(57)【要約】【課題】位相雑音やフェージング変動の環境下で高い伝送効率を達成し、かつ符号誤り率の劣化も小さいディジタル変調信号復調回路を実現する。【解決手段】ディジタル変調信号とパイロット信号とが多重送信された信号の同期検波を行う復調回路であって、ディジタル変調信号に基づいて生成した基準搬送波Ａを参照してディジタル変調信号の同期検波を行う検波回路１５と、パイロット信号に基づいて生成した基準搬送波Ｂの位相と基準搬送波Ａの位相とを比較し、その比較結果に基づいて基準搬送波Ａを補正するＮＣＯ回路１９とを備えるディジタル変調信号復調回路。【選択図】図１
2011023884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル変調信号とパイロット信号とが多重送信された信号の同期検波を行う復調回路であって、
前記ディジタル変調信号に基づいて生成した基準搬送波を参照して前記ディジタル変調信号の同期検波を行いながら、前記パイロット信号に基づいて生成した搬送波の位相と前記基準搬送波の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記基準搬送波を補正する
ことを特徴とするディジタル変調信号復調回路。
【請求項２】
前記パイロット信号を平滑化するパイロット平滑化手段と、
前記ディジタル変調信号から搬送波成分を抽出する搬送波抽出手段と、
前記基準搬送波を参照して前記ディジタル変調信号を同期検波する同期検波手段と、
前記パイロット平滑化手段の出力と前記基準搬送波との間の位相差を検出する位相比較手段と、
前記搬送波抽出手段の出力に基づいて前記基準搬送波を生成するとともに、前記位相比較手段によって検出された前記位相差の絶対値が所定のしきい値より大きい場合には、前記基準搬送波の位相を、前記パイロット平滑化手段の出力の位相と等しくなるよう補正する可変発振手段とを備え、
前記基準搬送波を参照して前記ディジタル変調信号の同期検波を行いながら、前記パイロット信号に基づいて生成した搬送波の位相と前記基準搬送波の位相との比較結果に基づいて前記基準搬送波を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載のディジタル変調信号復調回路。
【請求項３】
前記ディジタル変調信号の信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、又は信号対雑音及び干渉電力比を検出する信号品質検出手段を備え、
前記信号品質検出手段の検出結果が小さい場合には前記所定のしきい値を大きく、前記検出結果が大きい場合には前記所定のしきい値を小さく設定する
ことを特徴とする請求項２に記載のディジタル変調信号復調回路。
【請求項４】
前記パイロット信号の信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、又は信号対雑音及び干渉電力比を検出する信号品質検出手段を備え、
前記信号品質検出手段の検出結果が小さい場合には前記所定のしきい値を大きく、前記検出結果が大きい場合には前記所定のしきい値を小さく設定する
ことを特徴とする請求項２に記載のディジタル変調信号復調回路。
【請求項５】
前記ディジタル変調信号の変調多値数に基づき、前記変調多値数が小さい場合には前記所定のしきい値を大きく、前記変調多値数が大きい場合には前記所定のしきい値を小さく設定する
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のディジタル変調信号復調回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル変調信号を同期検波によって復調するディジタル変調信号復調回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
送受信機の局部発振器によって生じる位相雑音や、移動伝搬路で生じるフェージング等による位相変動の影響下で高品質なディジタル信号伝送が必要な場合、伝送するディジタル変調信号にパイロット信号を多重して送信し、受信側ではパイロット信号に基づく同期検波により信号を復調する方法が知られる。
【０００３】
