データ記憶
インターバルを構成するキヤリヤ・セグメント数
に等しい。各ベクトルＶが計算されるとＶレジス
タに記憶されている先行キヤリヤ・セグメントの
Ｖ値と累算されてベクトル和信号VBを形成す
る。各VB値を形成するため累算されるＶ値の数
はデータ信号インターバルごとのキヤリヤ・セグ
メント数に等しい。このベクトル和信号VBのは
θi＋φに等しい値を取る。 処理中のキヤリヤ・セグメントがＮ個の位相状
態のうちどの状態を表わすかを試験的に検知する
ため、位相検知器においてベクトル和VBと基準
ベクトルVRの既往値とが比較される。この位相
検知器の出力信号MGCPは先に述べたベクトル
信号Ｖ記憶用リング・レジスタと同様のポジシヨ
ンを有する別のリング・レジスタに記憶される。 次いでベクトル和信号VBと試験ビツト信号
MGCPの符号から中間基準ベクトル信号V2を得
る。この中間ベクトル信号は基準ベクトル信号
VRの成分として利用され、VRが位相θi＋φを取
れば位相θo＋φを取るベクトルとして定義され
る。次いで基準ベクトルVRの更新値を形成する
が、このVR更新値は１データ記号インターバル
にわたつて平均化されたものであり、VRの特定
の既往値及び現時V2値に依存する。VR値は他の
リング・レジスタと同様のポジシヨンを有する別
のリング・レジスタに順次記憶される。更新プロ
セスに使用されるVRの特定既往値は直前のVR
値ではなく、処理されるキヤリヤ・セグメントの
サイズとデータ記号インターバルの長さとの関係
によつて決定されるもつと古い値である。好まし
い実施例では、各データ記号インターバルは４キ
ヤリヤ・セグメントにまたがる。従つて、更新
VR値の計算に利用されるVR既往値は４セグメ
ント前に記憶されたVR値である。従つて、二重
周波数ベクトルを必要とせずに基準ベクトル信号
の更新値が得られる。 復調装置はキヤリヤに実際に存在するかどうか
に関係なく入来信号を連続的に処理する。キヤリ
ヤが存在しなければVR形成のために加算される
個々の量が本質的にランダムな位相角を有するベ
クトル信号を形成する。このランダム・ベクトル
の加算から中間位相及び極めて小さい絶対値を有
するベクトル和が得られる。加算ベクトル信号の
絶対値が増大すれば、合計の個々の成分がもはや
ランダムではなく、所期の信号が存在することを
意味する。従つて基準ベクトル信号の絶対値はキ
ヤリヤ存在の表示として即ち、キヤリヤ検知信号
の形成に利用される。また、この信号の絶対値は
適正ビツト・フレーミングの表示信号として、即
ち、キヤリヤ・セグメントが実際にベースバン
ド・データ・ビツトを構成するキヤリヤ・セグメ
ントと一致するように集合または累算されつつあ
ることを指示するのに利用される。 各キヤリヤ・セグメントに対応する基準ベクト
ル信号VRの絶対値が計算され、上記リング・レ
ジスタと同様４ポジシヨンを有するリング・レジ
スタに逐次記憶される。また、この絶対値が所定
限界値と比較されてキヤリヤ信号の存在を表示す
る信号、即ち、キヤリヤ検知信号が形成される。
復調装置はこの第１セグメントの記憶VR絶対値
が前記限界値を超えた場合このことを示す表示信
号をVR絶対値リング・レジスタから得ることが
できる。この表示信号は連携のリング・レジスタ
から対応の位相検知器出力値を選択すると共に、
この値の符号を送信ベースバンド・データ信号の
試験的表示信号として記憶するための同期信号と
しても利用される。この表示信号が得られれば、
キヤリヤ検知動作と同時に行なわれるビツト・フ
レーミング動作が正しく達成されたことを意味す
る。 即ち、４つの別々の加算が行なわれると、ビツ
ト・フレーミング・プロセスが適正なキヤリヤ・
セグメント集合に対応する加算を選択し、その出
力を利用してデータ信号の試験値を形成する。キ
ヤリヤ検知及びビツト・フレーミング動作を同時
に実行できるように考慮することにより、公知技
術において時々見られた計算の重複と同時的な誤
差伝播を解消する装置が提供される。これも本発
明の重要な構成要件と考えられる。 試験的ベースバンド・データ記号として記憶さ
れている位相検知出力信号に対して、データ信号
のあいまい性を除き、この位相検知器出力信号が
Ｎ個の位相状態のうちどの状態を表わすかを検知
する処理が施されるが、この相関性は上記米国特
許第4311964号に例示されている公知技術と同じ
態様で行なわれる。 Ａ 好ましい実施例の概説 図面、特に第１図には電力線キヤリヤ入力１３
と複合論理回路３４及び制御論理回路３５を含む
制御回路との間に設けた受信機１２を含む通信端
末装置１０を示した。受信機１２は入力１５を有
するコヒーレント位相復調器１４を含む。復調器
１４の説明に先立ち、受信機１２及び位相復調器
１４によつて処理される通信信号の特性を説明し
て本発明の理解を容易にしたい。受信機１２は上
記米国特許第4311964号に記載されているものと
ほぼ同じであるが改良型の位相復調器１４を含
む。 通信端末装置１０は電力線１８の少なくとも１
本と信号送受できるように設けたカプラー１６に
接続される。この電力線は多くの場合電力会社が
50または60Hz電力を、通信端末装置１０を具備す
る消費者施設に供給するために使用するものであ
る。カプラー１６は電力線１８を介して伝送さ
れ、かつ受信機１２によつて受信される電力線キ
ヤリヤ２０に応答する。キヤリヤ２０は位相復調
器１４によつて回復されるデジタル・データによ
り位相変調されている。 公知のように、電力線通信装置におけるキヤリ
ヤ２０の伝送はキヤリヤと60Hz電力を結合するだ
けでなく、種々の妨害信号やノイズをも結合す
る。また、使用されるキヤリヤ周波数における
種々のかつランダムな減衰及びインピーダンス特
性も例えば配電トランスや力率補正コンデンサの
ような連携の配電装置により配電線１８に導入さ
れるおそれがある。 位相復調器１４は二進データが単一の正弦キヤ
リヤ信号またはトーン中に位相変化を発生させる
ようにするコヒーレント位相シフト・キーイング
（CPSK）キヤリヤ通信装置において動作させる
ためのものである。第１図に参照番号２２で示す
キヤリヤ波形は、電力線１８におけるキヤリヤ２
０の調整された形であり、端末装置１０によつて
受信される送信データを形成するバイポーラベー
スバンド・データ・ビツト・メツセージ記号によ
り位相反転変調されている。各データ記号はキヤ
リヤ周波数の０（即ち、公称）位相または180°位
相反転として符号化される。ここに述べる方式は
２通りの許容キヤリヤ位相状態だけを利用する
が、本発明はこれに制限されるものではなく、４
通りの許容位相状態を利用する直角CPSK方式ま
たはその他の状態数を利用する方式にも本発明を
応用することができる。 同数のキヤリヤ・サイクル数を含んで所定のデ
ータ・ボーレートを規定する一定のベースバン
ド・データ記号インターバルが得られるようにデ
ータ記号をキヤリヤ周波数と同期させる。ボーレ
ートはキヤリヤと同期させるが、データ・ボーレ
ートもキヤリヤ周波数も電力周波数またはその他
