JPH08181732A - 搬送波再生回路を含む受信器及びディジタル伝送システム - Google Patents

搬送波再生回路を含む受信器及びディジタル伝送システム

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JPH08181732A
JPH08181732A JP7172485A JP17248595A JPH08181732A JP H08181732 A JPH08181732 A JP H08181732A JP 7172485 A JP7172485 A JP 7172485A JP 17248595 A JP17248595 A JP 17248595A JP H08181732 A JPH08181732 A JP H08181732A
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JP
Japan
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signal
phase difference
weighting
phase
correction
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JP7172485A
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Flavio Daffara
ダファラ フラヴィオ
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Philips Electronics NV
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Priority claimed from FR9504399A external-priority patent/FR2733107A1/fr
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ＳＮ比が非常に低い場合でも位相
ジッターの伴う可能性が最小限に抑えられた同期が保証
されるディジタル伝送システムの提供を目的とする。 【解決手段】 本発明のディジタル伝送システムは、搬
送波再生回路(30)を有する受信器(2) よりなる。上記回
路は、局部発振器(31)と、複素入力信号と発振器によっ
て供給された局部搬送波の間に生じる位相差を補正する
補正手段(34)とからなる。補正手段(34)は、複素信号の
同位相成分及び直角位相成分とにより定められた平面内
に領域を画定する。各領域には伝送時に複素信号の符号
化に利用された信号点配置の状態が含まれている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送信器と、信号点
配置の状態に従って符号化された受信された信号を二つ
の直角位相成分よりなるベースバンド信号に変換する変
換手段と；上記ベースバンド信号をディジタル化するデ
ィジタル化手段と；上記ディジタル化されたベースバン
ド信号に最も近い上記信号点配置の状態を評価する判定
手段と；上記評価された状態と上記ベースバンド信号の
位相差を評価し、補正信号を形成することにより上記位
相差を補正する同期手段とからなる受信器とにより構成
されるディジタル伝送システムに係る。
【０００２】更に、本発明は、上記伝送システムで利用
される振幅及び位相ステップによって変調された入力信
号を復調する受信器に関する。より詳細には、情報信号
が電磁波変調によって伝送された後、コヒーレント復調
によって再生される上記システムに関する。かかるシス
テムは、ヘテロダイン方式の接続においてデータ伝送モ
デム、無線波、空間通信システム又は光通信システムに
適用される。
【０００３】
【従来の技術】従来技術によれば、コヒーレント変調を
行うため、搬送波の位相は搬送波再生ループ内に挿入さ
れた発振器の助けで略再生される。かかる発振器は、発
振器と伝送された搬送波との位相差を検出する位相検波
器の出力信号の中でフィルタリングされた出力信号によ
って電圧制御されている。
【０００４】他の周知技術によれば、固定周波数の発振
器及び位相評価器を用いて完全にディジタル的な処理が
実行されている。何れの場合においても多数の状態でデ
ィジタル変調するため、発振器と搬送波の位相差は小さ
い値に確実に制限される必要がある。従って、再生ルー
プのノイズ帯域は、狭帯域のローパスフィルタリングを
用いて縮小される。
【０００５】第１の技術による搬送波再生回路は、欧州
特許出願第0 118 156 号明細書に開示されている。受信
された複素信号の同相成分Ｉと直交位相成分Ｑを平面
Ｉ，Ｑで表わすことにより、補正信号が複素入力信号が
存在する領域に関連する平面Ｉ，Ｑの領域の間で局部発
振器に印加されることで局部発振器の同期が実現される
ことが示されている。その上、伝送時に、複素信号は、
平面Ｉ，Ｑに信号点配置の状態による表現を生じる振幅