図７は非特許文献１等に記載の技術による、従来のディジタル変調信号復調回路の一構成例である。本構成は、ディジタル変調信号に対しパイロット信号を時間多重する場合の例であり、フレーム同期回路１１、平均化回路１２、内挿回路１３、遅延回路１４、検波回路１５から構成される。また、パイロット信号を時間多重して伝送するフレームフォーマットを図２に示す。同図に示した例では、パイロット信号は無変調とする。
【０００４】
図７の構成において、フレーム同期回路１１は、受信信号に対してフレーム同期を確立し、パイロット信号の到来タイミングを示すゲート信号を出力する。平均化回路１２はゲート信号のタイミングに従い、パイロット信号区間（図２の区間ＴＰ１、ＴＰ２、…）の受信信号を平均化して出力する。平均化回路１２の出力は、平均化対象のパイロット信号区間における基準搬送波に相当する。ただし、この方法で得られる基準搬送波はパイロット信号区間毎の離散値になるので、データ区間（図２の区間ＴＤ１、ＴＤ２、…）における基準搬送波を求めるために、内挿回路１３が、得られた離散値を内挿する。すなわち、隣接するパイロット信号区間で得られた平均化回路１２出力を一次内挿してデータ区間における基準搬送波とする。このように一次内挿を用いる方法では、データ区間に後続するパイロット信号区間を受信完了した時点でようやく当該データ区間先頭における基準搬送波が決定するので、受信信号に比較して１フレーム長の時間遅れを伴う。したがって、遅延回路１４により受信信号を１フレーム長だけ遅延し、遅延回路１４の出力を内挿回路１３の出力により検波回路１５にて同期検波する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】三瓶政一、「陸上移動通信用１６ＱＡＭのフェージングひずみ補償方式」、電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ、１９８９年１月、Ｖｏｌ．  Ｊ７２−Ｂ−ＩＩ、Ｎｏ．  １、ｐ．７−１５
【非特許文献２】大谷、他、「衛星通信用ディジタル変復調回路のＬＳＩ化」、電子情報通信学会技術研究報告、１９８８年、ＳＡＴ８８−７、ｐ．３９−４５
【非特許文献３】Ｇ．  Ｇａｒｄｉｋｉｓ  ａｎｄ  Ａ．  Ｋｏｕｒｔｉｓ，  “Ｕｓｉｎｇ  ＤＶＢ−Ｓ２  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｔｒｉｐｌｅ  Ｐｌａｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，  Ｖｏｌ．  ４６，  Ｎｏ．  １２，  ｐｐ．１２８−１３５，  ２００８年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、同期検波を行うための基準搬送波には高いＣ／Ｎ（搬送波対雑音電力比）が要求される。図７に示す従来の装置で基準搬送波のＣ／Ｎを高めるには、パイロット信号区間を長く設定し、十分な平滑化を行う必要があるが、そのためにデータ区間が短縮され、伝送効率が低下する。一方、伝送効率を高めるためにパイロット信号区間を短くすると、基準搬送波のＣ／Ｎが低下するため、復調信号の符号誤り率が劣化する問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題を解決し、位相雑音やフェージング変動の環境下で高い伝送効率を達成し、かつ符号誤り率の劣化も小さいディジタル変調信号復調回路を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ディジタル変調信号とパイロット信号とが多重送信された信号の同期検波を行う復調回路であって、前記ディジタル変調信号に基づいて生成した基準搬送波を参照して前記ディジタル変調信号の同期検波を行いながら、前記パイロット信号に基づいて生成した搬送波の位相と前記基準搬送波の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記基準搬送波を補正することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記パイロット信号を平滑化するパイロット平滑化手段と、前記ディジタル変調信号から搬送波成分を抽出する搬送波抽出手段と、前記基準搬送波を参照して前記ディジタル変調信号を同期検波する同期検波手段と、前記パイロット平滑化手段の出力と前記基準搬送波との間の位相差を検出する位相比較手段と、前記搬送波抽出手段の出力に基づいて前記基準搬送波を生成するとともに、前記位相比較手段によって検出された前記位相差の絶対値が