の同期周波数または本発明の復調器１４を動作さ
せるための信号ソースと同期させたり、一定の調
波または低調波周波数関係とする必要はない。例
えば好ましいキヤリヤ周波数範囲は約９〜15KHz
であり、ここに述べるキヤリヤ信号周波数の一例
は12.5KHzである。 受信機１２及び位相復調器１４の一般的な機能
は電力線１８のキヤリヤ信号２０中に存在するキ
ヤリヤ波形２２を検知し、位相基準に対するキヤ
リヤの位相を求め、各データ記号の開示及び完結
との同期を提供し、各キヤリヤ・データ記号の伝
達極性または二進論理状態を相関させることにあ
る。これらの機能を果たすため、受信機１２は50
または60Hz電力の送電に伴なう典型的なノイズ及
び電力線１８の外部ノイズの存在下でキヤリヤ２
２の周波数を弁別できるように構成されている。
先ず60Hz電力周波数を阻止し、関連のキヤリヤ周
波数を通過させるため高域フイルタ２４を設け
る。信号調整装置２６が更に受信信号をフイルタ
し、調整し、増幅する。回路２６はキヤリヤ周波
数以下の周波数を阻止する高域フイルタ及びスプ
リアス・ノイズ・パルスを除くためのダイオー
ド・クリツパを含むのが普通である。回路２６に
はこのほかに、好ましい実施例の場合中心周波数
12.5KHzで約400Hzのバンドパス帯域幅を有する
帯域フイルタも含まれる。従つて、回路２６の出
力は最初電力線１８に伝送または注入されたのと
ほぼ同じ正弦キヤリヤ及び所期信号と周波数の近
い他の各種信号を含む。ゼロ基準軸２７が正弦キ
ヤリヤ波形２２の正負半サイクルを規定する。 再構成されたキヤリヤ波形２２がハード・リミ
ター回路２８に送られ、約５ボルトDCと地電位
の間で増幅されかつハード・リミツトされる。こ
うして復調器入力１５に送られる方形波ハード・
リミツト・キヤリヤ信号列３０が形成される。信
号３０の時々刻刻における高低状態はキヤリヤ波
形２２の正及び負サイクルに対応する。キヤリヤ
信号周波数及び最初にキヤリヤ信号２０を変調す
る位相反転キーイング・データ情報の全てが信号
３０中に維持されている。高低電圧レベル間の信
号３０の移行は正負半サイクル間を通過してゼロ
軸２７と交差するキヤリヤ正弦波２２に対応す
る。 Ｂ 位相復調器１４の概説 第２図に示す位相復調器１４はセグメント別に
ハード・リミツト・キヤリヤ信号３０を処理する
が、先ず極性サンプラー３８が発振器４０から各
サンプル・パルスを受信するごとに信号３０の極
性を弁別し、論理１及び０の形で極性サンプル信
号列４３を形成する。極性サンプル信号４３が組
合わされ、信号発生器４４によつて記憶され、こ
の信号発生器４４が入来キヤリヤ信号３０と位相
は同じであるが周波数がこれよりもはるかに低い
像信号を形成する。 この像信号の相対位相は正から負、または負か
ら正への像信号移行を感知するゼロ交差検知器４
６によつて弁別される。移行に関する情報を利用
して発生器６０が位相角ベクトル信号Ｖを形成す
る。以上に述べた復調器１４の構成素子は上記米
国特許第4311964号に記載されているものと構成
及び動作において類似している。これらの構成素
子の改良例は本願発明の譲受人に譲渡された1983
年２月９日付米国特許出願第465231号（W.
E.50360）に記載されている。発生器６０の位相
角ベクトル信号を複数のキヤリヤ・セグメントに
わたつて発生器６２が累算して合計ベクトル信号
VBを形成する。合計ベクトル信号が基準ベクト
ル信号VRと共に位相検知器７６に供給され、検
知器７６が位相検知器出力信号を形成する。 各キヤリヤ・セグメントごとの位相検知器７６
からの出力が、このキヤリヤ・セグメントに対応
する合計ベクトル信号と共に信号発生器７８によ
つて利用され、その結果、発生器７８は基準ベク
トル信号の更新値を形成する。次いで基準ベクト
ル信号の絶対値が絶対値回路８０によつて求めら
れ、同時に行なわれるキヤリヤ検知及びビツト同
期、またはビツト・フレーミングのための入力と
して利用され、これらの動作はビツト・フレーム
発生器８６及びキヤリヤ検知器６６によつて行な
われる。次いでビツト・フレーム発生器８６の出
力が位相検知器の出力に供給され、復調されたデ
ータ・ビツトの試験値がレジスタ８７に記憶され
る。データ・メツセージ前文の時間中に抽出され
た情報を利用するデータ・ビツト符号相関器９２
が前記データ・ビツト試験値に基づいて演算し、
データ・ビツト極性のあいまい性を分析すること
により復調器出力線３３に再構成二進データ信号
３２を形成する。信号３２の二進１及び０は送信
機によつてキヤリヤを最初に変調したのと同じ二
進データ情報を表わす。利用例の１つとして、こ
のデータ信号３２は負荷管理端末装置に関する
1978年12月19日付米国特許出願第4130874号に記
載されているような単数または複数の機能を持つ
ことのできる第１図の論理回路３４及び３５に供
給される。 Ｃ 第２図に示す位相復調器において 処理されかつ形成される信号の説明 第３図グラフＡはキヤリヤ信号を位相変調する
ための送信機への入力として使用される二進ベー
スバンド・データ信号３６の論理状態を示すタイ
ム・グラフである。各キヤリヤ・データ伝送メツ
セージの頭には、同期データ・ビツトとして作用
する合計９個の交互に現れるデータ・ビツト０及
びデータ・ビツト１を含む11個のデータ・ビツト
の時点Ｔ０及びＴ１間に示す前文が含まれる。前
記９個の交互に現れるデータ・ビツトに極性表示
データ・ビツトを形成する２個の連続データ・ビ
ツト１が続く。時点Ｔ２においてプリアンブルが
終ると同時にデータ伝送のメツセージ情報データ
部分が始まる。メツセージ全長は40〜200デー
タ・ビツト程度が普通である。 ベースバンド・データ信号３６は図示しない送
信機で発生し、キヤリヤ信号を位相変調するのに
利用される。第３図グラフＢは第２図のハード・
リミツト・キヤリヤ信号３０における時点Ｔ０及
びＴ１間の１キヤリヤ・データ信号インターバル
を拡大して示す。長さ一定の各キヤリヤ・データ
信号インターバルはもしベースバンド・データ・
ビツトの二進状態が先行のデータ信号の二進状態
から変化した場合にキヤリヤ信号の位相反転が起
こる時点に始まり、かつ終る。前文の所期部分に
詳しくは後述するように位相復調器１４における
同期を確立するため上記交互に現れる極性デー
タ・ビツトを含んでいる。 好ましい構成では各データ信号インターバル内
に４個の前記キヤリヤ・セグメントが含まれ、時
点Ｔ０，Ｔ０−１，Ｔ０−２，Ｔ０−３及びＴ１
によつて区切られる。キヤリヤ・セグメントは実
際には極性サンプリングが行なわれ、所定数の極
性サンプルが復調器１４中に記憶された後に復調
器１４によつて形成される。第３図グラフＣには
グラフＢに示した４個のキヤリヤ・セグメントの
１つを更に拡大して示してあり、サンプル・パル
ス発振器４０から発生するサンプリング・パルス
３７によつて形成される８個のサンプルの時点を
含んでいる。第３図に示すサンプリング・プロセ
スは米国特許第4311964号に詳しく記載されてい
るプロセスである。上記米国特許出願（W.
