JPS5855708B2 - 位相復調器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えばＰＣＭ符号等のディジタル符号を位相
変調によりパルス伝送し、種々のモードで位相検波する
場合（たとえばビット速度、検波方式等が異γよった場
合）の位相復調器に関するものである。

衛星通信、地上マイクロウェーブ通信等の分野の通信機
器、測定機器において、近年、ディジタル符号を位相変
調によりパルス伝送することが多くなされている。

ディジタル符号を位相変調によりパルス伝送する場合の
品質は、アナログ信号が雑音量により規定されていたの
に対し、ディジタル符号をいかに誤りなく忠実に伝送で
きるかという符号誤り率により規定される。

符号誤り率は信号レベルＳと雑音レベルＮとの比、すな
わちＳ／Ｎが与えられれば定量的に決定できるが、実際
の機器では機器の不完全性があるためＳ／Ｎで決定され
る符号誤り率よりも悪くなる。

この機器の不完全性による符号誤り率の劣化要因は種々
あるが、特に復調パルスの直流レベルドリフトによるも
のが、大きな要因であり、この直流レベルドリフトを小
さくすることが機器の性能をよくすることにもなってい
る。

従来のこの種の装置を第１図に示す。

第１図において、１ａはａモードによる位相検波回路、
１ｂはｂモードによる位相検波回路、ＩＸｔｚＸモード
による位相検波回路である。

これらに示した各モードは異なるビット速度、検波方式
の組合せの１つを表わすもので、これらの位相検波回路
１ａ〜１ｘで復調された復調パルス列の１つが選択切替
回路２で選択され低域済波回路およびベースバンドパル
ス増幅回路３でパルス伝送を有効に行なうようろ波され
、符号識別に必要なレベルに増幅される。

この出力は符号識別再生回路４で波形整形とりタイミン
グがなされ、差動復号回路５で差動位相変調されたパル
ス列が復号化される。

これら符号識別再生回路４および差動復号四路５の回路
動作に必要なタイミング波はタイミング波再生回路６で
、復調パルス列の電力スペクトラムから非線形操作によ
り抽出再生され、移相器７および８でタイミング波の位
相合わせを行なって供給される。

従来のこの種の装置では位相検波回路、ベースバンドパ
ルス増幅回路等の単体のハードウェアをなるべく直流ド
リフトの小さなものに設計していたが、この量も限られ
ておりなくすことはできなかった。

また、ビット速度、あるいは検波方式が異なる場合はパ
ルス信号の原波の方法も異なるため、位相検波された復
調パルスの直流レベルは大きく異なり、従来の装置では
、その都度、手動で調整しなければ、符号誤り率かけた
違いに悪くなり、使用できないという欠点があった。

この発明は、これらの欠点を解消するためなされたもの
で、位相検波された復調パルスから、この直流レベルを
再生し、再生した直流レベルで復調パルスの直流レベル
を自動的に一定値になるよう制御する自動レベル制御ル
ープを構成しているため、ビット速度あるいは検波方式
が異なって、大きく復調パルスの直流レベルが変っても
、ループ定数の設計により、直流レベルドリフトを自動
的に圧縮して符号誤り率の劣化を大幅に改善することが
できる位相復調器を提供するものである。

以下、第２図を用いてこの発明の一実施例について詳細
に説明する。

第２図において、第１図のものと同一または相当部分に
は同一符号で示す。

９〜１２は第１図に示す従来の回路に付加した部分であ
り、符号識別再生回路４と組合わせて自動レベル制御ル
ープを構成している。

９は標本化パルス発生回路で、符号識別再生回路４の出
力から論理処理により標本化パルスを発生させている。

すなわちＮ段のシフトレジスタを設け、任意のパルスパ
ターンになった時にその真中のタイムスロットに幅の細
い標本化パルスを発生さす。

この°場合、この標本化パルス発生回路９は符号識別再
生回路４からの出力をシフトレジスタで１ビツトずつ遅
延させながら並列に出力させるとともに、この並列に出
力されるパルスパターンから隣接タイムスロットが異符
号であるか否かを判別する機能も有している。

第３図に示す、この発明の一実施例を示すタイムチャー
トでは３段のシフトレジスタを設け３ビツトのパルスパ
ターンの監視を行なって、隣接タイムスロットが異符号
になった場合、すなわち１１“レベル（マークレベル）
の標本化パルスは隣接タイムスロットが′０”（スペー
ス）の時、またゝ０“レベル（スペースレベル）の標本
化パルスは隣接タイムスロットが１１“（マーク）の時
に発生するようになっている。

隣接タイムスロットが異符号の場合を選んだのは、この
場合がパルスパターンの電力スペクトラムが最も広がり
、消波効果が最も出て、直流レベルドリフトの符号誤り
率劣化への影響が太きいからである。

ここで発生した２種類の標本化パルスはパルスレベル検
出回路１０へ送られ、直流レベル偏移回路１２からの復
調パルス列の１１”レベル（マークレベル）およびゝＯ
〃レベル（スペースレベル）ヲ標本化保持し、パルスレ
ベルの検出を行なう。

′１“レベル（マークレベル）およびＸＸＯ〃レベル（
スペースレベル）の標本化は特定のパターンが生じた時
のみ行なうため、ＰＣＭパルス列等では標本化パルスが
ランダムに発生するが標本化保持回路の時定数を適当に
選定することによりパターン効果によるパルスレベル検
出の誤差はなくすことができる。

標本化パルス発生回路９からの標本化パルスは直流レベ
ル偏移回路１２からの復調パルスよりも位相が遅れてい
るためパルスレベル検出回路１０の入力部で、これらの
間の位相合わせを行なう。