及び位相ステップによる符号化によって得られる。上記
の領域は信号点配置の状態に関して定められる。しか
し、搬送波再生回路は、永久に位相ジッターを最小限に
抑えることを目的とするものではない。
【０００６】上述の第２の技術は、例えば、1988年 8月
に発行された欧州宇宙局(EuropeanSpace Agency) のエ
ステックコントラクト(ESTEC Contract)第6847/86/NL/D
G 号の第８章、ページ200-258 に掲載されたエフ エム
ガードナー(F.M. GARDNER)の論文: “ディジタル的実
装に適する復調器基準再生法(Demodulator ReferenceRe
covery Techniques Suited For Digital Implementatio
n" により周知である。
【０００７】上記論文には、中間周波に変換された受信
信号が固定周波数で動作する発振器を用いてベースバン
ド信号に変換される受信器が開示されている。上記信号
は、そのベーズバンド信号が最も近くにある信号点配置
の状態を評価する判定素子の作用をうけるためディジタ
ル化される。周波数及び位相の差を補正するため、上記
ベースバンド信号は判定が行われる前に補正信号で乗算
される。閉ループとして動作する搬送波再生回路におい
て、クラマー・ラオ(Cramer-Rao)の限界と呼ばれる達成
可能な最小位相ジッターは以下の関係： σ2 ＝ ２ ＢL ｘ Ｔ／ＳＮＲ で与えられることは周知であり、式中、σ2 は位相の統
計的な分散を表わし、Ｂ L は片側ループの帯域幅を表わ
し、ＳＮＲは信号対ノイズ比を表わし、Ｔはシンボル間
隔を表わしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、位相
ジッターを最小限に抑え、ＳＮ比が非常に小さい場合で
も位相ジッターの伴う可能性が最も少ない同期が保証さ
れるようできる限り位相ジッターの限界を小さくするこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる目的は、受信器
が、一方で、上記信号点配置の中の状態を各々に含む第
１の非連続領域において上記補正信号が初期ベースバン
ド信号と上記信号点配置の最も近い状態の間で測定され
た位相差に比例し、他方で、上記第１の領域の外側の第
２の領域において上記補正信号がここで被判定信号点と
呼ばれる判定された信号に依存する重み係数で重み付け
された上記位相差と共に変化するよう、上記ディジタル
化されたベースバンド信号を表わす信号点が存在する平
面Ｉ，Ｑの領域に依存して上記補正信号を形成する同期
補正手段よりなり、上記重み係数は、上記被判定信号点
が上記信号点に最も近い上記第１の領域の境界線を通過
するとき隣合う状態の組から等しい距離にある境界まで
徐々に減少し、上記境界は該信号点に最も近い境界であ
る、最初の節に記載した形のディジタル伝送システムに
よって達成される。
【００１０】かくして、位相ジッターは従来技術と比較
して著しく低減される。第１の技術の第１の実施例によ
れば、好ましくは、上記補正手段は複素信号の同相成分
及び直交位相成分によってアドレス指定されたルックア
ップテーブルよりなり、上記テーブルは平面Ｉ，Ｑの各
信号点に適合させられた補正信号を提供する。第１の技
術の第２の実施例によれば、上記補正手段は、位相差を
測定する位相検波器と、領域に関連する重み係数を提供
する領域検査手段と、位相検波器によって測定された位
相差を夫々の重み係数で重み付けし、補正信号を提供す
る重み付け手段とからなる。
【００１１】第２の技術によれば、受信された中間周波
の伝送信号は、固定周波数で動作する発振器でベースバ
ンド信号に変換される。ベースバンド信号は、ディジタ
ル化された後、全くディジタル的な方法で位相及び周波
数が補正される。より詳細には、上記同期手段は、信号
の位相を偏移させるため適当な重み係数で重み付けされ
た位相偏移をベースバンド信号でディジタル的に乗算さ
れた複素補正信号に変換するディジタル位相偏移手段よ
りなる。
【００１２】上記位相偏移手段は、上記位相差を定める
中間複素信号を発生する手段と；上記領域に関連する重
み係数を作成する領域検査手段と；上記位相差を定める
上記中間複素信号を上記夫々の重み係数で重み付けをす
る重み付け手段と、上記重み付けされた位相差を表わす
上記重み付けされた中間複素信号に基づいて複素補正信
号を作成する手段とからなる。
【００１３】上記位相偏移手段は、上記複素補正信号を
作成する手段をアドレス指定する上記位相差の重み付け
された平均値を計算する計算手段よりなる場合がある。
その上、本発明はディジタル伝送システム用受信器に係
る。本発明の受信器は：信号点配置の状態に従って符号
化された受信された信号を互いに直角位相的な２成分よ
りなるベースバンド信号に変換する変換手段と；上記ベ
ースバンド信号をディジタル化するディジタル化手段
と；上記ディジタル化されたベースバンド信号に最も近
い上記信号点配置の状態を評価する判定手段と；上記評