E.50360）に記載されているようなサンプリン
グ・プロセスを採用してもよい。 第３図グラフＣから明らかなように、５1/8キ
ヤリヤ・サイクルのインターバルでサンプリン
グ・パルスが発生する。各サンプル・パルスは波
形中の、先行サンプルよりも1/8サイクル遅れた
時点に現れる。サンプルは対応するサンプリン
グ・パルスの時点におけるキヤリヤ信号の極性を
決定する。負のキヤリヤ信号極性は０によつて、
正のキヤリヤ極性は１によつてそれぞれ表示され
る。従つて、第２図に示す極性サンプラー３８の
出力は一連の二進論理１及び０から成る極性信号
４３である。極性信号４３はそれぞれが像周波数
信号の１サイクルから成る、１キヤリヤ・セグメ
ントに対応する８個の信号群として形成され、像
周波数信号発生器４４を介して８ビツト二進デー
タ・レジスタに記憶される。詳しくは後述するよ
うに、それぞれ８個から成る極性サンプル信号群
を利用することにより対応のキヤリヤ信号セグメ
ントの位相角を表わすベクトル信号Ｖを形成す
る。極座標方式でベクトル信号を処理する場合の
ような角情報を位相復調器に記憶させる必要を避
けるため、全てのベクトル信号を変調器１４によ
り直交座標としてＩ成分値及びＱ成分値の形で処
理する。 入来キヤリヤ信号が復調器１４内の任意の基準
に対して０〜360°のいかなる位相角で到来しても
よいことは言うまでもない。しかし、復調器１４
はこの信号を限られた個数の位相値を取るものと
して処理する。ここに述べる好ましい実施例の場
合、復調器１４は入来キヤリヤ信号サンプルを８
通りの位相角のいずれか１つを取るものとして処
理する。 本発明の理解を容易にするため、位相角ベクト
ル発生器６０によつて形成されるベクトル信号の
極座標表現を第４図に示した。第４図ではＩ成分
値を水平軸に、Ｑ成分を垂直軸に示してある。第
４図からも明らかなように、８個のベクトルを図
示してある。各ベクトルは０〜７の番号を与えら
れており、対応のＩ及びＱ成分値を含む。例え
ば、第４図右側水平軸に沿つたベクトルはＩ及び
Ｑ座標値がそれぞれ４及び０のベクトル＃６であ
る。成分値は詳しくは後述するベクトル探索表に
記憶されている。このような理論上の動作条件の
下では入来キヤリヤ信号は所与の変調ベースバン
ド・データ・ビツト論理状態に対応して第４図図
示ベクトルの１つだけに相当する値を示す。例え
ばベースバンド・データ論理１は所与のメツセー
ジ中で必ず成分値が３、３のベクトル＃５によつ
て表現することができる。ここに述べる好ましい
実施例は位相反転キーイング通信装置に組込まれ
るから、ベースバンド・データ論理０ならば入来
キヤリヤ信号がベースバンド論理１の位相角から
180°ずれた位相角を取る。従つて、この例の場
合、ベースバント論理０と共に変調された入来キ
ヤリヤ信号の位相は第４図左下方象限の、成分値
が−３、−３のベクトル＃１によつて表わされる。 再び第３図から明らかなように、各ベースバン
ド・データ・ビツトは４キヤリヤ・セグメントに
相当するインターバルを占める。従つて、復調器
１４においては４キヤリヤ・セグメントずつを１
グループとしてデータ処理される。４キヤリヤ・
セグメントの位相角ベクトル信号値が第２図の合
計ベクトル発生器６２において累算され、合計ベ
クトル信号VBが形成される。 第２図に示すベクトル発生器６２による合計ベ
クトル信号VBの構成を第６図のベクトル図に図
解した。第６図から明らかなように、入来キヤリ
ヤ信号の３つの連続セグメントがそれぞれ成分値
３、３を有する３個の位相角ベクトル信号V1，
V2，V3を形成すると仮定している。即ち、これ
らの位相角ベクトル信号のそれぞれは第４図に示
すベクトル＃５に等しい。ここではベースバン
ド・データの論理状態が変化して入来キヤリヤ信
号の位相が反転すると仮定する。従つて、次のキ
ヤリヤ・セグメントは成分値−３、−３を有する
第６図のベクトルV4によつて示されるような位
相角ベクトル信号形成することになる。ベクトル
信号V1，V2，V3V4を累算すれば第６図に示す
ような成分値６、６を有する合計ベクトル信号
VBの値となる。即ち、 V1 ３， ３ V2 ３， ３ V3 ３， ３ ＋ V4 −３，−３ VB ６， ６ 第６図の位相角ベクトル信号V4の発生後、ベ
ースバンド・データの論理状態が３連続キヤリ
ヤ・セグメントにわたつて変化せず、その結果第
７図に示すような成分値−３、−３の位相角ベク
トル信号V1′，V2′，及びV3′が発生すると仮定す
る。次いで、ベースバンド・データの論理状態が
もう一度変化し、その結果、入来キヤリヤ信号の
位相がもう一度反転すると仮定する。従つて、発
生する位相角ベクトル信号Ｖの次の値は第７図に
示すような、成分値３、３のベクトルV4′によつ
て表わされる。ベクトルV1′，V2′，V3′及び
V4′の合計によつて第７図に示すような、成分値
−６、−６のベクトルVB′が形成される。 第２図で示したように、位相検知器７６は入力
として合計ベクトル信号VB及び基準ベクトル信
号VRを受信する。この基準ベクトル信号はキヤ
リヤ信号の公称位相を表わし、位相角θoを持つ
として示される。次に本発明が基準ベクトル信号
VRを発生させる方法を説明する。 理論上の条件下では、第６図及び第７図に関連
して上述した例においてベクトルＶの連続値によ
り交番ベースバンド・データ・ビツトに対応して
形成される合計ベクトルVBも第４図のベクトル
＃５またはベクトル＃１の位相に等しい位相角を
示す。第８図は（この例のため座標値25、25を持
つと仮定する）現時基準ベクトルVRと共に、第
６図に関連して述べた合計ベクトルVBを示す。
基準ベクトルVRの現時値と合計ベクトルVBは
全く同じθoを取るから、基準ベクトル発生器７
８は位相及び絶対値がベクトルVBに等しい中間
基準ベクトルV2′を形成する。 再び第８図において、左下象限には（第７図に
関連して述べたように発生する）第２合計ベクト
ルVB′を示した。ここでも基準ベクトルVRが第
８図右上象限に示すように位相角θoを取るとす
れば、基準ベクトル発生器７８は絶対値が合計ベ
クトルVB′に等しいが位相角が180°だけずれた中
間ベクトルV2を形成する。換言すると、基準ベ
クトル発生器７８はもし合計ベクトルが基準ベク
トルVRの既往値に近い位相角を取るなら合計ベ
クトルVBに等しい位相の中間基準ベクトルV2を
形成し、合計ベクトルVBが基準ベクトルVRの
既往値とは著しく異なる位相角を取れば合計ベク
トルVBから反転した位相を有する中間基準ベク
トルV2を形成する。 次いで、基準信号更新装置が中間基準ベクトル
V2を利用することにより、VRの既往値にも依存
する基準ベクトルVRの更新値を形成する。好ま
しい実施例の場合、基準ベクトルVRの更新値は