所定のしきい値より大きい場合には、前記基準搬送波の位相を、前記パイロット平滑化手段の出力の位相と等しくなるよう補正する可変発振手段とを備え、前記基準搬送波を参照して前記ディジタル変調信号の同期検波を行いながら、前記パイロット信号に基づいて生成した搬送波の位相と前記基準搬送波の位相との比較結果に基づいて前記基準搬送波を補正することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記ディジタル変調信号の信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、又は信号対雑音及び干渉電力比を検出する信号品質検出手段を備え、前記信号品質検出手段の検出結果が小さい場合には前記所定のしきい値を大きく、前記検出結果が大きい場合には前記所定のしきい値を小さく設定することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、  前記パイロット信号の信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、又は信号対雑音及び干渉電力比を検出する信号品質検出手段を備え、前記信号品質検出手段の検出結果が小さい場合には前記所定のしきい値を大きく、前記検出結果が大きい場合には前記所定のしきい値を小さく設定することを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記ディジタル変調信号の変調多値数に基づき、前記変調多値数が小さい場合には前記所定のしきい値を大きく、前記変調多値数が大きい場合には前記所定のしきい値を小さく設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
各請求項記載の発明によれば、上記の構成によって、位相雑音条件下や、移動体衛星通信回線におけるフェージング条件下において、高い伝送効率、低位相スリップ率、良好な符号誤り率特性を実現することができる。
【００１４】
また、請求項１又は２記載の発明によれば、データによって変調された信号から抽出した搬送波信号（Ｃ／Ｎは高いが位相スリップの危険性が大きい）を基準搬送波として同期検波をしながら、これをパイロット信号から生成した搬送波信号（Ｃ／Ｎは低いが位相スリップの危険性が小さい）と位相比較し、位相差が大きい場合にはパイロット信号から生成した搬送波信号と同じ位相になるよう基準搬送波を位相補正する。このような構成によって、符号誤り率の劣化と位相スリップの双方を小さく抑え、かつ高い伝送効率が得られる効果がある。
【００１５】
また、請求項３記載の発明によれば、受信したディジタル変調信号の信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、または信号対雑音および干渉電力比の何れかを検出し、これらが小さい場合には位相補正の実施を判定するしきい値を大きく、逆に大きい場合にはしきい値を小さく設定する。この構成により、雑音や干渉電力の大きさによらず、符号誤り率の劣化を小さく抑えられる効果がある。
【００１６】
また、請求項４記載の発明によれば、受信したパイロット信号の信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、または信号対雑音および干渉電力比の何れかを検出し、これらが小さい場合には位相補正の実施を判定するしきい値を大きく、逆に大きい場合にはしきい値を小さく設定する。この構成により、雑音や干渉電力の大きさによらず、符号誤り率の劣化を小さく抑えられる効果がある。また、パイロット信号を用いることから、信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、または信号対雑音および干渉電力比の何れかの検出を、一層精度よく行うことができる。
【００１７】
また、請求項５記載の発明によれば、ディジタル変調信号の変調多値数により、変調多値数が小さい場合には位相補正の実施を判定するしきい値を大きく、逆に大きい場合にはしきい値を小さく設定する。この構成により、変調多値数を切り替えて使用する場合のディジタル変調信号復調回路においても、変調多値数によらず符号誤り率の劣化を小さく抑えられる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一の実施形態を示すブロック図である。