検出された′１“レベル（マークレベル）オヨび１０“
レベル（スペースレベル）は直流レベル再生回路１１に
送られ自動レベル制御ループの応答に必要な時定数とな
るようここで低域原波回路、直流レベル増幅回路を通し
て、直流レベルを再生する。

再生した直流レベルは復調パルスの直流レベルの変動を
、打ち消し、減少させるために、直流レベル偏移回路１
２に送られる。

第３図は第２図の各回路の出力波形を示すものであり、
ａは、この発明ｔこよる回路のないすなわち自動レベル
制御ループがＯＦＦの場合の回路１２の出力、ｂはこの
発明による回路のある、すなわち自動レベル制御ループ
がＯＮの場合の回路１２の出力、Ｃは識別再生された回
路４の出力、ｄ、ｅはそレソれ′１”レベル（マークレ
ベル）の標本化パルスおよび′Ｏ“レベル（スペースレ
ベル）の標本化パルスでいずれも回路９の出力、ｆ２ｇ
はそれぞれ１１“レベル（マークレベル）オヨヒゝ０〃
レベル（スペースレベル）ヲ標本化保持により検出した
回路１０の出力、ｈは再生した直流レベルで回路１１の
出力である。

第４図は第２図の直流レベル偏移回路１２の動作を示す
ものであり、実線は正常時の入力応答、破線は入力パル
スの直流レベルが上った時の入出力応答、一点鎖線は入
力パルスの直流レベルが下った時の入出力応答がある。

すなわち入力パルスの直流レベルが上がると回路９〜１
１で再生された直流レベルも上がるため、これを、たと
えばベース接地形増幅回路等のベースに加えれば入出力
特性も破線のごとく右に偏移し、その結果出力パルスの
直流レベルは正常時の場合の応答に近づく。

また人力パルスの直流レベルが下がった場合も上記と同
様の動作をする。

このため人力パルスの直流レベルの偏移量および偏移速
度が与えられれば、自動レベル制御ループの時定数を適
当に選定することにより、出力パルスの直流レベルを一
定に近づけることができる。

復調パルスの直流レベルが変動し、符号識別器の最適し
きい値からαずれた場合の符号誤り率は理論的に次式で
与えられる。

ここで〔Ｐ；復調パルス列マーク率、Ｐａ３ ） ｎ
Ｓ ：挿入符号誤り率（％０／／ １％ １“）、Ｐａ
、 ｏｍｉ ；消失符号誤り率（″１“→″′０”）
、ｎ；雑音実効値／信号波最大せん頭値、α；（直流レ
ベルのずれ）×２７信号波最犬ぜん頭値、ＰＩ（ｎ）；
雑音ｎのみの理想伝送系符号誤り率、Φ（ｔ）；誤差関
数〕実際の装置では復調パルスの直流レベル変動ｔこよ
る符号誤り率の劣化は１．０ｄＢ以下にする必要があり
、このためにはαを０．１以下にする必要がある。

この値は、回路１ａ〜１ｘのいずれかの１つのモードの
位相検波回路による場合でも、長期間の温度変動、電源
変動を考えた場合には実現が相当困難な数値であり、ま
た、位相検波回路１３〜１Ｘの入出力間での復調パルス
の直流レベルのずれは、αが０．２以上あり、いずれの
モードでも無調整で動作させることは、非常に困難であ
り、この発明が是非とも必要になる。

なお、以上は、ディジタル符号を位相変調方式により伝
送した場合について説明したが、この発明は、これに限
らず同軸ケーブル等によってベースバンド伝送した場合
使用しても高利得パルス増幅器で生ずる温度変動による
大きな直流レベル偏移を補償し、符号誤り率の劣化を改
善することができる。

以上のようにこの発明による位相復調器では、負帰還の
自動レベル制御ループをもっているため、位相検波され
た復調パルスの直流レベルがどんなに変動してもループ
定数の選定により、無調整で動作させることができると
いう、大きな効果を有する。

また、この発明による位相復調器をループＯＦＦで使用
した場合は、位相検波回路の位相軸の設定が容易にでき
、装置の調整が簡単にできるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位相復調器を示す系統図、第２図は本発
明による一実施例を示す系統図、第３図は第２図に示す
一実施例による回路動作を示すタイムチャート、第４図
は第２図に示す直流レベル偏移回路の動作概念図である
。 図において、１ａ〜１ｘは位相検波回路、２は選択切替
回路、３は低域消波回路およびベースバンドパルス増副
回路、４は符号識別再生回路、５は差動復号回路、６は
タイミング波再生回路、７゜８は移相器、９は標本化パ
ルス発生回路、１０はパルスレベル検出回路、１１は直
流レベル再生回路、１２は直流レベル偏移回路である。 なお、図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示しである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ディジタル符号の位相復調器において、位相検波さ
   れたパルス信号から隣接タイムスロットが異符号になっ
   た際のパルスパターンにおける真中のタイムスロットに
   標本化パルスを発生する標本化パルス発生回路と、上記
   パルス符号の１１“レベル（マークレベル）と％ ０
   ／／レベル（スペースレベル）とを上記標本化パルスで
   標本化保持し検出するパルスレベル検出回路と、このパ
   ルスレベル検出回路で検出されたパルスの′１〃レベル
   （マークレベル）と１０“レベル（スペースレベル）か
   ら直流レベルを発生させる直流レベル再生回路と、この
   直流レベル再生回路で再生された直流レベルにより位相
   検波されたパルス０直流レベルを偏位させる直流レベル
   偏移回路とを有し、上記位相検波されたパルスの直流レ
   ベルを自ｔｔＪＪ的ニ補償するようにした位相復調器。