VRの既往値の3/4＋中間基準ベクトルV2の値に
等しい。 上記例においては合計ベクトル信号VBは既存
の基準信号VRに等しいか、またはこれから180°
だけずれた。実際にはノイズなどの要因によつて
入来キヤリヤ信号が流動し、その結果VRまたは
VR＋180°から第８Ａ図に示すような差角φだけ
ずれた位相角を有するそれぞれVB″またはVB
のような合計ベクトルとなる。 このような条件下ではVB″に対してもVBに
対しても本発明は位相角がθo＋φの中間基準ベ
クトル信号V2を形成する。デジタル積分の結果、
差角φが均分されるか、または新しい位相角を有
する新しい基準ベクトルが形成される。 好ましい実施例ではVBの位相がVRの位相の
90°以内なら中間基準ベクトル信号12は合計ベク
トル信号VBに等しい位相角を取り、VBとVRの
位相差が90°以上ならVBから180°ずれた位相を取
る。 位相反転変調方式で動作する復調器との関連で
基準ベクトルVR発生装置を説明するが、本発明
はこれに制限されない。即ち、Ｎ＝正整数とし
て、キヤリヤ信号の許容位相値がＮ個である位相
シフト・キーイング方式の装置にも応用できる。
本例では、基準ベクトル発生器７８は位相値がθi
＋φ［ただしｉ＝０〜Ｎ−１に対してθi＝θo＋（ｉ
×360°／Ｎ）、−360°／2N＜φ＜360°／2N］の信
号をその値がθo＋φの中間基準信号V2に変換す
る。このことは合計ベクトルVBがθ₁＋φを取
る第８Ａ図からも明らかである。ただし、 θ₁＋φ＝θo×（ｉ＋360／Ｎ）＋φ ＝θo×（１＋360／２）＋φ ＝θo＋180°＋φ 基準ベクトル発生器７８はベクトルVBを位
相値θo＋φの中間基準ベクトルV2に変換する。 次いで合計ベクトルVBが基準ベクトルVRの
現時値（Ｉ，Ｑ）と共に第２図に示す位相検知器
７６に供給される。具体的には位相検知器７６が
ベクトル信号VB及びVRの４象限乗算を行なう
ことにより両者の位相差の余弦関数に比例する出
力を形成する。この出力信号MGCPは他の４ポ
ジシヨン・レジスタ８７にリング状に逐次記憶さ
れる。レジスタ８７の記憶値は合計ベクトルVB
の位相角が基準ベクトルVRに極めて近いかまた
は基準ベクトルVRの位相角からほぼ180°ずれて
いるかに応じて比較的大きい正の数か比較的大き
い負の数であるのが普通である。即ち、位相検知
器出力の符号は当該セグメントに対応してキヤリ
ヤ信号に重ねて変調されている値がベースバン
ド・データ１かベースバンド・データ０かを示す
因子である。リング・レジスタ８４に記憶されて
いるMGCPの適正値はビツト・フレーム発生器
８６によつて形成される別の表示値INDEX1を
利用することにより前記リング・レジスタ８の出
力として提供される。この値の符号は試験ビツト
としてデータ・ビツト符号相関器に伝送される。
求積方式の実施例なら、VB及びVR間の角度の
正弦関数に比例する第２信号を180°以下の位相ず
れを検知するためにも利用される。 この時点では試験ビツト値から４キヤリヤ・セ
グメントを単位とする入来キヤリヤ信号の位相が
基準ベクトルVRの位相とほぼ整列するか基準ベ
クトルVRとほぼ180°位相がずれているかを知る
ことができる。しかし、この値がベースバンド・
データ１かデータ０かを知ることはできない。こ
のあいまい性を解くにはデータ・メツセージ前文
の最後の２ビツトに含まれている情報を利用す
る。なぜなら、前文中の９個の交替に現れるベー
スバンド・データ・ビツト１及びデータ０に続い
て２個の連続データ・ビツト１が伝送されるから
である。前文の２個の連続する極性表示データ・
ビツトの符号が同一なら、これに対応する２個の
MGCP信号の極性を求める。もしMGCP符号ビ
ツトが０なら、データ・ビツト符号相関器９２は
現時メツセージがレジスタ８７からデータ出力ブ
ロツク９６に移動するのに伴なつてMGCP信号
の反転出力を提供する。MGCP符号ビツトが１
である場合、データ・ビツト符号相関器９２はこ
のメツセージに対応してレジスタ８７の出力を反
転させない。即ち、復調器出力データ信号は変調
キヤリヤと重ねて送信されるベースバンド・デジ
タル・データ・ビツトに対応する。 Ｄ 第１２図の回路図 第９図、第１０図及び第１１図は第２のブロツ
ク・ダイヤグラムに示したコヒーレント位相復調
器１４の各部を示す詳細なブロツク・ダイヤグラ
ムである。第９図、第１０図及び第１１図のブロ
ツク・ダイヤグラムはモトローラ・セミコンダク
タ・プロダクツ・インコーポレーシヨンから市販
されている6800シリーズのマイクロコンピユー
タ・システムを含む第１２図図示のマイクロプロ
セツサ方式装置を使用する本発明の一実施例に対
応する。このマイクロコンピユータ・システムの
詳細はモトローラ・セミコンダクタ・プロダク
ツ・インコーポレーシヨンから発行されているマ
イクロプロセツサ・データ・マニアル及び
MC6801レフエランス・マニアルMC6801RMAD
に記載されている。CPU装置１１０は公知の構
成を有し、上記出版物によれば以下に述べるよう
なキヤリヤ復調の信号処理を行なう。読取専用メ
モリ（ROM）１１２にはここに述べる演算を実
行するためシーケンスをプログラムされた演算命
令を記憶しているプログラム・メモリを設ける。
ランダム・アクセス・メモリ（RAM）１４を設
け、このメモリ１４は復調器１４の信号処理に利
用される二進データ・メモリとして複数の８ビツ
ト・アドレス可能読書きメモリ・レジスタを含
む。 水晶制御タイマー発振モジユール１１６はサン
プリング・パルス３７を提供するプログラム可能
な除算器を含む。サンプリング・パルス３７はデ
ータ入出力ポート１１８を介してCPU１１０の
マスク不能割り込みNM1入力１２０に選択的に
供給される。タイマーモジユール１１６はまた
CPU１１０の動作を時定するタイミング制御信
号を提供する。 ハード・リミツトされたキヤリヤ信号３０は受
信機１２の前端からCPU１１０のデータ入出力
ポート１１８の１つに供給される。第９図、第１
０図及び第１１図に関連して述べた段階及び動作
はいずれも別々のハードウエア論理回路素子によ
つて形成することができる。 第９図、第１０図及び第１１図の説明ではいく
つかのメモリ・レジスタに言及するがこれらは
RAM１１４に設けられるものであり、以下に説
明する。 Ｅ ベクトル信号の発生 第９図において、サンプル・パルス３７はサン
プル・パルス発振器４０から極性サンプラー３８
に供給され、サンプラー３８は後述するように一
連の極性表示ビツト４３を形成する。極性サンプ
リング・プロセスの詳細な説明は上記米国特許第
4311964号または米国特許出願（W.E.50360）に
記載されている。サンプル・パルス３７はサンプ
リング・パルス・カウンタ５２にも供給され、こ