【図２】パイロット信号を時間多重したフレーム構成を示すブロック図である。
【図３】ＮＣＯ回路１９の構成例を示すブロック図である。
【図４】第一の実施形態の装置による符号誤り率特性を示す説明図である。
【図５】本発明の第二の実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明の第三の実施形態を示すブロック図である。
【図７】従来技術によるディジタル変調信号復調回路の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の第一の実施形態であるディジタル変調信号受信装置１であり、請求項１及び２に対応する。本構成は、フレームフォーマットとしてディジタル変調信号に対しパイロット信号を時間多重したものを用い、ディジタル変調信号とパイロット信号とが多重送信された信号を受信し、受信した信号の同期検波を行う。またディジタル変調信号から基準搬送波位相を抽出する構成としてコスタスループを用いる場合の例である。本実施形態は、フレーム同期回路１１、平均化回路１２、内挿回路１３、遅延回路１４、検波回路１５、位相比較回路１６、コスタス型位相検出回路１７、ループフィルタ１８、ＮＣＯ回路（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：数値制御発振回路）１９、しきい値比較回路２０から構成される。
【００２０】
図１の構成では、平均化回路１２及び内挿回路１３が、パイロット平滑化手段に対応する。コスタス型位相比較回路１７及びループフィルタ１８が、受信したディジタル変調信号から搬送波成分を抽出する搬送波抽出手段に対応する。ＮＣＯ回路１９が、搬送波抽出手段の出力に基づいて所定の基準搬送波（基準搬送波Ａ）を生成するとともに、位相比較手段によって検出された位相差の絶対値が所定のしきい値より大きい場合には、基準搬送波（基準搬送波Ａ）の位相を、パイロット平滑化手段の出力（基準搬送波Ｂ）の位相と等しくなるよう補正する可変発振手段に対応する。位相比較回路１６が、パイロット平滑化手段の出力（基準搬送波Ｂ）と基準搬送波（基準搬送波Ａ）との間の位相差を検出する位相比較手段に対応する。検波回路１５が、基準搬送波（基準搬送波Ａ）を用いて、受信した信号を同期検波する同期検波手段に対応する。
【００２１】
パイロット信号を時間多重して伝送するフレームフォーマットを図２に示す。同図に示した例では、パイロット信号は無変調とする。
【００２２】
なお、図１のディジタル変調信号受信装置１は、図示していない送信側からディジタル変調信号とパイロット信号を多重して送信された伝送信号を受信するための装置である。ただし、図１では、ディジタル変調信号受信装置１の構成において、受信されたディジタル変調信号を同期検波して復調し、復調出力を得るためのディジタル変調信号復調回路に対応する構成を示している。すなわち、ディジタル変調信号受信装置１には、図１に示す構成以外の例えば伝送信号を受信するための構成や、復調処理の制御や復調出力を処理するための他の構成を含むようにすることができる。また、図１では、ディジタル変調信号復調回路に対応する構成を、ディジタル変調信号を受信するため装置に含まれるものとして構成しているが、例えば受信と送信を行うディジタル変調信号送受信装置など、他の装置に備えられるようにすることもできる。また、図１の構成は、コンピュータとコンピュータで実行されるプログラムとを用いて一部又は全部を構成することができ、その場合のプログラムはコンピュータ読み取り可能な記録媒体又は通信回線を介して提供することが可能である。
【００２３】
図１の構成において、フレーム同期回路１１は、受信信号に対してフレーム同期を確立し、パイロット信号の到来タイミングを示すゲート信号を出力する。平均化回路１２はゲート信号のタイミングに従い、パイロット信号区間（図２の区間ＴＰ１、ＴＰ２、…）の受信信号を平均化して出力する。平均化回路１２の出力は、平均化対象のパイロット信号区間における基準搬送波に相当する。ただし、この方法で得られる基準搬送波はパイロット信号区間毎の離散値になるので、データ区間（図２の区間ＴＤ１、ＴＤ２、…）における基準搬送波を求めるために、内挿回路１３が、得られた離散値を内挿する。すなわち、隣接するパイロット信号区間で得られた平均化回路１２出力を一次内挿してデータ区間における基準搬送波Ｂとする。
【００２４】
