JPS6024621B2 - 搬送波再生回路の擬似引込検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無線通信方式もしくは導波管通信方式において
多相多値変調信号を二つの互いに直交する基準搬送波に
より検波してデータ信号を再生する復調装置に関する。

特に復調装置に供繋舎する基準搬送波再生回路の擬似引
込検出方式に関する。多相多値信号による情報伝送方式
において、その復調方式として二つの直交する基準搬送
波によって受信信号を同期検波し、各々の検波信号から
データ信号を再生する方式が有力な方式として知られて
いる。例えば第１図の信号ベクトル図に示すように１６
個のベクトルを格子状に配置した多相多値変調信号に対
しては図のｘ軸およびｙ軸に対応する位相をもつ基準搬
送波により信号を同期検波するものである。ここで第１
図に示す変調信号を例として従来の復調方式を説明し、
どのような欠点があるかを述べる。

第２図は従来の復調装置の回路構成図を示す。図で１は
変調波の入力端子、２〜５は再生されたデータ信号の出
力端子、６，７は位相検波器、８はデータ信号再生回路
、９は基準搬送波再生回路、１０はけ／２移相器である
。変調波１０１は位相検波器６および７に入力され、直
交する基準搬送波１０２および１０３により各々同期検
波される。位相検波信号１０４，１０５はデ−タ信号再
生回路８に入力され、ここで各々２ビットの二進符号に
符号化されデータ信号１０６〜１０９が出力される。基
準搬送波再生回路９は２ｍ／４周期の位相比較特性をも
つ位相同期回路であり、よく知られたように種々の方式
が実用に供せられている。本図の例は逆変調方式または
再変調方式による構成を示すもので、分岐された入力変
調波１０１と、再生データ信号１０６および１０８を入
力して基準搬送波を再生する１０６，１０８は各々前記
二つの検波信号を磁性判別した出力である。この従来回
路の具体的構成については、下記文献〔１〕および〔２
〕に詳細な記述があるのでここでは省略する。

本明細書の説明では、この回路９が２ｍ／４周期の位相
比較特性をもつことを認識すれば理解できる。〔１〕小
槍山他「２庇−４０ｍＭ方式用送受信装置」電気通信研
究所 研究実用化報告第２４登第１び号（１９７５）ｐ
ｐ．２１９３〜２１９５〔２〕石尾他「多相多値搬送波
ディジタル通信の一方式」電子通信学会通信方式研究会
資料 ＣＳ７４−１５８，１９７３王１月 この基準波再生回路９に４相鴎Ｋ信号を加えた場合は２
ｍ／４周期の鏡歯状位相比較特性が得られることは周知
であるが第１図に示した多相多値変調信号を加えた場合
には、この入力信号が４種類の位相または振幅の異なる
４相ＰＳＫ波の合成と見なせることから、正確な鏡歯状
位相比較特性を示さなくなり第３図に示すような特性と
なる。

第３図で横鞠は基準搬送波と入力変調波との位相差であ
り、第１図のｘ軸およびｙ軸を基準として測った量での
ｅで示されている。縦軸は基準搬送波再生回路の内部に
ある電圧制御発振器（以下ＶＣＯと略称する。）に加え
られる制御信号の振幅を示す量であり、ごで示されてい
る。位相同期ループの理論でよく知られているようにＶ
ＣＯを入力信号との周波数差がないとすれば、第３図の
機軸を横切る点において静止し引込状態となる。すなわ
ち第３図の特性からわかるようにこのループでは−４５
０＜のｅく十４５０の範囲で三つの引込状態があり、一
つはの８＝０他はのｅ…±２４０である。いま、この装
置ではのｅ＝０に引込むことを目的としているから、他
の二つの引込点は擬似引込点になる。これら二つの引込
点にループが引込んだ場合に、データ信号の再生が不可
能になることは第１図で信号ベクトルを固定したままｘ
軸およびｙ軸を士２４ｏ回転することにより理解できる
。本発明の目的はこれを改良するもので擬似引込現象の
ないループを実現し、常に正規引込状態にあるような回
路を制御するための方式を提供することにある。

すなわち、本発明は基準搬送波再生回路の位相同期ルー
プが、正規引込状態か擬似引込状態かを確実に判別する
検出回路を提供し、その出力によりＶＣＯの制御端子に
掃引信号を与えることによりループが擬似引込状態で静
止しないように構成することを可能とする。第４図に本
発明実施例装置の構成図を示す。