のカウンタはカウンタ７からカウンタ０まで逆カ
ウントする。極性サンプル表示ビツト43が８ビツ
ト・シフト・レジスタ４９に逐次記憶されると、
レジスタ４９は像周波数信号の１サイクルを表わ
す８ビツト極性信号、即ち、チツプを形成する。
８番目の極性サンプル・ビツト43がサンプル・パ
ルス・カウンタ５２の出力Csの値で表わされる
ようにチツプ・レジスタ４９に記憶されると、チ
ツプ・カウンタ５３のカウントが増し、極性移行
検知器４７から成るゼロ交差検知器４６がチツプ
に作用する。極性移行検知器４７は４９に記憶さ
れている８ビツト・チツプ信号中のどのビツトが
０から１または１から０の移行を描くかを検知す
る。 極性移行のビツト位置を利用することにより表
示信号を形成し、第９図に示すような位相角ベク
トル発生器６０を構成する２つの探索表５８，５
９の形式を取るコンピユータ・メモリにこの表示
信号を供給する。探索表５８，５９は復調器１４
の全ての位相値の基本となる任意の座標系を構成
する。各探索表５８，５９は第５図に示すベクト
ル成分の加重値を表わす８つの量を含み、第５図
の上部に並ぶベクトル７〜０は極性移行検知器４
７から発生する表示信号の値に対応する。第５図
はまは（縦軸に）Ｉ及びＱ値探索表５８，５９の
対応位置に記憶される対応の加重ベクトル成分値
を示す。例えば、チツプレジスタ４９のビツト７
が０、ビツト６が１（即ち移行を示す）なら、ベ
クトル探索表５８，５９に表示値６が供給され、
その結果、Ｉ値４及びＱ値０が発生する。同様
に、ベクトル探索表５８，５９に表示値１が供給
されるとＩ値−３及びＱ値−３が発生する。 １チツプにおける全ての移行に対応して位相角
ベクトル発生器６０の端作表５８，５９から抽出
される値の合計は従つて２つの成分ベクトル信号
値Ｖ（Ｉ，Ｑ）から成り、逐次リング状に４ポジ
シヨン・メモリ・レジスタ６１に記憶される。 このチツプに対応するベクトル信号Ｖの値が記
憶されるレジスタ６１の特定ポジシヨンはチツ
プ・カウンタ５３の出力Ccによつて求められる。
尚、位相角ベクトル信号Ｖのそれぞれの値は所定
のキヤリヤ周波数サイクル数の、例えば41サイク
ルのキヤリヤ信号セグメントの相対位相角を表わ
す。 処理中のキヤリヤ信号セグメントに対応する位
相角ベクトル信号Ｖの値は合計ベクトル発生器６
２に供給され、この発生器６２において、４ポジ
シヨン・レジスタ６１の他の３ポジシヨンに記憶
されている先行３キヤリヤ・セグメントに対応す
る位相角ベクトルＶの値に、ベクトル累算器７９
によつて加算される。合計信号は別の２つの成分
ベクトルVB（Ｉ，Ｑ）から成り、合計ベクト
ル・メモリ・レジスタ６３に記憶される。 第１０図から明らかなように、合計ベクトル信
号VBは基準ベクトルVRと共に位相検知器７６
に供給される。位相検知器７６は２個のベクトル
信号入力の４象限乗算を行ない、個々の入力乗算
によりその出力に両ベクトルのＩ成分と両成分の
Ｑ成分の積の合計に相当する信号MGCPが形成
されるようにする。位相検知器７６の出力はもし
両入力ベクトルの相対位相差が小さければ大きい
正の数となり、両入力ベクトルの位相差が180°に
近ければ比較的大きい負の数となる。MGCPの
絶対値が探索表５８，５９に記憶されているベク
トル成分値に対応する加重値の選択に応じて異な
ることはいうまでもない。従つてMGCPの符号
は両入力ベクトルVB及びVRの位相が近似であ
るか180°近くずれているかを示す。次いで位相検
知器出力信号MGCPはレジスタ８９における適
正メモリ・ポジシヨンを弁別するための表示値と
してチツプ・カウンタ出力Ccを利用する４ポジ
シヨン・リング・メモリ・レジスタ８４に逐次記
憶される。 位相検知器７６の出力MGCPは基準ベクトル
VRの更新値成分にも利用される。基準ベクトル
VRが形成される特殊な態様は以下に述べる重要
な構成要件を構成する。 第１０図から明らかなように、位相検知器７６
の出力MGCPは符号検知器１０４に供給される。
MGCPの符号が負なら、符号検知器１０４が合
計ベクトル信号VBによつて入力を供給される位
相インバータ１０６を作動させる。位相インバー
タ１０６の出力が中間基準ベクトル信号V2（Ｉ，
Ｑ）を構成する。従つて、位相検知器７６の出力
MGCPの符号が正なら、即ち、ベクトル信号VB
の位相が基準ベクトル信号VRの現時点値に極め
て近ければ、ベクトル信号V2の位相はベクトル
信号VBに等しい。しかし、MGCPが負なら、ベ
クトル信号V2は合計ベクトル信号、VBの位相反
転値に等しい。 中間基準ベクトルV2は基準信号更新装置１０
８の１つの入力へ供給される。好ましい実施例の
この基準信号更新装置１０８はが基準ベクトル
VRの更新値を形成する。ただしVRnew＝3/4
VRold＋V2。このVR値はチツプカウンタ値Cc
に等しい表示値を利用する４ポジシヨン・リン
グ・レジスタ１１０に記憶される。尚、更新プロ
セスに利用されるVRoldの値はすぐ先行のVR値
ではなく、データ記号インターバルと復調器によ
つて処理されるキヤリヤ・セグメントの長さとの
関係によつて設定される他の値である。好ましい
実施例では、データ記号インターバルは４キヤリ
ヤ・セグメントにまたがる。VRoldとして選択
されるVRの特定値は処理される４番目、即ち、
最終のVR値である。動作に際してはVRの更新
値を収納するのと同じリング・レジスタ１１０の
セルから基準信号更新装置１０８への入力として
VRoldの値が選択される。このセルはチツプ・
カウンタCcの値によつて決定される。 Ｆ ビツト同期 ビツト・フレーミングまたはビツト同期を第１
３図を参照して更に詳細に説明する。第１３図の
下方に並ぶ数字はチツプ、またはキヤリヤ・セグ
メント、入来キヤリヤ信号の数を表わす。第３図
に関連して既に述べたように、各ベースバンド・
データ記号は好ましい実施例の場合４チツプにま
たがる。ビツト同期動作の目的はどのビツトがデ
ータ記号インターバルの開始を表わすかを弁別す
ることにある。 第１３図から明らかなように、一度に４チツプ
ずつ、種々の形で集合することができる。例えば
グルーピングＡはデータ記号インターバルがチツ
プ＃１で始まると仮定している。即ち、データ記
号インターバルがチツプ＃１、＃チツプ２、チツ
プ＃３及びチツプ＃４から成るというのがグルー
ピングＡの想定である。グルーピングＡはチツプ
＃５が第２データ記号インターバルの第１チツ
プ、チツプ＃９が第３データ記号インターバルの
第１チツプ、以下同様に仮定している。これに対
してグルーピングＢはチツプ＃１が先行データ記
号インターバルの最終チツプ、チツプ＃２が現デ
ータ記号インターバルの第１チツプを表わすと仮
定する。同様にグルーピングＢはチツプ＃６が第
２データ記号インターバルの第１チツプ、チツプ