価された状態と上記ベースバンド信号の位相差を評価
し、補正信号を形成することにより上記位相差を補正す
る同期手段とからなり、上記２成分は信号点配置の状態
が表わされた平面Ｉ，Ｑに上記受信された信号を表わす
信号点を定義し、上記同期補正手段は、上記ディジタル
化されたベースバンド信号を表わす上記信号点が配置さ
れた上記Ｉ、Ｑ平面の領域に依存して上記補正信号を形
成し、上記同期補正手段は、一方で、上記信号点配置の
中の状態を各々に含む第１の非連続領域において上記補
正信号が初期ベースバンド信号と上記信号点配置の最も
近い状態の間で測定された位相差に比例するようなもの
であり、他方で、上記同期手段は上記第１の領域の外側
の第２の領域において上記補正信号が、ここで被判定信
号点と呼ばれる判定された信号に依存する重み係数で重
み付けされた上記位相差と共に変化するようなものであ
り、上記重み係数は上記被判定信号点が上記ポイントに
最も近い上記第１の領域の境界線を通過するとき隣合う
状態の組から等しい距離にある境界まで徐々に減少し、
上記境界は該信号点に最も近い境界であることを特徴と
する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の上記及び他の面は、以下
に記載する実施例により明らかになり、かつ、説明され
る。Ａ−搬送波再生法 図１はディジタル伝送システムを示す図であり、同図に
示されたディジタル伝送システムは、データ入力源１１
と、搬送波ｆ0 による変調手段１２とを含むデータ送出
用の送信器１と；伝送チャンネル３と；フィルタを通過
したベースバンド領域に信号ｐ（ｔ）を作成するフィル
タ手段（２３）が後に接続された復調器２２と、フィル
タを通過した信号ｐ（ｔ）をサンプリングし、サンプル
ｐk を供給するサンプル手段２４とからなる受信器２
と；搬送波再生回路３０と；送信器によって送信された
データの中の評価されたサンプル
【００１５】
【外１】
【００１６】を作成する判定手段２８とからなる。従来
技術によれば、搬送波再生回路３０は、送信器の搬送波
の周波数によって制御された搬送波ｆ’0 を作成する局
部発振器３１からなる。搬送波ｆ’0 は、受信器に入る
受信複素信号ｒ（ｔ）の復調を行う復調器２２に入力さ
れる。局部発振器３１を補正するため、搬送波再生回路
３０は、受信されたベースバンド信号が存在する平面
Ｉ，Ｑの領域を判定し、複素信号の現れる領域に依存し
て補正信号の値εk を判定する補正手段３４（例えば、
位相検波器）よりなる。補正信号εk は、局部発振器３
１を補正するフィルタリングされた補正信号ｕ（ｔ）を
発生するフィルタ手段３２でフィルタリングされる。
【００１７】図２は振幅及び位相ステップによる変調に
よって得られた信号の同相成分Ｉと直交位相成分Ｑの平
面Ｉ，Ｑに表わされた信号点配置の一例である。一例と
して図２は、４分の１平面に表わされた１６ＱＡＭ（直
交振幅変調）に関連付けられている。これは他の変調方
式に関連付けてもよい。信号点配置の４分の１は４個の
状態（ｄ，ｄ）、（ｄ，３ｄ）、（３ｄ，ｄ）、（３
ｄ，３ｄ）により形成されている。かかる平面内の他の
４分の１の状態は対称性により得られる。
【００１８】図３は信号点配置の状態Ｅを示している。
送信時にシンボルｄk がこの状態Ｅに対応して送信され
たと仮定する。受信時にかかるシンボルｄk はシンボル
ｄkをそれ自身がノイズｎk による影響を受ける可能性
のあるシンボル
【００１９】
【外２】
【００２０】に変換する位相φが偏移して受信され、こ
の位相φは同一の信号を信号点Ｐによって表わされたシ
ンボル
【００２１】
【外３】
【００２２】に変換する。かくして、受信器はシンボル
ｐk に基づいて伝送されたシンボルｄk と同一であるシ
ンボル
【００２３】
【外４】
【００２４】を評価する。かかる評価は判定演算によっ
て行われる。位相誤差φを補正するため、局部発振器を
補正する補正信号εk を作成する位相誤差検波器が使用
されている。位相誤差は、例えば、以下のように定めら
れる：
【００２５】
【外５】
【００２６】式中、Ｉm は「虚部」を表わし、
【００２７】
【外６】
【００２８】は、評価されたシンボル
【００２９】
【外７】
【００３０】の共役を表わし、×は乗算を表わしてい
る。従来の位相検波器の性能の評価法は、位相再生回路
における位相の統計的な分散σ2 、又は、位相ジッター
の測定と、かかる位相ジッターをクラマー・ラオ(Crame
r-Rao)の限界と呼ばれる以下の式： （２） σ2 ＝ ２ ＢL × Ｔ／ＳＮＲ のような最小の位相ジッター限界値と比較する段階とか
らなる。
【００３１】式（１）に従って動作する位相検波器は、
評価されたシンボル
【００３２】
【外８】
【００３３】を発生する判定が正しい場合に優れた性能
を示すことが実験から分かった。かかる判定に誤りがあ
る場合、位相検波器はもはや優れた性能を示さない。本
発明によれば、局部発振器に作用する補正信号の重み付
けのための優れた判定の可能性が考慮されている。本発
