(57)【要約】【課題】  搬送波周波数と受信機側の復調用信号の周波数との差が大幅に異なる場合には同期判定が正常に行えない。【解決手段】  位相検波器１は、入力してくるＱＰＳＫ変調波信号と正弦波，余弦波との周波数成分の差分をＩ相信号およびＱ相信号として出力する。加算器２，３はＩ相信号，Ｑ相信号をビットタイミングにて累積加算する。コスタス変換器１１は加算器２，３の出力をコスタス変換する。絶対値検出器１０はコスタス変換された出力の絶対値を検出する。加算器６は絶対値検出器１０によって検出された絶対値を外部制御タイミングまで累積加算しコスタス絶対値を出力する。【選択図】        図１
2006279655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
復調されたＩ相信号，Ｑ相信号を累積加算する第１の加算器の出力をコスタス変換するコスタス変換器と、
コスタス変換された出力の絶対値を検出する絶対値検出器と、
該絶対値検出器によって検出された絶対値を累積加算しコスタス絶対値を出力する第２の加算器とを設け、
該加算器の出力を搬送波と復調用信号との同期判定に使用することを特徴とするＱＰＳＫ変調波信号搬送波同期判定回路。
【請求項２】
ＱＰＳＫ変調波信号の搬送波同期判定回路において、
搬送波と同じ周波数成分の正弦波と余弦波を生成し、周波数成分を変化させることによって搬送波と復調用信号の同期を実行する数値制御発振器と、
入力してくるＱＰＳＫ変調波信号と前記正弦波，余弦波との周波数成分の差分をＩ相信号およびＱ相信号として出力する位相検波器と、
前記Ｉ相信号，Ｑ相信号をビットタイミングにて累積加算する第１の加算器と、
前記第１の加算器の出力結果を絶対値に変換する第１の絶対値検出器と、
前記第１の絶対値検出器の出力をダンプタイミングまで累積加算して出力する第２の加算器と、
前記第１の加算器の出力をコスタス変換するコスタス変換器と、
前記コスタス変換された出力の絶対値を検出する第２の絶対値検出器と、
前記第２の絶対値検出器によって検出された絶対値を外部制御タイミングまで累積加算しコスタス絶対値を出力する第３の加算器と、
前記コスタス変換された出力を外部制御タイミングまで累積加算し、その結果をコスタスエラーとして出力するＰＬＬ処理部に供給する第４の加算器と、
前記スタスエラーの供給を受けると、コスタスエラーを基に前記数値制御発信器に対してフィードバック処理を行うための制御信号を出力するＰＬＬ処理部とを有することを特徴とするＱＰＳＫ変調波信号搬送波同期判定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase keying：４値位相偏位変調）における変調波信号受信装置の搬送波同期判定回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＱＰＳＫ変調波信号は、周知のように、受信機側において、搬送波と理想的には同じ周波数成分（周波数および位相）の正弦波および余弦波（復調用信号という）とが乗算され、その結果の高域信号を低域通過濾波器でカットすることにより復調される。しかし、搬送波と受信機側の局所発振器で生成される復調用信号との同期をとることは容易ではなく、同期ずれがあると不都合が発生する。
【０００３】
従来、この種のＱＰＳＫ変調波信号の搬送波同期判定は、直交検波された同相信号（Ｉ相信号）と直交信号（Ｑ相信号）の変調データのビットタイミングにて絶対値を計算した結果、Ｉ相信号の絶対値およびＱ相信号の絶対値出力は１／√２に収束するので、各値が同一レベルであり、かつ規定レベルを超えた場合に、搬送波信号が同期したと判定を行っている。
【０００４】
この方法では、搬送波信号が受信機側の周波数成分に近い場合には、Ｉ相信号の絶対値およびＱ相信号の絶対値が円を描くように回転するため、上記条件に当てはまらない場合が発生することになり、搬送波信号が同期した場合には正常に搬送波同期判定が可能となる。
【０００５】
また、Ｉ相とＱ相各チャンネルの再生信号の振幅値を監視し、所定の閾値を超えた場合に“１”と判定し、超えない場合に“０”と判定して、判定した結果の積算値が所定の閾値以上の場合は同期と判定している技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、基本的にはＩ相信号およびＱ相信号の絶対値をとる上記の手法と考え方が似ていて、搬送波信号との差分が大きくなると誤判定をなる要因を抱えている。
【０００６】