この回路は前述の従来例の装置と対応させ、同一の符号
により表示されている。基準搬送波再生回路９の一部で
ある電圧制御発振器ＶＣＯに制御電圧を与えるための制
御回路に式発明の特徴があり、この部分の構成について
第５図にさらに詳しく説明する。第５図は本発明実施例
主要部の回路構成図で、擬似引込状態検出回路および掃
引回路を含む。

第５図で１ １はＡＭ検波器、１２は閥値回路、１３は
信号比較器、１４は符号判別回路、１５は積分回路、１
６は閥値回路、１７は掃引信号発生器である。ＡＭ検波
器１１は多相多値変調波１０１を入力として、その振幅
変調成分を検波する。この検波信号は閥値回路１２に加
えられ予め定められた閥値によって選別される。すなわ
ち検波信号が閥値を越えた場合は「１」、閥値を越えな
ければ「０」に対応するディジタル信号を送出する。本
実施例においてはこの閥値は第１図における信号ベクト
ルＳｏｏ，Ｓ，．，Ｓ２およびＳ鑓を他と区別するよう
に設定される。すなわち第１図に示した信号ベクトル群
を同じ振幅をもつグループに層列すると、｛ＳＩ｝ニ（
Ｓの，ＳＩ・，Ｓ２２，Ｓ３３）｛Ｓロ｝ コ（Ｓ。

，，Ｓ。３，Ｓ，。

，Ｓ．２，Ｓａ，Ｓ湖Ｓ３０，Ｓ３２）および ｛Ｓｍ｝二（Ｓ伽ＳＩ３，Ｓ２のＳ３１）の３つのグル
ープになる。

ＩＳＩをもってベクトルＳの振幅成分を表わすとすれば
、前述の闇値は｛ＩＳＩＩ＋ＩＳロｌ｝／２の近傍に設
定し、このレベルよりも高い検波信号を｛ＳＩ｝に属す
るものと判定する。

一方、符号判別回路１４は第２図におけるデータ信号再
生回路８の出力信号１０６〜１０９を入力して、このデ
ータ信号が二つの基準搬送波ベクトルによって構成され
る二次元信号空間のどの区域に属するかを判別する。す
なわち第２図において直交する一つの基準搬送波によっ
て同期検波された二つの検波信号の各々をかｉｔに符号
化した操作は、二つの基準搬送波によって構成される二
次元空間を第６図に示した１６ケの小区域に区分し、入
力信号ベクトルがこれらの小区域のどれに含まれるかを
判定していることに等しい。第５図においてデータ信号
再生回路の出力信号１０６〜１０９の各々をａ，．，
ａ．２，ａ２，，ａ２２（ａｉｊ＝＋１または一１とし
、検波信号１０４，１０５を各ｓ，，ｓ２とし、これら
の量子化された信号を〔ｓ，〕〔ｓ２〕とすると、〔ｓ
，〕＝｛ぞ×ａ，．十〆×ａ，２｝〔ｓ２〕＝｛ぞ×を
．十〆×ａ２２｝ の関係にある。

第６図の各区域に記した符号はａｉｉの十１を１に、一
１を０に対応させて（ａ，．，ａａ， ａ，２，ａ２２
）の符号列に変換して託したものであり、信号ベクトル
が属する区域と、データ信号再生回路の出力符号列との
対応関係を示している。符号判別回路１ ４は符号列（
００００），（０１０１），（１１１１）または（１０
１０）のいずれかを入力したとき「１ハその他の符号列
を入力したとき「０」に対応するディジタル信号を発生
する。信号比較器１３は関値回路１２と符号判別回路１
４の出力を入力し、両者が一致したとき「１ハ不一致の
とき「０」に対応した信号を出力する。すなわち信号比
較回路１３は通常の論理積回路と同等である。信号比較
回路１３の出力は積分回路１５によって平均化され、閥
値回路１６によって一定の閥値を越えるか否かを判別さ
れ、正親引込状態か否かを判定する。正規引込状態にな
いと判定した場合は、掃引信号発生回路を起動させて掃
引信号１ １０を発生する。この掃引信号はＶＣＯの制
御端子に加えられる。正規引込状態を判定したときは、
掃引信号発生回路を制御して縞引を停止させる。信号ベ
クトル群｛ＳＩ｝は正規引込状態において符号列（００
００），（０１０１），（１１１１）または（１０１０
）のいずれかに符号化されるが擬似引込状態においては
（０００１），（０１００），（０１１１），（１１０
１），・・・・・・等に符号化されるので、前者の場合
は信号比較器１３の二つの入力は一致するが、後者の場
合は一致しない。この原理により上述の同期引込状態判
別を確実に行なうことができる。一方、入力変調波は通
信系では雑音を含んでいるが、このために上述のベクト
ル振幅の判別またはデータ信号再生操作が誤動作する可
能性がある。このために信号比較器１３の出力は積分回
路１５により一定時間平均化されたのち閥値回路１６に
より最終的に同期状態を判定する。この動作はループの
引込過程が一定の時間を要し引込が完了するまでに、入
力変調波とＶＣＯ出力との位相差は時々核々変動してい
ることから、正規引込状態の判定のためには一定の観測
時間が必要なことからも要請されるものである。上記実
施例では、選別手段により選別されたベクトルは、最大
振幅のものＳｏｏ，Ｓ，．，Ｓ２２，Ｓ３３であり、選
別されたベクトルが正規引き込み時にとり得る符号群は
、第６図の（００００），（０１０１），（１１１１）
，（１０１０）に対応する正規引き込み時には上記ベク
トルＳｏｏ，Ｓ，．，Ｓ２２，Ｓ幻を持つ入力変調波信
号の復調信号列は、それぞれ、（００００），（０１０
１），（１１１１），（１０１０）として復調されるが
、擬似引き込み時には基準搬送波の位相が回転している
ので、これとは別の復調信号列になる。