明によれば（図４）、行われた判定は優れた判定である
と考えられる状態を含む１個の領域が状態毎に定められ
る。領域の外側では、判定の良好さは劣ると考えられ、
信号点Ｐ（被判定信号点）によって平面に表わされた受
信されたシンボルが各状態を含む領域から離れるに従っ
て、一層、判定の良好さは劣る。本発明によれば、上記
の点を利用するため、重み係数γk は被判定信号点が上
記状態を含む領域の内側に存在するとき１に一致するよ
う定められている。
【００３４】重み係数γk は、被判定信号点が上記領域
から離れるに従って徐々に減少する。サンプリングされ
た受信シンボル：
【００３５】
【外９】
【００３６】は、デカルト座標系では以下のように表わ
すことができる： ｐk ＝ａk ＋ｊｂk 被判定信号点が図３及び４のハッチングされた領域、即
ち、状態を含む領域の外側に存在する場合、重み係数は
以下のように表わされる： γk ＝ｚ／（λｄ） 式中、ｚは、ＱＰＳＫ（直角位相偏移）変調方式に対す
るａk 又はｂk の絶対値の中の小さい方と一致、即ち、 ｚ＝ｍｉｎ（｜ａk ｜，｜ｂk ｜） と表わされ、λは領域定義係数である。
【００３７】図４には１６−ＱＡＭ方式の状態（ｄ，
ｄ）、（ｄ，３ｄ）、（３ｄ，ｄ）、（３ｄ，３ｄ）を
夫々含む領域Ｚ１１、Ｚ１３、Ｚ３１、Ｚ３３が示され
ている。重み係数は、隣合う状態から実質的に同一の距
離にある境界４０、４２、４４、４６の向きに減少す
る。領域Ｚ１１、Ｚ１３、Ｚ３１、Ｚ３３は、値ａk 及
びｂk が大きい場合には制限されない。かかる領域は図
４に示された領域とは異なる形式でも構わない。
【００３８】図５は本発明の一実施例を示す図である。
図１の素子と同様の素子には同様の参照符号が付けられ
ている。本発明の一実施例による搬送波再生回路３０
は、一方で、被判定信号点が領域Ｚ１１、Ｚ１３、Ｚ３
１、Ｚ３３の内側にあるとき、信号点（信号点Ｐ）と、
被判定信号点Ｐの最も近くにある信号点配置の状態との
間で測定された位相差に補正信号εk ”を比例させるこ
とにより、他方で、被判定信号点が領域の外側に存在す
るとき、領域の縁と予め定められた境界の間で１から実
質的に０に徐々に減少する重み係数が適用される測定さ
れた位相差に従って補正信号を変化させることにより、
被判定信号点の成分ａk 及びｂk に基づいて補正信号ε
k ”を提供する補正手段３４よりなる。補正手段３４
は、好ましくは、例えば、既に定められた値が予め格納
されているメモリに格納されたルックアップテーブルに
より形成され、補正信号εk ”を発生する。かくして、
補正信号εk ”は図１の補正信号εk を置き換える。
【００３９】図６に示す他の実施例において、補正手段
３４は位相検波器を含む点で僅かに変更されている。か
かる位相検波器は、被判定信号点（信号点Ｐ）と信号点
配置の最も近くにあるシンボル（信号点Ｅ）（図３を参
照のこと）の間で位相差を測定し、中間補正信号εk ’
を生成する。補正手段３４は、領域を画定し、受信され
た複素信号ｐk ＝ａk ＋ｊｂk を考慮して適用する必要
がある重み係数γk を定める重み付け手段４４を更に有
する。重み付け手段４６は、補正信号εk ”を作成する
ため中間補正信号εk ’の重み付けを行い得る。
【００４０】領域を画定し、重み係数γk を定める重み
付け手段４４は、この場合、記憶手段、例えば、メモリ
に格納されたルックアップテーブルの形で実現されるの
が好ましい。重み付け手段４４は、ＱＰＳＫ変調の場合
の図７に示された構成に従って実現してもよい。上記の
場合、比較回路５０は、ａk とｂk の絶対値を比較し、
ｚ＝ｍｉｎ（｜ａk ｜，｜ｂk ｜）であるようなｚを形
成するため両者の中の小さい方を選択する。除算器５２
によりｚをλｄで除算して比較器５４において単位値１
と比較される商ｚ／（λｄ）が得られ、比較器５４は信
号ｐk に関連する重み係数γk を生成するセレクタ５５
に選択信号を供給する。従って、以下の式： ｚ≧λｄの場合 γk ＝１ ｚ＜λｄの場合 γk ＝ｚ／（λｄ） 得られる。
【００４１】図８はＱＰＳＫ変調の場合に本発明による
搬送波再生回路で得られた性能を示す図である。ｘ軸は
重み係数λに対応し、ｙ軸は、クラマー・ラオ限界と呼
ばれる最小位相ジッターと、本発明によって得られたジ
ッターの間で測定され、ｄＢ（デシベル）で表わされた
劣化Ｄに対応する。同図の曲線は、デシベルで表わされ
たＳＮ比ＳＮＲがパラメータである。上記曲線は、ＢL
×Ｔ＝０．００２とした場合の実施例に関連している。
λ＝０の場合、本発明による搬送波再生回路が実装され
ていない場合の状況を示している。得られた性能を本発
明を実現していない搬送波再生回路性能に対し改良し得
る重み付け係数の最適値があることに注意が必要であ
る。最適値はＳＮ比ＳＮＲに依存する。ＳＮ比が低い場
合、著しい改良が得られる。ＳＮ比が高い場合、僅かな
改良しか得られない。その理由は、判定手段２８（図５
及び６を参照のこと）による判定が略常に正しいからで