なお、関連する技術として、Ｉ相信号のサンプリング後のデータであるＩ相データと、Ｑ相信号のサンプリング後のデータであるＱ相データについて、一方の符号を他方のデータに掛けるコスタス処理を行い、この処理結果を用いることにより、搬送波周波数を検出するための高速フーリエ変換処理を１回で足りるようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平08-298529（第３頁ー第４頁、図１）
【特許文献２】特開2005-45684（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術では、搬送波と受信機側の復調用信号との周波数成分の差が大幅に異なる場合には、Ｉ相信号の絶対値およびＱ相信号の絶対値出力は１／√２に収束するので、正常に搬送波が同期している場合と大幅に周波数成分がずれた場合の収束するポイントが重なるため、搬送波同期判定が同期したと誤判定することになるという問題点がある。
【０００９】
そこで、従来は、周波数差が大きくならないように、入力周波数条件を厳しくしたり、受信機側の周波数をモニタし、大幅にずれた場合には、周波数補正を実施する等の付加回路を設置することにより、搬送波同期判定の誤判定を回避している。
【００１０】
本発明の目的は、簡易な回路・装置構成により、搬送波と復調信号の周波数成分の差が大きい場合であってもＱＰＳＫ変調波信号の搬送波同期判定を正確にでき、同期判定の信頼性を向上させるＱＰＳＫ変調波信号搬送波同期判定回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＱＰＳＫ変調波信号搬送波同期判定回路は、搬送波と同じ周波数成分の正弦波と余弦波を生成し、周波数成分を変化させることによって搬送波と復調用信号の同期を実行する数値制御発振器（図１の１２）と、入力してくるＱＰＳＫ変調波信号と正弦波，余弦波との周波数成分の差分をＩ相信号およびＱ相信号として出力する位相検波器（図１の１）と、Ｉ相信号，Ｑ相信号をビットタイミングにて累積加算する第１の加算器（図１の２，３）と、第１の加算器の出力結果を絶対値に変換する第１の絶対値検出器（図１の８，９）と、第１の絶対値検出器の出力をダンプタイミングまで累積加算して出力する第２の加算器（図１の４、５）と、第１の加算器の出力をコスタス変換するコスタス変換器（図１の１１）と、コスタス変換された出力の絶対値を検出する第２の絶対値検出器（図１の１０）と、第２の絶対値検出器によって検出された絶対値を外部制御タイミングまで累積加算しコスタス絶対値を出力する第３の加算器（図１の６）と、コスタス変換された出力を外部制御タイミングまで累積加算し、その結果をコスタスエラーとして出力するＰＬＬ処理部に供給する第４の加算器（図１の７）と、コスタスエラーの供給を受けると、コスタスエラーを基に数値制御発信器に対してフィードバック処理を行うための制御信号を出力するＰＬＬ処理部（図１の１３）とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によれば、従来の同期判定手段に加えて、コスタス検波器出力を絶対値変換し加算処理した出力を同期判定に使用することとしたため、搬送波と復調信号の周波数成分の差が大きい場合であっても、搬送波同期判定を正確に実施することができる。
【００１３】
また、正常に搬送波の同期判定を行えるために、付加回路を削減することができ、誤判定することもなくなるので、入力周波数条件を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のＱＰＳＫ変調波信号搬送波同期判定回路は、復調されたＩ相信号，Ｑ相信号をビットタイミングにて累積加算する第１の加算器の出力をコスタス変換するコスタス変換器と、コスタス変換された出力の絶対値を検出する絶対値検出器と、この絶対値検出器によって検出された絶対値を外部制御タイミングまで累積加算しコスタス絶対値を出力する第２の加算器とを設け、第２の加算器の出力を搬送波と復調用信号との同期判定に使用することを特徴とする。
【実施例１】
【００１５】
次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明のＱＰＳＫ変調波信号搬送波同期判定回路の一実施例を示すブロック図である。このＱＰＳＫ変調波信号搬送波同期判定回路は、位相検波器１と、６つの加算器２〜７と、３つの絶対値検出器８〜１０と、コスタス変換器１１と、数値制御発振器１２と、ＰＬＬ（Phase Lock Loop：位相ロックループ）処理部１３とで構成されている。
【００１７】
