JPH0650882B2 - Psk信号復調回路 - Google Patents

Psk信号復調回路

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JPH0650882B2
JPH0650882B2 JP59114885A JP11488584A JPH0650882B2 JP H0650882 B2 JPH0650882 B2 JP H0650882B2 JP 59114885 A JP59114885 A JP 59114885A JP 11488584 A JP11488584 A JP 11488584A JP H0650882 B2 JPH0650882 B2 JP H0650882B2
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signal
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psk
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昭博 大下
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/227Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
    • H04L27/2275Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses the received modulated signals
    • H04L27/2276Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses the received modulated signals using frequency multiplication or harmonic tracking

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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】 <技術分野> 本発明は、マイクロ波などを用いた無線伝送方式とし
て、搬送波をPCM信号で位相変調して伝送するPSK
信号を復調する復調回路に関する。
<従来技術> 一般に,衛星放送などにおいては、搬送波をPCM(P
ulse Code Modulation)信号で位相変調し、これを
PSK(Phase Shift Keying)信号として伝送す
る方式が採用されている(たとえば、日本放送出版協会
発行、放送技術双書「放送におけるデジタル技術」日本
放送協会編参照)。このPSK信号では、搬送波の位相
が2相の場合には、1回の変調で1ビットの情報を伝送
することができ、4相の場合には1回の変調で2ビット
の情報を同時に伝送することができる。このように、多
相になるほど1タイムスロット当たりに伝送できる情報
量が増えるが、その分だけ信号空間における距離が短く
なり、耐雑音性が低下する。
ところで、このようなPSK信号の復調には、従来、平
衡変調器やPLL回路等のアナログ回路技術が用いられ
ており、これをデジタル化するには、回路方式を根本的
に変更する必要があるなどの困難さを伴った。また、上
記のアナログ回路では、各回路に付随する可変抵抗など
の回路調整時に調整すべき箇所が多く、また、上記アナ
ログ回路中の発振回路にコイルを複数個使用するため、
回路の小型化が難しいなどの欠点を有していた。さら
に、PLL回路などの従来のアナログ回路では、回路構
成上、本質的に復調信号に歪みを有し、この歪みを小さ
くするためには、帰還回路における十分な帰還量を必要
とするが、これには、異常な発振が生じないようにする
ために、一定の制限を受けるという欠点や、アナログ回
路であるという理由から、復調回路の前での帯域幅で決
まるようなスレッショルドレベルをもたないという欠点
を有していた。
<発明の目的> 本発明は、上述した点に鑑みて、波形整形された2値化
された4相のPSK信号からその搬送波の4倍の周波数
信号を再生し、この周波数信号に基づいて位相が互いに
90゜ずつ異なる基準位相信号を再生し、この基準位相
信号で前記PSK信号をラッチすることにより、PSK
信号から復調出力を得るように構成し、これによって、
PSK信号の復調回路の回路調整を容易にし、小型化す
るという目的を有するものである。また、デジタル回路
化することにより、回路の歪みを小さくし、スレッショ
ルドレベルを明確にもたせるという目的をも有するもの
である。
<発明の構成> 本発明は、このような目的を達成するため、次のような
構成を有するものである。
すなわち、本発明のPSK信号復調回路は、波形整形さ
れた2値化された4相のPSK信号からその搬送波の4
倍の周波数をもつ周波数信号を再生するPLL回路と、
この周波数信号に基づいて位相が互いに90゜ずつ異な
る基準位相信号を生成して、これらの基準位相信号とP
SK信号に基づいて復調出力を得るデジタル回路からな
り、 前記デジタル回路は、前記PSK信号を前記PLL回路
で再生された周波数信号でラッチしてこの周波数信号の
位相に一致した基準PSK信号を生成する第1ラッチ回
路と、前記PLL回路からの周波数信号を1/4に分周
して第1基準位相信号として出力する分周回路と、この
分周回路から出力された前記第1基準位相信号を、1/
4周期分だけ遅延して前記第1基準位相信号とは位相が