ある。Ｂ−位相評価法 図９には第１の技術の場合のディジタル伝送システムと
受信器だけが異なる第２の技術に対するディジタル伝送
システムが示されている。受信器２は：受信されたＩＦ
（中間周波）信号をベースバンド信号ｒ（ｔ）に変換す
る変換手段７３と（受信されたＨＦ（高周波）信号をＩ
Ｆ信号（中間周波数）に変換する手段は示されていな
い）；ベースバンド信号ｒ（ｔ）をディジタル化し、サ
ンプルｓk を作成するディジタル化手段７９と；被判定
信号点（信号点Ｖ）に最も近い信号点配置の状態を評価
し、送信器によって送信されたデータの評価されたサン
プル
【００４２】
【外１０】
【００４３】を作成する判定手段７８と；評価された状
態とディジタル化されたベースバンド信号（信号点Ｐ）
の間の位相差を評価し、複素補正信号を形成することに
より上記位相差をディジタル的に補正する同期手段８０
とからなる。上記変換手段７３は、固定周波数ｆ0 で動
作する局部発振器７１と、ＩＦ信号を周波数ｆ0 を有す
る局部信号と混合するミキサー７２とからなる。
【００４４】同期手段８０は、一方で周波数差をディジ
タル的に補正し、他方で位相差をディジタル的に補正す
る。このため、同期手段８０は周波数補正手段８２と位
相偏移手段８５とからなる。位相差は、判定手段７８か
ら入る評価されたサンプル
【００４５】
【外１１】
【００４６】の位相を周波数補正手段８２により作成さ
れたサンプルの位相と比較することにより判定される。
かかる比較により、周波数補正手段８２から送られるサ
ンプルの位相を偏移するため使用される複素補正信号
【００４７】
【外１２】
【００４８】の形が得られる。第２の技術による位相評
価器の場合（図１０）、信号点Ｐ（ｐk ＝ａk ＋ｊ
ｂ k ）によって表わされたシンボルは位相が補正され、
信号点Ｖ（ｑk ＝αk ＋ｊβk ）によって表わされたシ
ンボルに変換される。かくして、受信器はシンボルｑk
に基づいて送信されたシンボルｄk と同一であるシンボ
ル
【００４９】
【外１３】
【００５０】を評価する。これは、判定動作を用いて得
ることができる。位相誤差φを補正し、複素補正信号
【００５１】
【外１４】
【００５２】を作成するため、最初に中間信号ｕk が、
例えば、以下の式：
【００５３】
【外１５】
【００５４】によって計算されるべきであり、式中、
【００５５】
【外１６】
【００５６】は、評価されたシンボル
【００５７】
【外１７】
【００５８】の共役値であり、×は乗算を表わしてい
る。上式（３）に従って動作する位相評価器は、評価さ
れたシンボル
【００５９】
【外１８】
【００６０】を発生する判定が正しい場合、優れた性能
を示すことが実験により分かった。この判定に誤りがあ
るとき、位相評価器はこれ以上優れた性能を示さない。
上述と同様にして、補正信号の重み付けのための優れた
判定の可能性が考慮されている。先に信号点Ｐ（ａk ＋
ｊｂk ）に対して開発された方法が信号点Ｖ（αk ＋ｊ
βk ）に同様に適用される。信号点Ｖが図１０ハッチン
グされた領域、即ち、状態を含む領域の外側に存在する
場合、重み係数は以下のように表わされる： γk ＝ｚ／（λｄ） 式中、ｚは、ＱＰＳＫ（直角位相偏移）変調方式に対す
るαk 又はβk の絶対値の中の小さい方と一致、即ち、 ｚ＝ｍｉｎ（｜αk ｜，｜βk ｜） と表わされ、λは領域定義係数である。
【００６１】１６ＱＡＭ変調方式に対して行った説明
（図４）は、第２の技術にも当てはまる。図１１は第２
の技術の一実施例を示している。図９の素子と類似した
素子には同じ参照符号が付けられている。位相偏移手段
８５は、一方で、信号点が領域Ｚ１１、Ｚ１３、Ｚ３
１、Ｚ３３の内側にあるとき、信号点（信号点Ｐ）と、
被判定信号点Ｐの最も近くにある信号点配置の状態との
間で測定された位相差に補正信号
【００６２】
【外１９】
【００６３】を比例させることにより、他方で、被判定
信号点が領域の外側に存在するとき、領域の境界線と予
め定められた境界の間で１から実質的に０に徐々に減少
し、判定に従う信号（信号点Ｖ）に依存する重み係数が
適用される測定された位相差に従って補正信号
【００６４】
【外２０】
【００６５】を変化させることにより、複素信号ｑk の
成分αk 及びβk に基づいて補正信号
【００６６】
【外２１】
【００６７】を形成する。位相偏移手段８５は、サンプ
ルｐk を受け、位相補正されたサンプルｑk を作成す
る。その上、位相偏移手段８５は、判定手段７８から評
価されたサンプル
【００６８】
【外２２】
【００６９】を受ける。上記位相偏移手段は、受信され
たシンボル（信号点Ｐ）と、信号点配置内の最も近い状
態（信号点Ｅ）（図１０を参照のこと）の間の位相差を
補正し、複素補正信号
【００７０】
【外２３】
【００７１】を作成するため使用される。評価されたサ
ンプル
【００７２】
【外２４】
【００７３】は、中間複素信号ｕk を計算する計算手段
８０に送られる。領域選択手段９４は、領域を画定し、
複素信号ｑk ＝αk ＋ｊβk が考慮されるとき、適用す