位相検波器１にはＱＰＳＫ変調波信号S１，S２が入力している。ここでは、ＱＰＳＫ変調波信号S１，S２を複素信号としているが、単相であっても差し支えなく、その場合は、例えばS１のみで表示する。位相検波器１は、ＱＰＳＫ変調波信号S1,S2と、数値制御発振器８が出力している正弦波S11，余弦波S12とを入力し、それらの周波数成分の差分をＩ相信号S3とＱ相信号S4として出力する。
【００１８】
加算器３，４は、それぞれＩ相信号S3，Ｑ相信号S4をビットタイミングt1にて累積加算をする。このとき、周知のEARLY-LATE GATE法が使用される。絶対値検出器８,９は、加算器２,３の出力結果を絶対値に変換し、加算器４，５は、それぞれ絶対値検出器８,９の出力をダンプタイミングt2まで累積加算してS5，S6として出力する。
【００１９】
コスタス変換器１１は、加算器２,３の出力S5，S6をコスタス変換する。絶対値検出器１０は、コスタス変換した出力S13の絶対値S14を検出し、加算器６は、絶対値S14を外部制御タイミングt3まで累積加算しコスタス絶対値S15を出力する。また、加算器７は、コスタス変換された出力S13を外部制御タイミングt3まで累積加算し、その結果をコスタスエラーS16としてＰＬＬ処理部１３に供給する。
【００２０】
ＰＬＬ処理部１３は、コスタスエラーS16を基に、数値制御発振器１２に対してフィードバック処理を行うための制御信号S18を出力する。数値制御発振器１２は、搬送波と同じ周波数の正弦波（ＳＩＮ）S11と余弦波（ＣＯＳ）S12を生成しており、制御信号S18に応答して正弦波S11と余弦波S12の周波数成分を変化させることによって搬送波と復調用信号の同期を実行する。
［動作の説明］
次に、以上のように構成された本ＱＰＳＫ変調波信号搬送波同期判定回路の動作について説明する。
【００２１】
Ｉ相信号S1とＱ相信号S2から成るQPSK変調波複素信号は位相検波器１へ入力し、数値制御発振器１２から入力している正弦波S11、余弦波S12のと間にて直交検波されＩ相信号S3，Ｑ相信号S4を出力する。Ｉ相信号S3，Ｑ相信号S4は、加算器２,３においてビットタイミングt1区間だけ加算処理され、周波数成分の差分のＩ相信号S5，Ｑ相信号S6として出力される。
【００２２】
Ｉ相信号S5，Ｑ相信号S6は、加算器４，加算器５において加算される。いま、搬送波信号と復調用信号とが同期している場合においては、２つの周波数成分の差分S5，S6がなくなるため、Ｉ相信号の絶対値の加算値S9およびＱ相信号の絶対値の加算値S10は、共に１／√２に収束する。このことを利用しS9,S10が所定の閾値を超え、かつS9,S10がほぼ等しい場合において搬送波同期が確立したとした同期判定をすることができる。
【００２３】
また、搬送波同期せずに差分が少ない場合においては、S9およびS10の出力値は差分の位相が回転するに応じて増減することになり、上記条件に当てはまらなくなることを利用して、搬送波同期判定を実施する。
【００２４】
しかし、周波数成分の差分S5，S6が大きい場合において、Ｉ相信号の絶対値の加算値S9およびＱ相信号の絶対値の加算値S10は、搬送波同期した時と同様に１／√２に収束する。そこで、周波数成分の差分S5，S6は、コスタス検出器９においてコスタス変換され加算器１２において累積加算されると共に、コスタス出力値S13は絶対値検出器１０において絶対値S14が検出される。
【００２５】
周波数成分の差分S5，S6が大きい場合において、このようにコスタス出力値S13を絶対値変換することにより、絶対値S14が実効値の１／√２に収束することがわかる。また、搬送波信号の同期が確立した場合には、差分S5，S6がなくなり絶対値S13が０付近に収束することになる。以上のことを用いて搬送波同期判定を実施する。
【００２６】
なお、コスタス検波器を絶対値変換した出力のみでは、信号が入力しない場合に出力値が“０”に収束するので、S9,S10による同期判定と併用することにより搬送波同期判定を正確に実施することが可能となる。
【００２７】
なお、本発明が上記各実施例に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適宜変更され得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のＱＰＳＫ変調波信号搬送波同期判定回路の一実施例を示すブロック図
【符号の説明】
【００２９】
１          位相検波器
２〜７      加算器
８〜１０    絶対値検出器
１１        コスタス検出器
１２        数値制御発振器
１３        ＰＬＬ  処理部
【図１】
2006279655.tif 000003