【手続補正書】
【提出日】平成17年6月10日(2005.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
８相変調（８相ＰＳＫ：Phase  Shift  Keying）方式で位相変調されたデジタル信号を同期検波して復調する際に用いられる基準搬送波を再生するための位相検出装置であって、
受信信号の同相（Ｉ）信号および直交（Ｑ）信号から４相変調（ＱＰＳＫ：Quadrature  Phase  Shift  Keying）方式用の基準搬送波を仮位相値として出力する４相位相比較器と、
送受信に用いられた８相変調方式における理想信号点の絶対値を前記仮位相値に加算した値を演算し、かつ、前記仮位相値から前記絶対値を減算した値も演算すると共に、位相平面における反時計回り方向を正方向と設定して前記仮位相値から極性を判別し、該極性が正の場合には前記加算した値を出力し、前記極性が負の場合には前記減算した値を変換位相値として出力する仮位相値変換回路と、
前記４相位相比較器に入力する同相信号および直交信号、または、該４相位相比較器から出力される仮位相値に基づいて、位相平面上における受信信号点の存在領域を判別し、該存在領域を示す領域信号を出力する位相領域判別回路と、
該領域信号に基づいて前記仮位相値と前記変換位相値とを切り替えて出力する選択回路と
を有することを特徴とする位相検出装置。
【請求項２】
前記位相領域判別回路は、８相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を２等分割する角度毎に領域を判別することを特徴とする請求項１に記載の位相検出装置。
【請求項３】
前記選択回路は、前記位相領域判別回路により判別された領域信号が、４相変調方式と８相変調方式に共通の理想信号点に近い方の領域であることを示す信号である場合は前記仮位相値を選択し、８相変調方式のみの理想信号点に近い方の領域であることを示す信号である場合は前記変換位相値を選択することを特徴とする請求項２に記載の位相検出装置。
【請求項４】
前記選択回路は、前記位相領域判別回路により判別された領域信号が、４相変調方式の位相制御方向の極性と８相変調方式の位相制御方向の極性が同じになることを示す場合には前記仮位相値を選択し、４相変調方式の位相制御方向の極性と８相変調方式の位相制御方向の極性が逆方向になることを示す場合には前記変換位相値を選択することを特徴とする請求項２に記載の位相検出装置。
【請求項５】
前記位相領域判別回路は、前記４相位相比較器から出力される仮位相値を所定値と比較する比較回路を有し、該回路の比較結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の位相検出装置。
【請求項６】
前記位相領域判別回路は、前記４相位相比較器に入力する同相信号および直交信号の値の比を求める除算回路を有し、該回路の除算結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の位相検出装置。
【請求項７】
前記位相領域判別回路は、前記４相位相比較器に入力する同相信号および直交信号のアークタンジェントの値を求める信号点角度判別回路を有し、該回路の演算結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の位相検出装置。
【請求項８】
８相変調方式で位相変調されたデジタル信号を同期検波して復調する際に用いられる基準搬送波を再生するための位相検出装置であって、
受信信号の同相信号および直交信号から位相平面上における受信信号点の存在領域を判別し、受信信号点の存在領域を示す領域信号を出力する位相領域判別回路と、
前記領域信号に基づいて領域毎に異なる固定角度のサイン波およびコサイン波を発生させる数値制御発振器と、
前記同相信号および直交信号に対する前記固定角度のサイン波の積と、前記同相信号および直交信号に対する前記固定角度のコサイン波の積とを、位相が直交する積同士を加算させることにより、前記同相信号および直交信号に位相回転を与えて出力する複素乗算器と、
前記複素乗算器から出力される位相回転が与えられた同相信号および直交信号に対して、４相変調方式の搬送波用の位相値を出力する４相位相比較器と、
を有することを特徴とする位相検出装置。
【請求項９】
前記位相領域判別回路は、８相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を２等分割する角度毎に受信信号の領域を判別することを特徴とする請求項８に記載の位相検出装置。
【請求項１０】
前記位相領域判別回路は、受信信号の領域を、８相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を２等分割する角度毎に加え、４相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を２等分割する角度毎にも判別し、
前記複素乗算器は、前記位相領域判別回路により検出された領域信号に最も近い８相変調方式の理想信号点が、該８相方式の理想信号点と最も近い４相方式の理想信号点と重なるように、前記同相信号および直交信号に対して位相回転を与えることを特徴とする請求項９に記載の位相検出装置。
【請求項１１】
前記位相領域判別回路は、位相平面の反時計回り方向を正方向と設定して、前記４相変調方式の受信信号の領域毎に位相制御方向の極性を判別し、