べき重み係数γk を判定する。乗算手段９５は、次い
で、重み付けされた中間信号ｕk’を複素補正信号
【００７４】
【外２５】
【００７５】に変換する変換手段９７をアドレス指定す
るため使用される重み付けされた中間信号ｕk ’を作成
するため中間信号ｕk に重み付けすることが可能であ
る。上記変換手段９７は、例えば、ＬＵＴ（ルックアッ
プテーブル）によって形成される。中間信号の値ｕk ’
を計算手段９６において計算されたベースバンド信号成
分のシーケンスから計算された平均値＜ｕk ’＞で置き
換えてもよい。
【００７６】図１４は中間信号ｕk を計算する計算手段
９０の第１の実施例を示している。計算手段９０は、評
価されたサンプル値
【００７７】
【外２６】
【００７８】の共役値を判定する手段９３（例えば、ル
ックアップテーブル）からなる。共役サンプル値は、乗
算手段９２においてサンプルｐk で乗算される。その
上、手段９８（例えば、ルックアップテーブル）は、評
価されたサンプル
【００７９】
【外２７】
【００８０】の平方された絶対値を定め、かかる平方さ
れた絶対値は、乗算器９２からのデータを絶対値の平方
を計算する計算手段９８からのデータで除算する除算手
段に供給される。除算手段９９は中間信号のサンプルｕ
k を作成する。第２の実施例によれば、上記計算手段９
０は、
【００８１】
【外２８】
【００８２】を計算する複素除算器により構成してもよ
い。領域を画定し、重み係数γk を定める領域選択手段
９４は、例えば、メモリに格納されたルックアップテー
ブルの形で実現されるのが好ましい。領域選択手段９４
は、ＱＰＳＫ変調の場合の図７に示された構成に従って
実現してもよい。上記の場合、比較回路５０は、αk と
βk の絶対値を比較し、ｚ＝ｍｉｎ（｜αk｜，｜βk
｜）であるようなｚを形成するため両者の中の小さい方
を選択する。ｚをλｄで除算する除算器５２は、比較器
５４において単位値１と比較される商ｚ／（λｄ）を生
成し、比較器５４は、信号ｑk に関連する重み係数γk
を生成するセレクタ５５に選択信号を供給する。これに
より以下の式： ｚ≧λｄの場合 γk ＝１ ｚ＜λｄの場合 γk ＝ｚ／（λｄ） 得られる。領域を画定する係数λは一定の入力データを
形成する。
【００８３】ベースバンド信号をディジタル化する手段
９８（図９）は、種々の方法で構成することが可能であ
り、その中の２通りの実施例が図１２及び１３に記載さ
れている。ディジタル化手段９８は、レートｆs で動作
するクロック発振器７６によって制御されたＡ／Ｄ（ア
ナログ−ディジタル変換器）７５からなる（図１２及び
１３）。周波数ｆs は、伝送時のシンボルレート１／Ｔ
よりも高くする必要があり、サンプルはかかるシンボル
レートで再調整されるべきである。かかる再調整は再生
手段６１により制御された補間手段６０によって行われ
る。補間手段６０は、図１３に示す如くシンボルレー
ト、或いは、図１２に示す如くシンボルレートの倍数で
動作する。図１２において、補間手段６２の後にディジ
タルフィルタ手段６２が設けられている。図１３にはフ
ィルタリングがアナログ信号ｒ（ｔ）に基づいて行われ
る点を除いて実質的に同一の状況が示されている。フィ
ルタがディジタルフィルタである場合（図１２）、フィ
ルタが動作するレートは、伝送シンボルレート１／Ｔの
少なくとも２倍に一致させる必要がある。この場合、副
サンプリング手段６３は、シンボルレートでサンプルを
再生することを可能にする。
【００８４】図１５はＱＰＳＫ変調に対し第２の技術に
従う受信器により得られた性能を示す図である。ｚ軸は
領域定義係数λに対応し、ｙ軸は
【００８５】
【外２９】
【００８６】と、重み付けされた中間信号ｕk ’がＮ＝
６４個の値のシーケンスに亘って平均化された際の周知
の位相評価器の分散である
【００８７】
【外３０】
【００８８】の比によって表わされた改良度に対応す
る。デシベルで表された比は、最小位相ジッターの測定
値である。曲線のパラメータは、デシベルで表わされた
ＳＮ比の値ＳＮＲである。λ＝０の場合、本発明を実施
していない受信器の状況が得られる。領域定義係数が増
加するとき、曲線は単調に減少することに注意が必要で
ある。ＳＮ比が低い程、観察された改良度は有意であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】データ送信器、伝送チャンネル、データ受信器
からなる従来のディジタル伝送システム（第１の技術）
の構成図である。
【図２】ＱＡＭ１６変調に関連する信号点配置の一部を
示す４分図である。
【図３】伝送チャンネル及び位相誤差によって誘起され
る妨害を示す図である。
【図４】補正信号の生成中に生じる信号点配置の状態を
含む領域の図である。
【図５】補正手段の第１の実施例（第１の技術）を有す
る本発明の搬送波再生回路よりなる受信器の構成図であ
る。
【図６】補正手段の第２の実施例（第２の技術）を有す
る本発明の搬送波再生回路よりなる受信器の構成図であ
る。
【図７】補正手段において重み係数を作成する他の一実