他方、受信信号は遅延回路１４によって１フレーム長に等しい時間遅れが与えられた後、検波回路１５でＮＣＯ回路１９からの基準搬送波Ａを参照して検波される。そして、コスタス型位相検出回路１７によって検波回路１５の出力信号を入力としてディジタル変調信号の基準搬送波の位相成分が抽出される。この場合、コスタス型位相検出回路１７は、検波後の信号とその符号（データ判定値）を用い、ディジタル変調信号の基準搬送波の位相と基準搬送波Ａを参照して復調された復調出力の位相との位相差に比例した信号を出力する。なお、検波回路１５の出力が復調出力（すなわち復調データあるいはデータ信号）となる。
【００２５】
コスタス型位相検出回路１７は、コスタスループを用い、復調出力から基準搬送波位相成分を抽出するものであって、この場合、ディジタル変調信号の基準搬送波位相成分を、基準搬送波Ａを参照して復調された復調出力との位相差として出力する自己同期型の搬送波抽出回路として構成されている。このようなコスタス型位相検出回路１７の構成例は、例えば非特許文献２に示されている。コスタス型位相検出回路１７の出力はループフィルタ１８によってろ波され、高域が取り除かれた後、ＮＣＯ回路１９に入力される。ＮＣＯ回路１９は、入力値に比例した周波数の搬送波信号を発生する回路であり、その出力は基準搬送波Ａとして検波回路１５にフィードバックされる。
【００２６】
一方、位相比較回路１６は、ＮＣＯ回路１９からの基準搬送波Ａと、内挿回路１３からの基準搬送波Ｂを位相比較し、これら信号間の位相差を出力する。しきい値比較回路２０は、求めた位相差の絶対値と、予め定められたしきい値を比較し、位相差の絶対値がしきい値より大きければ論理値「１」を、それ以外は論理値「０」を比較結果としてＮＣＯ回路１９へ出力する。ＮＣＯ回路１９には、基準搬送波Ｂも入力され、比較結果が論理値「１」の場合はＮＣＯ回路１９の出力位相（すなわち基準搬送波Ａの位相）が基準搬送波Ｂの位相と等しくなるよう補正がなされる。
【００２７】
図３は、このような補正が可能なＮＣＯ回路１９の内部構成例である。周波数制御入力にはループフィルタ１８からの信号が、補正入力には基準搬送波Ｂが、比較結果入力にはしきい値比較回路２０からの比較結果が入力される。周波数制御入力の値である周波数制御値は、加算回路１０１によって後段の遅延回路１０４からの出力と加算され、加算結果はセレクタ１０３の端子１に入力される。一方、補正入力からの基準搬送波Ｂは、位相検出回路１０２によって位相が算出され、算出された位相はセレクタ１０３の端子２に入力される。セレクタ１０３は、比較結果入力を参照し、比較結果が論理値「１」であれば端子２側を、論理値「０」であれば端子１側を選択して遅延回路１０４に出力する。遅延回路１０４は入力を単位時間遅延させて出力する回路であり、その出力は加算回路１０１にフィードバックされると共に、正弦波テーブル１０５に入力される。正弦波テーブル１０５は入力値を位相θとみなし、搬送波信号であるｃｏｓ（θ）、ｓｉｎ（θ）を出力する。
【００２８】
図３の回路において、遅延回路１０４の入力は搬送波信号の位相であるため、セレクタ１０３を介し基準搬送波Ｂの位相を入力することにより、前述のような位相補正が行われる。すなわち、基準搬送波Ａと基準搬送波Ｂの位相差の絶対値が予め定められたしきい値より大きい場合には、ＮＣＯ回路１９の出力位相が基準搬送波Ｂと等しくなるように補正がなされる。一方、基準搬送波Ａと基準搬送波Ｂの位相差の絶対値が予め定められたしきい値以下の場合には、周波数制御入力の値に単位時間前の遅延回路１０４の出力を加算した値が出力位相となる。
【００２９】
なお、パイロット信号から１次内挿により得られる基準搬送波Ｂは、データ区間に後続するパイロット信号区間を受信完了した時点でようやく当該データ区間先頭における値が決定するので、受信信号に比較して１フレーム長の時間遅れを伴う。一方基準搬送波Ａは、検波回路１５の入力信号に対し時間遅れがない。図１の構成では、基準搬送波Ａ、Ｂの時間遅れを合わせるため、遅延回路１４により受信信号を１フレーム長だけ遅延し、検波回路１５に入力している。
【００３０】