前記複素乗算器は、該極性が正の場合には、該領域内の８相変調方式の理想信号点が、該８相方式の理想信号点と最も近い４相方式の理想信号点と重なるように、前記同相信号および直交信号に対して位相回転を与えることを特徴とする請求項９に記載の位相検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明の位相検出装置は、８相変調（８相ＰＳＫ：Phase Shift Keying）方式で位相変調されたデジタル信号を同期検波して復調する際に用いられる基準搬送波を再生するための位相検出装置であって、受信信号の同相信号および直交信号から４相変調方式用の基準搬送波を仮位相値として出力する４相位相比較器と、送受信に用いられた８相変調方式における理想信号点の絶対値を仮位相値に加算した値を演算し、かつ、仮位相値から絶対値を減算した値も演算すると共に、位相平面における反時計回り方向を正方向と設定して仮位相値から極性を判別し、該極性が正の場合には加算した値を出力し、極性が負の場合には減算した値を変換位相値として出力する仮位相値変換回路と、４相位相比較器に入力する同相信号および直交信号、または、該４相位相比較器から出力される仮位相値に基づいて、位相平面上における受信信号点の存在領域を判別し、該存在領域を示す領域信号を出力する位相領域判別回路と、該領域信号に基づいて仮位相値と変換位相値とを切り替えて出力する選択回路とを有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、請求項３の本発明は、請求項２に記載の位相検出装置において、選択回路は、位相領域判別回路により判別された領域信号が、４相変調方式と８相変調方式に共通の理想信号点に近い方の領域であることを示す信号である場合は仮位相値を選択し、８相変調方式のみの理想信号点に近い方の領域であることを示す信号である場合は変換位相値を選択することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、請求項４の本発明は、請求項２に記載の位相検出装置において、選択回路は、位相領域判別回路により判別された領域信号が、４相変調方式の位相制御方向の極性と８相変調方式の位相制御方向の極性が同じになることを示す場合には仮位相値を選択し、４相変調方式の位相制御方向の極性と８相変調方式の位相制御方向の極性が逆方向になることを示す場合には変換位相値を選択することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、請求項７の本発明は、請求項１〜４の何れかに記載の位相検出装置において、位相領域判別回路は、４相位相比較器に入力する同相信号および直交信号のアークタンジェントの値を求める信号点角度判別回路を有し、該回路の演算結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、請求項８に記載した本発明の位相検出装置は、８相変調方式で位相変調されたデジタル信号を同期検波して復調する際に用いられる基準搬送波を再生するための位相検出装置であって、受信信号の同相信号および直交信号から位相平面上における受信信号点の存在領域を判別し、受信信号点の存在領域を示す領域信号を出力する位相領域判別回路と、領域信号に基づいて領域毎に異なる固定角度のサイン波およびコサイン波を発生させる数値制御発振器と、同相信号および直交信号に対する固定角度のサイン波の積と、同相信号および直交信号に対する固定角度のコサイン波の積とを、位相が直交する積同士を加算させることにより、同相信号および直交信号に位相回転を与えて出力する複素乗算器と、複素乗算器から出力される位相回転が与えられた同相信号および直交信号に対して、４相変調方式の搬送波用の位相値を出力する４相位相比較器とを有することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、図１のＩＱ直交座標では、任意の受信信号である信号点ＯＰ（図示せず）の角度をθとすると、信号点ＯＰの座標位置は、角度θとsin関数およびcos関数を用いて（cosθ、sinθ）と表すことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
第１象限における４相変調の受信信号は、位相制御されて理想信号点Ｂに引き込まれ、第２象限における４相変調の受信信号は、位相制御されて理想信号点Ｄに引き込まれ、第３象限における４相変調の受信信号は、位相制御されて理想信号点Ｆに引き込まれ、第４象限における４相変調の受信信号は、位相制御されて理想信号点Hに引き込まれる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
但し、第１象限内でも、Ｉ軸を基準として４５°までの受信信号は、反時計回りを正方向と設定した場合の正方向に位相制御されて理想信号点Ｂに引き込まれるが、Ｉ軸を基準として４５°からＱ軸までの受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点Bに引き込まれることになる。同様にして、第２象限内では、Ｑ軸を基準として４５°までの受信信号は、正方向に位相制御されて理想信号点Ｄに引き込まれるが、Ｑ軸を基準として４５°からＩ軸までの受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点Ｄに引き込まれる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
第４象限内では、Ｉ軸を基準として−４５°までの受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点Ｈに引き込まれるが、Ｉ軸を基準として−４５°からＱ軸までの受信信号は、正方向に位相制御されて理想信号点Ｈに引き込まれ、第３象限内では、I軸からＱ軸を基準として１３５°までの受信信号は、正方向に位相制御されて理想信号点Ｆに引き込まれるが、Ｑ軸を基準として１３５°からＱ軸までの受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点Ｆに引き込まれる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