互いに90゜異なる第2基準位相信号を生成する信号生
成回路と、前記第1ラッチ回路からの前記基準PSK信
号を、分周回路からの第1基準位相信号と前記信号生成
回路からの第2基準位相信号とでそれぞれ個別にラッチ
して同期検波する第2ラッチ回路とを備えている。
<実施例> 本発明を衛星放送受信機等の4相のPSK信号、特にQ
PSK(Quadri Pase Shift Keying)信号の復
調に適用した場合の実施例について説明する。
第1図はPSK信号復調回路のブロック図、第2図は同
回路の各部の出力信号波形を示すタイミングチャートで
ある。
このPSK信号復調回路は、放送衛星から送信されてき
たQPSK信号Saを図示しないアンテナで受信した
後、このQPSK信号に基づいて復調出力を得るもので
あり、基本的には、デジタル波形に波形整形され2値化
された4相のQPSK信号から搬送波の4倍の周波数信
号を再生するPLL回路Aと、この周波数信号に基づい
て位相が互いに90゜異なる基準位相信号を生成して、
これらの基準位相信号とQPSK信号とで所望の復調出
力を得るデジタル回路Bとから構成される。
アンテナで受信された時点でのQPSK信号はアナログ
信号であるが、これが図外のクリッパ回路などの波形整
形回路によって第2図(1)に示すような2値化されたデ
ジタル波形に波形整形される。そして、このデジタル波
形のQPSK信号SaがPLL回路Aの入力端子aに加
えられる。ここで、第2図(1)に示す波形整形後のQP
SK信号Saにおいて、パルス幅の短い部分(本例では
図中に2箇所存在している)が位相が変調された偏位箇
所に対応している。
PLL回路Aは、第2図(1)に示したQPSK信号Sa
に基づいて、このQPSK信号Saと位相が同期した4
倍の周波数をもつ周波数信号Sb(第2図(2)参照)を
再生する。すなわち、PLL回路Aにおける位相比較回
路1は、波形整形されたQPSK信号Saがレベル反転
するところでのみ、この位相比較回路1の他方の入力端
子に加わる周波数信号Sbと位相を比較し、その位相差
に応じた大きさの電圧を出力する。位相比較回路1の位
相差出力は、次段のローパスフィルタ2によって高域成
分が取り除かれて電圧制御発振器(VCO)3に加えら
れる。電圧制御発振器3は、位相比較回路1に入力され
るQPSK信号Saと該回路1に帰還される周波数信号
Sbとの位相差がない状態、すなわち位相のロック状態
における周波数がQPSK信号の搬送波の4倍の周波数
fsとなるように予め設定されており、両信号Sa,Sbに
位相差がある場合には、ローパスフィルタ2の位相差出
力に応じて発振周波数がfcが変化される。したがって、
位相がロックされた状態では、fc=fsとなり、電圧制御
発振器3からは搬送波の4倍の周波数をもつ周波数信号
Sbが出力され、この周波数信号Sbが位相比較回路1
に対する帰還信号として加えられる。さらに、この帰還
された周波数信号Sbは、デジタル回路Bに送出され
る。
そして、この周波数信号Sbは、第1のラッチ回路を構
成するD型のフリップフロップ4のクロック信号入力と
なる。
該フリップフロップ4には、入力端子aからのQPSK
信号Saが加えられるので、フリップフロップ4は、Q
PSK信号Saをクロック信号Sbの立ち上がりのタイ
ミングでラッチする。これにより、フリップフロップ4
の出力は、第2図(3)に示すように、QPSK信号Sa
の位相と周波数信号Sbとの位相差が取り除かれたPS
K信号(基準PSK信号)Scとなる。そして、このP
SK信号Scが後述の第2のラッチ回路12に加えられ
る。
一方、上記の周波数信号Sbは、さらに分周回路5にも
与えられる。分周回路5は、周波数信号Sb(これはQ
PSK信号Saに搬送波の4倍の周波数となっている)
を1/4に分周してQPSK信号の搬送波と同じ周波数
でそれ自体位相変位のない信号に戻し、この分周出力が
次段の遅延回路7によってT/8(Tは分周回路5の出
力信号の一周期分に相当する)の時間だけ遅延される。
その結果、遅延回路7の出力は、第2図(4)に示す信号
Sdとなり、この信号がQPSK信号Saを同期検波す
るための一方の基準位相信号Sdとなる。そして、この
基準位相信号Sdが、信号生成回路11と、第2ラッチ
回路12とにそれぞれ入力される。
信号生成回路11は、分周回路5から遅延回路7を通っ
て出力された基準位相信号Sdを、その一周期Tの1/
4だけ遅延してこの基準位相信号Sdと位相が互いに9
0゜異なる基準位相信号Se(第2図(5)参照)を生成
するものであって、本例では、第2のフリップフロップ
6と遅延回路8とからなる。
ここで、第2フリップフロップ6には、遅延回路7から
の基準位相信号Sdがデータ入力される一方、PLL回
路Aからの周波数信号Sbがクロック信号として入力さ
れるので、第2フリップフロップ6は、基準位相信号S
dをクロック信号Sbの立ち上がりのタイミングでラッ
チする。これにより、第2フリップフロップ6の出力
は、周波数信号Sbと位相差がなくなるとともに、遅延
回路7の出力SdよりもT/8の時間だけ遅延されて出
力される。続いて、この出力が遅延回路8でさらにT/
8の時間だけ遅延されて、第2図(5)に示すように、他
方の基準位相信号Seとなる。そして、この遅延回路8
の出力Seが第2ラッチ回路12に入力される。
ここで、両遅延回路7、8の基準位相信号SdとSeと
を比較すると、両信号Sd、Seの周波数はQPSK信
号Saの搬送波の周波数と等しく、かつ、両信号Sd、
Seの位相は、互いに90゜(1/4周期分)ずれているこ
とが分かる。