＃10が第３データ記号インターバルの第１チツ
プ、などと仮定している。またグルーピングＣは
チツプ＃３が第１データ記号インターバルの第１
チツプであると想定し、グルーピングＤはチツプ
＃４がデータ記号インターバルの第１チツプであ
ると想定している。そこでこれらのグルーピング
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれが正しいかを弁別しなけ
ればならない。 第１０図に関連して述べたように、ビツト同軸
とキヤリヤ検知は同時に行なわれる。プロセスは
ベクトル絶対値発生器８０の作用下にある現時点
基準ベクトル値VRと共に開始される。発生器８
０の出力は信号SSTRである。次いでこの信号値
はチツプ・カウンタ５３の現在値Ccに従つて４
ポジシヨン・リング・レジスタ１１２に逐次記憶
される。 レジスタ１１２に記憶されている４個のSSTR値
の任意の１つがコンパレータ６９に供給され、レ
ジスタ１１３に記憶されている所定の限界値と比
較される。もしこの任意のSSTR値が限界値より
大きければ、キヤリヤ信号の存在を意味し、コン
パレータ６９の出力にキヤリヤ検知信号CDが形
成される。 上記任意のSSRT値は表示値INDEX1によりレ
ジスタ１１２から抽出される。この表示値は
SSTRが最初に限界値を超えるキヤリヤ・セグメ
ントに対応するチツプ・カウンタ５３の値Ccと
して規定される。第１０図から明らかなように、
限界値を超えるSSTR値がなければ（即ち、コン
パレータ６９の出力が負なら）レジスタ１１２に
記憶されているSSTR値のうちどの値が最大であ
るかを弁別するコンパレータ回路１１６によりレ
ジスタ１１２の内部が分析される。コンパレータ
１１６はこの最大SSTR値に対応する表示信号を
出力し、この表示信号はゲート１１８の制御下に
INDEX1としてレジスタ１２０に記憶される。 それぞれの新しいメツセージについてレジスタ
１２０の記憶値がキヤリヤ・セグメントごとに第
１キヤリヤ・セグメントまで、かつこの第１キヤ
リヤ・セグメントを含めて更新され、その結果、
限界値以上のSSTR値が形成される。同じく限界
値以上のSSTR値を形成する後続のセグメントは
キヤリヤ検知信号CDに制御されるゲート１１８
の作用下にレジスタ１２０に記憶されている
INDEX1の値を変化させることを阻止される。 レジスタ１２０に記憶されている表示値は任意
のMGCP値を抽出してその符号ビツトを試験ビ
ツト・レジスタ８７に記憶させるのに利用され
る。符号ビツトは正の数なら０、負の数なら１と
なる。次いでレジスタ８７の内容がデータ・ビツ
ト符号相関器９２にされる。

【表】

【表】

【表】 交互に現われるベースバンド・データ・ビツト
１及びデータ・ビツト０と共に変調された典型的
な入来キヤリヤ信号の変調器によつて形成される
信号値の例を示す表を参照してキヤリヤ検知器
６６とビツト・フレーム発生器８６の同時動作を
補足説明する。多重ポジシヨン・レジスタ６１，
８４及び１１０に関して、特定チツプ番号に対応
する記憶値はチツプ番号のすぐ下の下線を施して
ある値である。 上述のサンプリング・プロセスの結果、相対位
相角ベクトル信号Ｖが第４図に示すベクトル＃６
と全く同じ値を取ることが判明したとする。即
ち、表に示す入来キヤリング信号の位相角ベク
トル信号のＩ成分値が４、Ｑ成分値が０であると
する。従つてＶベクトル・メモリ・レジスタ６１
の第１位置に記憶されている値は表のチツプ
＃１のすぐ下の下線を施した値で示すように４及
び０から成る。第９図のベクトル累算器７９がレ
ジスタ６１に含まれる全ての記憶値のベクトル合
計を形成する。これが処理すべき最初のチツプで
あるから、レジスタ６１には１組の組しかなく、
レジスタ６１の他の３ポジシヨンは０である。従
つて、第９図のベクトル累算器７９の出力はチツ
プ＃１のすぐ下に量VBとして表に示されてい
るように４、０に等しい。 復調器１４の起動時における各基準ベクトル
VRの値は０、従つて、ベクトルVBとベクトル
VRを比較する位相検知器７６の出力は未確定で
ある。ただし、本発明ではこのような状況下で位
相検知器７６に正の出力を割当てる。この値は
“MGCPの符号”の項のチツプ＃１のすぐ下に示
されている。従つて、第１０図の符号検知器１０
４の出力は位相インバータ１０６を非行動にし、
チツプ＃１に対応するV2の値は正確にチツプ
＃１のVB値と同じである。 基準ベクトルVRは複数のキヤリヤ・セグメン
トにわたつて中間基準ベクトルV2をデジタル積
分する、即ち、基準ベクトルVRの特定の既往値
と中間基準ベクトルV2とを所定の比率で加算す
ることによつて形成される。上述の実施例では基
準ベクトルVRの更新値はVRnew＝3/4VRold＋
V2と規定される。ただしVRoldは４つ先行する
チツプのVR値である。ここでもこれは処理され
る最初のチツプであるから４つ先行するチツプの
値は０である。表から明らかなように、チツプ
＃１に対応する基準ベクトルVRの更新値は４、
０であり、表にレジスタ１１０と対応させて示
す下線を施した値で表わされる基準ベクトル・メ
モリ・レジスタ１１０の（基準チツプ・カウンタ
Ccの現在値で特定される）第１セルに記憶され
る。 次いでベクトル絶対値発生器８０は最新VRベ
クトル信号値に等しい信号を発生し、これを信号
SSTRとして第１０図の４ポジシヨン・レジスタ
１１２に記憶させる。表に示したベクトルはい
ずれも水平軸に沿つているから各ベクトルの絶対
値はＩ成分の絶対値に等しい。SSTRの最新値が
記憶される４ポジシヨン・レジスタ１１２の特定
位置もチツプ・カウンタ値Ccによつて決定され
る。同期表示信号INDEX1によつて決定される
SSTR値（即ち、SSTR INDEX1）がコンパレ
ータ６９において限界値と比較され、キヤリヤ信
号の存在がチツプされる。SSTR INDEX1を表
に各チツプごとに示した。 前記限界値はメツセージ前文受信の際にできる
だけ早く積極的なビツト同期が達成されるように
設定される。上述実施例の場合、レジスタ１１３
に記憶される限界値は30である。チツプ＃１以前
には同期表示信号INDEX1の値は未確定である
から、レジスタ１１２の記憶SSTR値のうちどの
値が最初のチツプに選択されるかは予見できな
い。説明の便宜上、レジスタ１１２の最大記憶値
がレジスタ１１２の出力SSTR INDEX1として
供給されると仮定する。表から明らかなよう
に、この値はチツプ＃１に対しては４である。値
４は限界値30よりも小さいから、コンパレータ６
９はキヤリヤ検知信号CDを出力せず、従つてコ
ンパレータ１１６を作動させることにより、コン
パレータ１１６は記憶されている最大SSTR値を
特定するレジスタ１１２の表示値を選択する。チ