したがって入力変調波信号をそのベクトルの振幅によっ
て選別し、かつ復調信号列についても上述の判別を行い
、これらを互いに比較することにより、正規の引き込み
か擬似引き込みかを比較することができる。上記実施例
では最大振幅のものについて選別を行ったが、振幅が二
番目に大きいベクトルについて選別を行うこととしても
、同様に本発明を実施することができる。

以上の説明から明らかなように本発明によれば多相多値
変調波から基準搬送波を再生する基準搬送波再生回路に
おいて、信号ベクトル群の内、特定の振幅をもつベクト
ル群と、それらから再生したデータ信号符号列との間に
存在する相関関係が引込状態によって変化することを利
用して、ループの引込状態を判別しループが常に正規引
込状態において静止するように制御することを可能とす
ることができる。

これにより極めて信頼性の高い搬送波再生を行なうこと
ができる。なお、信号ベクトル群の振幅を検出する手段
は本実施例に限るものではなく、例えば検波信号ｓ，（
１０４），ｓ２（１０５）を利用してノＳ亭十Ｓ琴の演
算を行なうことによっても可能である。

また、前述したように基準搬送波再生回路の具体的構成
は本発明の範囲を制約するものではなく、無変調波に対
して２汀／４周期の位相比較特性をもつものであればよ
い。さらに以上の説明は第１図に示した１句固の信号ベ
クトルを格子状に配列した信号に対して説明したが他の
多相多億変調波に対しても本発明を同様に実施すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多相多値変調信号のベクトル図。 第２図は従来例の復調回路を示す回路構成図、第３図は
第２図に示す復調回路の搬送波再生位相同期ループ位相
比較特性例を示す図。第４図は本発明の一実施例の構成
図。第５図はその要部の回路構成図。第６図は基準搬送
波と再生データ信号との関係を示す信号空間図。１・・
・・・・変調波信号端子、２〜５……再生データ信号の
出力端子、６，７・・…・位相検波器、８・・・・・・
データ信号再生回路、９・・・…基準搬送波再生回路、
１ ０……中／２移相器、１ １……ＡＭ検波器、１２
・・・・・・闇値回路、１３・・・・・・信号比較器、
１４・・・・・・符号判別回路、１５・・・・・・積分
回路、１６・・・・・・閥値回路、１７・・・・・・掃
引信号発生器。 賄１図琉２図 新３図 第４図 姉５図 新６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多相多値変調された入力変調波信号に対して、その
   信号の搬送波に互いに位相が直交する二つの基準搬送波
   を用いて位相検波を行う手段を含み、その手段の出力に
   データ再生出力を得る復調回路の基準搬送波再生回路に
   おいて、 前記入力変調波信号のベクトルの振幅を検出
   する手段と、 この手段により検出された振幅を一定の
   基準値にしたがつて選別することにより前記ベクトルを
   選別する振幅選別手段と、 前記データ再生出力を入力
   して、このデータ再生出力が前記選別手段により選別さ
   れたベクトルが正規の引き込み時にとり得る符号群のい
   ずれかと一致するか否かを判別する符号判別手段と、
   この符号判別手段の出力および前記振幅選別手段の出力
   を入力して、その両出力の一致を検出する比較手段と、
   この比較手段の出力を積分する積分手段と、 この積
   分手段の出力が所定の閾値を越えるか否かを判定する閾
   値回路と、 を備えたことを特徴とする搬送波再生回路
   の擬似引込検出方式。