図３に示したように、受信信号がＩＱ直交座標軸上に（Ｉ≒０．８７、Ｑ＝０．５）で示される第１象限の信号点Ｔである場合には、仮位相値ＴＰＶの位相制御方向（極性）は（＋）であり、位相領域はｂ１になる。仮位相値ＴＰＶは、４相位相比較器２の出力であるので、｛Ｉ×（Ｑの極性）−Ｑ×（Ｉの極性）｝を演算することにより得ることができる。また、ＩとＱの極性は、正（＋）のときが「１」であり、負（−）のときが「−１」とする。従って、変形コスタス回路からなる４相位相比較器２の出力（仮位相値ＴＰＶ）は、ＩＱ直交座標では、以下の演算により求めることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
また、仮位相値変換回路５から出力される値（変換位相値ＣＴＰＶ）は、第３極性判別回路３１で、上記（Ｉ−Ｑ）の極性を検出し、極性が（＋）であれば、ＩＱ直交座標における理想信号点の半径＝１を減算した値が第２選択回路３５により選択され、極性が（−）であれば、１を加算した値が第２選択回路３５により選択されて第１選択回路６に出力される。具体的には、仮位相値変換回路５の各信号点毎の出力値は以下のようになる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
本実施の形態の４相位相比較器２は、変形コスタス回路からなり、従来の位相検出装置に用いられる８逓倍器、帯域通過フィルタ、及び、８分周器等と比べた場合、変形コスタス回路は比較的簡単で規模が小さい回路である。また、第１位相領域判別回路３および仮位相値変換回路５についても、従来の８逓倍器、帯域通過フィルタ、及び、８分周器等と比較すると簡単で規模が小さい回路である。従って、本実施の形態では、比較的簡潔で規模の小さい回路構成を用いて、精度が良くかつ安定に動作する８相ＰＳＫ用の基準搬送波を得ることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
Ｑ／Ｉ除算回路９は、Ｉ信号とＱ信号の比の値を算出する。第２位相領域判別回路１０は、この比（Ｑ／Ｉ）を用いて受信信号の存在する領域がａ１〜ｄ１の何れであるかを判別する。具体的には、Ｉ信号とＱ信号の比（Ｑ／Ｉ）を用いているため、例えば、第１象限における信号領域は図８に示したような領域ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１となり、Ｑ／Ｉの値により以下のように領域が分割される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３である位相検出装置１０３の構成を示すブロック図である。尚、図９においては、図７に示した第２の実施の形態の位相検出装置と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。また、図１０は、図９の位相検出装置の位相値をＩＱ直交座標軸上に表した図である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
第３位相領域判別回路１２は、第２位相領域判別回路１０と同様に入力値を所定値と比較することにより、例えば２値の制御信号を出力する回路であるが、本実施の形態では入力値が信号点の角度θ１になることから、所定値についても実施の形態１および２とは異なって角度になっている。本実施の形態で用いる所定値については後述する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
以上説明したように、実施の形態３に係る８相ＰＳＫ方式の基準搬送波を得るための位相検出装置１０３は、受信信号の信号点の存在する領域ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１等を角度によって分割して設定し、TAN−1 ROM等の信号点角度判別回路１１によって、受信信号の信号点の角度θ１を検出し、その角度θ１から第３位相領域判別回路１２により信号点が存在する領域を判別して第１選択回路６を制御するように構成したので、受信信号の信号点が存在する領域を角度によって分割することができ、受信信号の振幅の影響が大きい状況下でも正確に領域を判別し、受信信号の振幅の影響を抑えることで第１の実施の形態よりも安定に動作させることができ、また、Ｑ/Ｉ除算回路９を備える第２の実施の形態よりも、簡単な回路構成にすることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
実施の形態４．
図１１は、本発明の実施の形態４の説明のために位相平面上に８相の理想信号点を図１とは異なる配置で示した図であり、８相の理想信号点が、４相の理想信号点とは重ならず、任意の隣り合う８相の理想信号点の中間に４相の理想信号点が配置されるようになっている。具体的には、ＩＱ直交座標軸の第１象限において、４相の理想信号点Ｋについては、図１と同様にＩ軸と４５°の角度で配置されるが、８相の理想信号点ＪはＩ軸と２２．５°の角度で配置され、８相の理想信号点ＬはＩ軸と６７．５°の角度で配置される。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
また、請求項７の本発明では、受信信号の信号点の存在する領域を角度によって分割して設定し、Ｉ信号とＱ信号からTAN−1を演算して受信信号の信号点の角度を検出し、信号点が存在する領域を判別するように構成したので、上記した効果に加えて、簡単な回路構成で、受信信号の信号点が存在する領域を角度によって分割することができ、受信信号の振幅の影響が大きい状況下でも正確に領域を判別し、受信信号の振幅の影響を抑えることで安定に動作させることができるという効果を有する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2002271432.tif 000001
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2002271432.tif 000002
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2002271432.tif 000003