ツプ＃１については、コンパレータ１１６が選択
するINDEX1値は１である。この値がゲート１
１８を介して伝送され、レジスタ１２０に記憶さ
れる。このINDEX1値を利用することにより、
試験ビツト・レジスタ８７に記憶させるための、
位相検知器出力メモリ・レジスタ８７に記憶させ
るための、位相検知器出力メモリ・レジスタ８４
からの出力が得られる。キヤリヤ検知信号CDが
存在しなければチツプ＃１の以後の処理が停止さ
れる。 次のチツプ、即ち、チツプ＃２が処理されると
再び値４、０を取る位相角ベクトル信号Ｖが発生
する。従つて、この値はチツプ・カウンタCcの
値によつて決定される位相角ベクトル・メモリ・
レジスタ６１の第２ポジシヨンに記憶される。こ
の第2V値の記憶は表から明らかなように、チ
ツプ＃２下方のレジスタ６１、第２ポジシヨン中
の下線を施した量４、０で示されている。ベクト
ル累算器７９は既にレジスタ６１に記憶されてい
るベクトルを累算してVB値８、０を出力する。
このベクトル値はそれまでに計算されたベクトル
VR値４、０と共に位相角検知器７６に供給され
る。現時点ベクトル信号VB及びVRの位相角は
全く同じであるから、位相角検知器７６の出力の
符号は正である。従つて、ここでもベクトルVB
の値に等しい値の中間基準ベクトル信号V2が発
生する結果となる。 式VRnew＝3/4VRold＋V2に基づくVR更新値
の計算から値８、０が得られる。ここでも留意し
なければならないのはVRoldが直前のVR値では
なく、４チツプ前のVR値を意味するということ
である。即ち、VRoldはチツプ・カウンタCcの
値によつて特定されるレジスタ１１０の位置に既
に記憶されているVR値である。次いで更新値が
表にレジスタ１１０第２ポジシヨン中に下線を
施してある値８、０によつて示すように、VRレ
ジスタ１１０の第２ポジシヨン（C₂＝２である
から）に記憶される。既に述べた通り、SSTRは
VRの絶対値であり、表に示す例では全てのベ
クトルが水平（Ｉ）軸に沿つている。従つて、
SSTRレジスタ１１２の内容はレジスタ１１０中
の対応するＩ成分と全く同じである。INDEX1
の現在値によつて特定されるSSTRレジスタ１１
２の値は４であり、（現時点チツプについいては
INDEX1は未だ更新されていない）、この値４は
限界値30以下であるから、ここでもコンパレータ
６６はコンパレータ１１６及びゲート１１８を作
動させることによりレジスタ１１２に記憶されて
いる最大SSTR値を検出し、新しいINDEX1値を
形成する。チツプ＃２の処理におけるこの時点に
おけるレジスタ１１２の最大記憶値は８であり、
この値はレジスタ１１２の第２ポジシヨンに記憶
されるから、INDEX1値は２にリセツトされる。
従つて、レジスタ８４の第２値の符号はまた出力
として供給されてレジスタ８７に記憶される。こ
こでもキヤリヤ検知信号CDが存在しなければ、
この時点におけるチツプ＃２に関する信号処理が
停止される。 表から明らかなように、チツプ＃３における
ベースバンド・データ・ビツトは論理１から論理
０に変化している。従つて、発生する位相角ベク
トル信号Ｖは先行値の位相から反転した位相の信
号となる。即ち、現在値は−４、０であり、表
のチツプ＃３のすぐ下の下線を施した値から明ら
かなように、位相角ベクトル・メモリ・レジスタ
６１の第３ポジシヨン（チツプ・カウンタCc＝
３）に記憶される。レジスタ６１に記憶されてい
る全てのベクトル値を合計するとVB値４、０が
得られる。この値はベクトル信号VRの既存値と
共に正の位相検知器出力を形成し、その結果ベク
トルVBに等しいV2値を形成する。更新VR値が
形成された結果、レジスタ１１０の第３ポジシヨ
ンに値４、０が記憶される。ここでもINDEX1
の現在値によつてレジスタ１１２から検索される
SSTR値は限界値30以下である。従つて、キヤリ
ヤ検知信号は発生せず、INDEX1の更新値がレ
ジスタ１２０に供給される。 連続する各チツプによつて形成する値に対する
同様の処理は第11チツプまで継続される。表か
ら明らかなように、先行チツプ＃10によつて形成
されるINDEX1の値は限界値30よりも大きい
SSTR値をレジスタ１１２から出力させるような
値であつた。従つてキヤリヤ検知信号CDが発生
し、これがチツプ＃11における更新INDEX1値
の発生を抑制する。従つて、チツプ＃10及びチツ
プ＃11に対応するINDEX1値は２のままである。
このことはチツプ・カウンタCcの対応値、即ち、
２がベースバンド・データ記号インターバルの最
終チツプであり、Ccが値３を取る各チツプが新
しいデータ記号インターバルの第１チツプを表わ
すことを意味する。再び第１３図から明らかなよ
うに、グルーピングＣはこの例の場合にビツト・
フレーミングまたはビツト同期を表わし、１ベー
スバンド・データ記号を構成する全てのチツプま
たはキヤリヤ・セグメントが単一グループにおい
て復調器１４によつて処理される。従つて、ビツ
ト同期及びキヤリヤ検知動作が同時に行なわれた
ことも第１３図から明らかである。 Ｇ データ・ビツト符号相関 以上の説明から明らかなように、（任意の
MGCP値の符号ビツトを表わす）値０または１
が試験ビツト・レジスタ１２２に記憶される。即
ち、レジスタ１２２中の０はベースバンド・デー
タの１つの論理状態を表わし、１つはベースバン
ド・データの他の論理状態を表わす。しかし、こ
の時点までは０または１が具体的に２つのベース
バンド論理状態を表わすかを特定することが不可
能であつた。このあいまい性を解くのがいわゆる
データ・ビツト符号相関であり、本発明では第３
図に示す11ビツト・メツセージプルアンブル中の
最後の２ビツトであり極生表示ビツトを利用する
ことに達成される。従つてデータ・ビツト符号相
関器の仕事はそれぞれがベースバンド論理状態１
を表わす前記２個のビツトの発生を認識し、この
２個の表示ビツトの２番目のビツトが発生した時
の試験ビツト・レジスタ１２２の内容値を復調器
１４の出力に論理１として割当てることである。 第１１図から明らかなように、キヤリヤ検知器
信号CDが存在しないとインバータ１２４及びリ
セツト発生器１２６の作用によりプリアンブル状
態カウンタ１２８が初期値にリセツトされる。信
号CDが存在すると、プリアンブル状態カウンタ
に下記のような影響が現れる。試験ビツト・レジ
スタ８７の内容が先行ビツト・レジスタ１２８の
内容と共に、出力が最終プルアンブルビツト検知
器１３４に接続しているコンパレータ１３２に供
給される。キヤリヤ検知信号CDが存在すると、
プルアンブル状態カウンタ１２８が最終プルアン
ブルビツト検知器に追加情報を供給する。検知器
１３４はコンパレータ１３２の出力に基づいて１
つのベースバンド論理状態から他のベースバンド