施例の構成図である。
【図８】本発明による搬送波再生回路の性能を重み係数
の関数として示す曲線である（第１の技術）。
【図９】データ送信器、伝送チャンネル、データ受信器
からなる従来のディジタル伝送システム（第２の技術）
の構成図である。
【図１０】伝送チャンネル及び位相誤差によって誘起さ
れる妨害を示す図である。
【図１１】本発明によるディジタル同期手段（第２の技
術）の構成図である。
【図１２】本発明の第１の実施例に従ってベースバンド
信号をディジタル化するディジタル化手段（第２の技
術）の構成図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に従ってベースバンド
信号をディジタル化するディジタル化手段（第２の技
術）の構成図である。
【図１４】位相差を表わす中間複素信号を計算する計算
手段（第２の技術）の構成図である。
【図１５】係数を確定する領域の関数として得られた性
能を表わす曲線（第２の技術）を示す図である。
【符号の説明】
１ 送信器 ２ 受信器 ３ 伝送チャンネル １１ データ入力源 １２ 変調手段 ２２ 復調器 ２３ フィルタ手段 ２４ サンプリング手段 ３０ 搬送波再生回路 ３１ 局部発振器 ３２ フィルタ ３４ 補正手段（位相検波器） ４４，４６ 重み付け手段 ５０，５４ 比較器 ５２ 除算器 ５５ セレクタ ６０ 補間手段 ６１ 再生手段 ６２ ディジタルフィルタ手段 ６３ 副サンプリング手段 ７１ 局部発振器 ７２ ミキサー ７３，９７ 変換手段 ７５ アナログ−ディジタル変換器 ７６ クロック発振器 ７８ 判定手段 ７９ ディジタル化手段 ８０ 同期手段 ８２ 周波数補正手段 ８５ 位相偏移手段 ９０，９６，９８ 計算手段 ９３ 共役値判定手段 ９４ 領域選択手段 ９５ 乗算手段 ９９ 除算手段

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信器と、受信器よりなり、該受信器
    は、 − 信号点配置の状態に従って符号化された受信された
    信号を二つの互いに直角位相的な成分よりなるベースバ
    ンド信号に変換する変換手段と； − 上記ベースバンド信号をディジタル化するディジタ
    ル化手段と； − 上記ディジタル化されたベースバンド信号に最も近
    い上記信号点配置の状態を評価する判定手段と； − 上記評価された状態と上記ベースバンド信号の位相
    差を評価し、補正信号を形成することにより上記位相差
    を補正する同期手段とからなるディジタル伝送システム
    であって：上記受信器は、一方で、上記信号点配置の中
    の状態を各々に含む第１の非連続領域において上記補正
    信号が初期ベースバンド信号と上記信号点配置の最も近
    い状態の間で測定された位相差に比例し、他方で、上記
    第１の領域の外側の第２の領域において上記補正信号が
    ここで被判定信号点と呼ばれる判定された信号に依存す
    る重み係数で重み付けされた上記位相差に伴って変化す
    るように、上記ディジタル化されたベースバンド信号を
    表わす信号点が存在する平面Ｉ，Ｑの領域に依存して上
    記補正信号を形成する同期補正手段よりなり、上記重み
    係数は、上記被判定信号点が上記信号点に最も近い上記
    第１の領域の境界線を通過するとき隣合う状態の組から
    等しい距離にある境界まで徐々に減少し、上記境界は該
    信号点に最も近い境界であることを特徴とする、ディジ
    タル伝送システム。
  2. 【請求項２】 上記同期手段は、上記補正信号によって
    制御が可能であり、上記ベースバンド信号成分を発生す
    る上記変換手段を作動させる発振器と、上記ベースバン
    ド信号成分によってアドレス指定され、上記平面Ｉ，Ｑ
    の各信号点に適合された上記補正信号を提供するルック
    アップテーブルとからなることを特徴とする請求項１記
    載のシステム。
  3. 【請求項３】 上記同期手段は、上記補正信号によって
    制御が可能であり、上記ベースバンド信号成分を発生す
    る上記変換手段を作動させる発振器とからなり、 ａ）上記位相差を評価する評価手段と、 ｂ）上記領域に関連する重み係数を作成する領域検査手
    段と、 ｃ）上記測定された位相差を夫々の重み係数で重み付け
    をし、上記平面Ｉ，Ｑの各信号点に適合された上記補正
    信号を作成する重み付け手段とを更に有することを特徴
    とする請求項１記載のシステム。
  4. 【請求項４】 上記変換手段は、上記ベースバンド信号
    を形成する固定周波数で自走的に発振する発振器よりな
    り、上記同期手段は、上記位相を偏移させるため上記重
    み係数で重み付けされた上記位相差を評価し、上記ベー
    スバンド信号成分によってディジタル的に乗算された複
    素補正信号に変換するディジタル位相偏移手段よりなる
    ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
  5. 【請求項５】 上記位相偏移手段は、 − 上記位相差を定める中間複素信号を発生する手段
    と、 − 上記領域に関連する重み係数を作成する領域検査手
    段と、 − 上記位相差を表わす上記中間複素信号を上記夫々の
    重み係数で重み付けをする重み付け手段と、 − 上記重み付けされた位相差を表わす上記重み付けさ
    れた中間複素信号に基づいて複素補正信号を作成する手
    段とからなることを特徴とする請求項４記載のシステ
    ム。
  6. 【請求項６】 上記位相偏移手段は、上記複素補正信号
    を作成する手段をアドレス指定する上記位相差の重み付
    けされた平均値を計算する計算手段よりなることを特徴
    とする請求項５記載のシステム。
  7. 【請求項７】 − 信号点配置の状態に従って符号化さ
    れた受信された信号を互いに直角位相的な２成分よりな
    るベースバンド信号に変換する変換手段と； − 上記ベースバンド信号をディジタル化するディジタ
    ル化手段と； − 上記ディジタル化されたベースバンド信号に最も近
    い上記信号点配置の状態を評価する判定手段と； − 上記評価された状態と上記ベースバンド信号の位相
    差を評価し、補正信号を形成することにより上記位相差
    を補正する同期手段とからなる、ディジタル伝送システ
    ム用受信器であって：上記２成分は信号点配置の状態が
    表わされた平面Ｉ，Ｑに上記受信された信号を表わす信
    号点を定義し、 上記同期補正手段は、上記ディジタル化されたベースバ
    ンド信号を表わす上記信号点が配置された上記Ｉ、Ｑ平
    面の領域に依存して上記補正信号を形成し、上記同期補
    正手段は、一方で、上記信号点配置の中の状態を各々に
    含む第１の非連続領域において上記補正信号が初期ベー
    スバンド信号と上記信号点配置の最も近い状態の間で測
    定された位相差に比例するようなものであり、他方で、
    上記同期手段は上記第１の領域の外側の第２の領域にお
    いて上記補正信号が、ここで被判定信号点と呼ばれる判
    定された信号に依存する重み係数で重み付けされた上記
    位相差と共に変化するようなものであり、上記重み係数
    は上記被判定信号点が上記信号点に最も近い上記第１の
    領域の境界線を通過するとき隣合う状態の組から等しい
    距離にある境界まで徐々に減少し、上記境界は該信号点
    に最も近い境界であることを特徴とする、受信器。
  8. 【請求項８】 上記同期手段は、上記補正信号によって
    制御が可能であり、上記ベースバンド信号成分を発生す
    る上記変換手段を作動させる発振器と、上記ベースバン
    ド信号成分によってアドレス指定され、上記平面Ｉ，Ｑ
    の各信号点に適合させられた上記補正信号を提供するル
    ックアップテーブルとからなることを特徴とする請求項
    ７記載の受信器。
  9. 【請求項９】 上記同期手段は、上記補正信号によって
    制御が可能であり、上記ベースバンド信号成分を発生す
    る上記変換手段を作動させる発振器とからなり、 ａ）上記位相差を評価する評価手段と、 ｂ）上記領域に関連する重み係数を作成する領域検査手
    段と、 ｃ）上記測定された位相差を上記夫々の重み係数で重み
    付けをし、上記平面Ｉ，Ｑの各信号点に適合された上記
    補正信号を作成する重み付け手段とを更に有することを
    特徴とする請求項７記載の受信器。
  10. 【請求項１０】 上記変換手段は上記ベースバンド信号
    を形成する固定周波数で自走的に発振する発振器よりな
    り、 上記同期手段は、上記位相を偏移させるため上記重み係
    数で重み付けされた上記位相差を評価し、上記ベースバ
    ンド信号成分とディジタル的に結合された複素補正信号
    に変換するディジタル位相偏移手段よりなることを特徴
    とする請求項７記載の送信器。
  11. 【請求項１１】 上記位相偏移手段は、 − 上記位相差を定める中間複素信号を発生する手段
    と、 − 上記領域に関連する重み係数を作成する領域検査手
    段と、 − 上記位相差を表わす上記中間複素信号を上記夫々の
    重み係数で重み付けをする重み付け手段と、 − 上記重み付けされた位相差を表わす上記重み付けさ
    れた中間複素信号に基づいて複素補正信号を作成する手
    段とからなることを特徴とする請求項１０記載の送信
    器。
  12. 【請求項１２】 上記位相偏移手段は、上記複素補正信
    号を作成する手段をアドレス指定する上記位相差の重み
    付けされた平均値を計算する計算手段よりなることを特
    徴とする請求項１１記載の送信器。
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