第2ラッチ回路12は、第1フリップフロップ4で定常
偏差が取り除かれたQPSK信号Sbの出力を、分周回
路5から遅延回路7を通って得られた一方の基準位相信
号Sdと、信号生成回路11で得られた他方の基準位相
信号Seとでそれぞれ個別にラッチして同期検波するこ
とにより、同時に2ビットの情報を復調して取り出すた
めのものであって、本例では、D型の第3フリップフロ
ップ9と、第4フリップフロップ10とで構成される。
第3フリップフロップ9は、第1フリップフロップ4の
QPSK信号出力Scを遅延回路7からの一方の基準位
相信号Sdの立ち上がりのタイミングでラッチする。し
たがって、基準位相信号Sdの立ち上がりのタイミング
においてQPSK信号出力Scがハイレベルの場合に
は、同期検波された出力はハイレベルとなる一方、基準
位相信号Sdの立ち上がりのタイミングにおいてQPS
K信号出力Scがローレベルの場合には、同期検波され
た出力はローレベルとなる。このため、第3フリップフ
ロップ9の出力は、第2図(6)に示す波形の信号Sfと
なる。
一方、第4フリップフロップ10は、第1フリップフロ
ップ4のQPSK信号出力Scを遅延回路8からの他方
の基準位相信号Seの立ち上がりのタイミングでラッチ
する。したがって、基準位相信号Seの立ち上がりのタ
イミングにおいてQPSK信号出力Scがハイレベルの
場合には、同期検波された出力はハイレベルとなる一
方、基準位相信号Seの立ち上がりのタイミングにおい
てQPSK信号出力Scがローレベルの場合には、同期
検波された出力はローレベルとなる。このため、第4フ
リップフロップ10の出力は、第2図(7)に示す波形の
信号Sgとなる。
上述のように、本例の場合は、4相のQPSK信号を対
象としており、したがって、1回の変調で同時に2ビッ
トの情報が伝送されてきているから、第3、第4フリッ
プフロップ9、10の各出力信号Sf、Sgに着目する
と、両信号Sf、Sgがともにハイレベルのときは“1
1”、一方の信号Sfがハイレベルで他方の信号Sgが
ローレベルのときは“10”、両信号Sf、Sgがとも
にローレベルのときは“00”として、両出力端子f,
gから1ビットずつ計2ビットの信号が同時に復調され
て取り出されることになる。
<発明の効果> 本発明によれば、PSK信号の復調回路を、デジタル波
形に波形整形された4相のQPSK信号から搬送波の4
倍の周波数信号を再生するPLL回路Aと、この周波数
信号に基づいて位相が互いに90゜ずつ異なる基準位相
信号を生成して、これらの基準位相信号とPSK信号に
基づいて所望の復調出力を得るデジタル回路Bとで構成
したので、全てデジタル的に処理されることになる。
したがって、調整が不要で、回路の小型化、IC化が容
易となる。また、信号の歪みも少なく、スレッショルド
レベルが明確であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はPSK信
号復調回路のブロック図、第2図は同回路の各部の出力
信号波形を示すタイミングチャートである。 1……位相比較回路、2……ローパスフィルタ、3……
電圧制御発振器、4……第1フリップフロップ(第1ラ
ッチ回路)、5……分周回路、6……第2フリップフロ
ップ、7,8……遅延回路、9……第3フリップフロッ
プ、10……第4フリップフロップ、11……信号生成
回路、12……第2ラッチ回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】波形整形された2値化された4相のPSK
    信号からその搬送波の4倍の周波数をもつ周波数信号を
    再生するPLL回路と、 この周波数信号に基づいて位相が互いに90゜ずつ異な
    る基準位相信号を生成して、これらの基準位相信号とP
    SK信号に基づいて復調出力を得るデジタル回路からな
    り、 前記デジタル回路は、 前記PSK信号を前記PLL回路で再生された周波数信
    号でラッチしてこの周波数信号の位相に一致した基準P
    SK信号を生成する第1ラッチ回路と、 前記PLL回路からの周波数信号を1/4に分周して第
    1基準位相信号として出力する分周回路と、 この分周回路から出力された前記第1基準位相信号を、
    1/4周期分だけ遅延して前記第1基準位相信号とは位
    相が互いに90゜異なる第2基準位相信号を生成する信
    号生成回路と、 前記第1ラッチ回路からの前記基準PSK信号を、分周
    回路からの第1基準位相信号と前記信号生成回路からの
    第2基準位相信号とでそれぞれ個別にラッチして同期検
    波する第2ラッチ回路とを含み、 前記第2ラッチ回路より前記PSK信号の位相変位に対
    応した復調出力信号を得ることを特徴とするPSK信号
    復調回路。
JP59114885A 1984-06-05 1984-06-05 Psk信号復調回路 Expired - Lifetime JPH0650882B2 (ja)

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JPS60259041A JPS60259041A (ja) 1985-12-21
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS596102B2 (ja) * 1979-12-18 1984-02-09 富士ゼロックス株式会社 搬送波再生回路

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