論理状態に移行するのを検知する。この移動が起
こると、最終プリアンブルビツト検知器１３４が
プルアンブル状態カウタン１２８のカウントを減
少させる。有効なメツセージプリアンブルなら、
一連の交互のベースバンド論理状態が現われるは
ずである。カウント減少プロセスはプリアンブル
状態カウンタ値がメツセージプリアンブルが実際
に受信されつつあることを立証するまで移行ごと
に断続され、これが立証されると最終プルアンブ
ルビツト検知器１３４が可能化される。極性表示
ビツトを構成する同じベースバンド論理状態の２
個の連続ビツトが現われるまでこのシーケンスが
最終プリアンブルビツト検知器１３４によつてモ
ニターされる。極性表示ビツトの２番目ビツトが
現われると、最終プリアンブルビツト検知器１３
４が試験ビツト・レジスタ８７の現在値に従つて
フリツプ・フロツプ１３８をセツトまたはリセツ
トする。このフリツプ・フロツプ１３８は試験ビ
ツト・レジスタ８７の出力に作用するインバータ
１４０を制御し、第３図に示す２つの極性ビツト
表示信号の最後の表示信号が現われると同時に試
験ビツト・レジスタ８７中に０値が現われると、
インバータが作動してこの時点に論理１出力を形
成する。フリツプ・フロツプ・レジスタ１３８の
内容は一定のままであり、従つて受信されるメツ
セージの全長にわたつてインバータ１４０を同じ
状態に維持する。 逆に第３図に示す極性表示ビツトの２番目のビ
ツトが現われると同時に試験ビツト・レジスタ８
７の内容が論理１になると、最終ビツトプリアン
ブル検知器１３４がフリツプ・フロツプ１４０を
作動させ、インバータは受信中のメツセージの全
長にわたつて非作動状態のままであり、従つてイ
ンバータ１４０及び復調器１４の出力は試験ビツ
ト・レジスタ８７の内容と同じである。この時点
で最終プリアンブルビツト検知器１３４はまたメ
ツセージ存在信号を出力することにより、本発明
の範囲外であるから図示しないがメツセージ複号
回路を作動させる。データ・ビツト符号相関動作
が完了すると、復調器１４の出力は正確に、送信
局において搬送波を変調したベースバンド・デジ
タル・データを表わす。 要約すれば、本発明は簡単な基準ベクトル信号
発生装置及びキヤリヤ検知及びビツト・フレーミ
ングを同時的に行なう装置を利用することにより
公知のものよりも高性能の位相シフト・キーイン
グ復調器を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の改良型コヒーレント位相復
調器を含む通信端末装置のブロツク・ダイヤグラ
ム。第２図は、第１図に示した復調器のブロツ
ク・ダイヤグラム。第３図グラフＡ，Ｂ及びＣ
は、第２図の復調器に利用されるベースバンド・
デジタル・データ信号、キヤリヤ信号、及びサン
プリング方法をそれぞれ示すグラフ。第４図は、
第２図の復調器の動作から発生するベクトル信号
Ｖの位相角を示すベクトル・ダイヤグラム。第５
図は、第４図に示す位相角ベクトル信号の成分を
示すグラフ。第６図は、４キヤリヤ信号セグメン
トにわたつて第２図の復調器によつて形成される
４つの代表的な位相角ベクトル信号及び対応の合
計ベクトル信号を示すベクトル・ダイヤグラム。
第７図は、第６図のセグメントに続く４キヤリ
ヤ・セグメントで形成される４個の位相角ベクト
ル信号及び対応の合計ベクトル信号を示すベクト
ル・ダイヤグラム。第８図は、第７図の合計ベク
トルから構成される中間基準ベクトル信号を示す
ベクトル・ダイヤグラム。第８Ａ図は、他の合計
ベクトル信号及びこの合計ベクトル信号から構成
される中間基準ベクトル信号を示す第８図と同様
のベクトル・ダイヤグラム。第９図は、ゼロ交差
検知器及び位相角ベクトル信号発生器を示す第２
図の復調器の部分を詳細に示すブロツク・ダイヤ
グラム。第１０図は、基準ベクトル信号発生器及
び同時的に動作するビツト・フレーム発生器及び
キヤリヤ検知器を示す第２図の復調器の部分を詳
細に示すブロツク・ダイヤグラム。第１１図は、
データ・ビツト符号相関器を示す第２図の復調器
の一部を詳細に示すブロツク・ダイヤグラム。第
１２図は、本発明の好ましい実施例の回路素子を
略示するブロツク・ダイヤグラム。第１３図は、
ビツト・フレーミング動作を図示する説明図であ
る。 １４……位相角復調器、２４……ハイパスフイ
ルタ、２６……信号調整器、２８……ハードリミ
ツタ、３８……極性サンプラ、４４……像信号発
生器、４６……零交差検知器、６０……位相角ベ
クトル発生器、６２……合算ベクトル発生器、６
６……キヤリヤ検知器、７６……位相検知器、７
８……基準ベクトル発生器、９２……データビツ
ト符号相関器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｎ個の許容位相状態のいずれかを取ることに
   よりデジタル・データにより変調された位相シフ
   ト・キーイング・キヤリヤ信号の復調装置におい
   て、入来位相変調キヤリヤ信号の位相を表わす第
   １信号を形成する手段、入来キヤリヤ信号から位
   相基準信号を形成する基準手段、前記第１信号と
   前記位相基準信号との位相差を表わす出力信号を
   形成する位相検知手段、及び前記出力信号から変
   調デジタル・データを再現する手段から成り、前
   記基準手段が、ｉ＝０ないしＮ−１に対して θi＝θo＋（ｉ×360°／Ｎ）、 −360°／2N＜φ＜360°／2N として位相値がθi＋φである前記第１信号を前記
   位相検知手段の出力に応答して位相値がθo＋φ
   の中間基準信号に変換する手段と、前記位相基準
   信号の既往値と前記中間基準信号とを所定の比率
   で加算した基準信号の平均である更新位相基準信
   号を形成する位相基準信号更新手段とを含むこと
   を特徴とする復調装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、Ｎ＝２であることと、前記第１信号の位相角
   が前記位相基準信号の90°以内なら前記中間基準
   信号が前記第１信号と同じ位相角を持つことと、
   前記第１信号と位相基準信号の位相差が90°以上
   の場合前記中間基準信号が前記第１信号から180°
   ずれた位相角を持つことを特徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の装置におい
   て、前記交換手段が入力が前記位相検知手段の出
   力に接続している符号検知器と、前記位相基準信
   号更新手段の入力、前記符号検知器の出力、及び
   前記第１信号形成手段の出力に接続し、前記位相
   検知器の出力に呼応して前記第１信号の位相を反
   転する位相反転器とから成ることを特徴とする装
   置。