図１の構成で基準搬送波Ａを生成するために用いた構成におけるコスタスループなど、復調データ（復調出力）を用いた自己同期型の搬送波抽出回路は、ループフィルタの帯域を狭めれば伝送効率の低下なく搬送波のＣ／Ｎを高められるが、復調データの誤りに起因して生じる「位相スリップ」と呼ばれる不正な位相への遷移が不可避である。特に、位相雑音や移動によるフェージングで生じる搬送波位相の変動へ常に追従することは困難であり、局所的な復調データ誤りの増大から位相スリップが頻発する。一方、パイロット信号から生成される基準搬送波Ｂは、従来の技術で説明したように搬送波のＣ／Ｎが低い欠点があるが、復調データ誤りの影響を受けないので、位相スリップが生じない利点がある。基準搬送波ＡとＢは、位相スリップがなければほぼ同一の位相をとるが、位相スリップが生じるとその差が大きくなる。本発明は両者の位相差を検出し、これが一定のしきい値以上大きくなった場合には位相スリップの発生とみなして基準搬送波Ａの位相を基準搬送波Ｂに合わせる動作を行う。このような制御により、位相スリップが生じない状態ではＣ／Ｎの良好な基準搬送波Ａによって同期検波を行い、位相スリップが生じた時にだけ基準搬送波Ｂを用いて位相補正を行うため、基準搬送波のＣ／Ｎ劣化に伴う符号誤り率の劣化と、位相スリップの双方を小さく抑え、かつ高い伝送効率が得られる。
【００３１】
本発明による符号誤り率の改善状況を図４に示す。同図は、変調方式をＱＰＳＫ（４位相変調）、パイロット信号区間：ディジタル変調信号区間＝２：３２とし、局部発振器を想定した位相雑音を印加した場合の符号誤り率特性であり、横軸が情報量１ビット当たりの信号エネルギー／雑音電力密度比、縦軸が符号誤り率である。図１に示した本発明によるディジタル変調信号受信装置１の特性のほか、位相スリップが生じない場合の理論値、図７の従来装置の特性、及びパイロット信号を用いずにコスタスループのみで基準搬送波を抽出した場合も示した。本発明のディジタル変調信号受信装置１は理論値に漸近した特性が得られるのに対し、他の構成では劣化が見られることがわかる。
【００３２】
図５は本発明の第二の実施形態であるディジタル変調信号受信装置１ａであり、請求項３、４に対応する。本実施形態は、フレーム同期回路１１、平均化回路１２、内挿回路１３、遅延回路１４、検波回路１５、位相比較回路１６、コスタス型位相検出回路１７、ループフィルタ１８、ＮＣＯ回路１９、しきい値比較回路２０、信号品質検出回路２１、しきい値制御回路２２から構成される。パイロット信号の多重方法やディジタル変調信号から基準搬送波位相を抽出する構成は第一の実施形態と同様である。図５のディジタル変調信号受信装置１ａにおいて、図１のディジタル変調信号受信装置１と同一の構成には同一の符号を用いている。
【００３３】
図５の構成は、図１の構成に加え、信号品質検出回路２１、しきい値制御回路２２を備えることが特徴である。信号品質検出回路２１は、ディジタル変調信号部分（請求項３に対応）、またはパイロット信号部分（請求項４に対応）の信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、または信号対雑音および干渉電力比の何れか（以下、信号対雑音電力比を代表として用いる）を検出し、しきい値制御回路２２に通知する。検出した信号対雑音電力比に応じ、しきい値制御回路２２は、しきい値をＸ（信号対雑音電力比が小さい場合）、Ｙ（信号対雑音電力比が大きい場合）の２段階に制御する。ただし、Ｘ＞Ｙである。その他の動作は図１と同様であるため、省略する。
【００３４】
受信信号の信号対雑音電力比が小さい場合、パイロット信号から生成する基準搬送波Ｂには多くの雑音成分が含まれるため、基準搬送波Ａとの位相差の絶対値は平均的に大きくなる。このような場合、しきい値を小さく設定すると、位相スリップが発生していないにもかかわらず基準搬送波Ａの位相補正が行われる確率が高くなるため、結果として検波回路１５に供給される基準搬送波ＡのＣ／Ｎが劣化し、符号誤り率の劣化となる。これを防ぐためにはしきい値を大きく設定すればよいが、このようにすると位相スリップの検出が遅れる結果となり、特に受信信号の信号対雑音電力比が大きくなった場合には符号誤り率の劣化をもたらす。図５の構成は、受信信号の信号対雑音電力比に応じてしきい値を可変するため、信号対雑音電力比によらず常に良好な符号誤り率が達成される。
【００３５】
図６は本発明の第三の実施形態であるディジタル変調信号受信装置１ｂであり、請求項５に対応する。本実施形態は、フレーム同期回路１１、平均化回路１２、内挿回路１３、遅延回路１４、検波回路１５、位相比較回路１６、コスタス型位相検出回路１７、ループフィルタ１８、ＮＣＯ回路１９、しきい値比較回路２０、しきい値制御回路２２、変調多値数制御回路２３から構成される。パイロット信号の多重方法やディジタル変調信号から搬送波を抽出する構成は第一の実施形態と同様である。図６のディジタル変調信号受信装置１ｂにおいて、図１、図５のディジタル変調信号受信装置１、１ａと同一の構成には同一の符号を用いている。
【００３６】
図６の構成は、図１の構成に加え、変調多値数制御回路２３、しきい値制御回路２２を備えることが特徴である。変調多値数制御回路２３は、予め定められた手順によりディジタル変調信号の変調多値数を設定し、しきい値制御回路２２に通知する。変調多値数に応じ、しきい値制御回路２２は、しきい値をＸ（変調多値数が小さい場合）、Ｙ（変調多値数が大きい場合）の２段階に制御する。ただし、Ｘ＞Ｙである。その他の動作は図１と同様であるため、省略する。
【００３７】
一般に変調多値数が小さいほど、所定の符号誤り率を得るための信号対雑音比も小さい。非特許文献３に示すような適応変調は、受信信号の信号対雑音比に応じて変調多値数を制御し、信号対雑音比によらずほぼ一定の符号誤り率を得ることを目的としている。図６の構成は、このような適応変調を行うディジタル変調信号伝送装置として機能する。上記より、変調多値数が小さい場合は受信信号の信号対雑音比も小さいため、パイロット信号から生成する基準搬送波Ｂには多くの雑音成分が含まれ、基準搬送波Ａとの位相差の絶対値は平均的に大きくなる。このような場合、しきい値を小さく設定すると、位相スリップが発生していないにもかかわらず基準搬送波Ａの位相補正が行われる確率が高くなるため、結果として検波回路１５に供給される基準搬送波のＣ／Ｎが劣化し、符号誤り率の劣化となる。これを防ぐためにはしきい値を大きく設定すればよいが、このようにすると位相スリップの検出が遅れる結果となり、特に変調多値数が大きい（受信信号の信号対雑音電力比が大きい）場合には符号誤り率の劣化をもたらす。図６の構成は、変調多値数に応じてしきい値を可変するため、変調多値数によらず常に良好な符号誤り率が達成される。
【００３８】
なお、第一から第三の実施形態に示した構成では、搬送波抽出手段としてコスタス型位相検出回路１７を用いたが、これに限らず、例えば逆変調型や再変調型など、ディジタル変調信号から基準搬送波位相を抽出する構成であればどれでも適用可能である。また同様に、パイロット信号の多重方法としてはいずれも時間多重する構成を示したが、異なる周波数に多重する周波数多重や、異なる拡散符号に多重するコード多重を用いることもできる。さらに、第二、第三の実施形態では、しきい値を２段階に制御する例を示したが、これに限らず３以上の多段階に制御する構成も好ましい。
【００３９】
以上のように、本発明の各実施形態によれば、ディジタル変調信号とパイロット信号とが多重送信された信号の同期検波を行うディジタル変調信号復調回路が、ディジタル変調信号に基づいて生成した基準搬送波を参照してディジタル変調信号の同期検波を行いながら、パイロット信号に基づいて生成した搬送波の位相と前記基準搬送波の位相とを比較し、その比較結果に基づいて基準搬送波を補正するようにしたので、位相雑音条件下や、移動体衛星通信回線におけるフェージング条件下において、高い伝送効率、低位相スリップ率、良好な符号誤り率特性を実現することができる。
【００４０】
また、本発明によるディジタル変調信号復調回路は、データによって変調された信号から抽出した搬送波信号（Ｃ／Ｎは高いが位相スリップの危険性が大きい）を基準搬送波（基準搬送波Ａ）として同期検波をしながら、これをパイロット信号から生成した搬送波信号（Ｃ／Ｎは低いが位相スリップの危険性が小さい）（基準搬送波Ｂ）と位相比較し、位相差が大きい場合にはパイロット信号から生成した搬送波信号（基準搬送波Ｂ）と同じ位相になるよう基準搬送波（基準搬送波Ａ）を位相補正する。このような構成によって、符号誤り率の劣化と位相スリップの双方を小さく抑え、かつ高い伝送効率が得られる効果がある。
【００４１】
また、本発明の別の実施形態によれば、受信したディジタル変調信号の信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、または信号対雑音および干渉電力比の何れかを検出し、これらが小さい場合には位相補正の実施を判定するしきい値を小さく、逆に大きい場合にはしきい値を大きく設定する。この構成により、雑音や干渉電力の大きさによらず、符号誤り率の劣化を小さく抑えられる効果がある。
【００４２】
また、本発明の別の実施形態によれば、受信したパイロット信号の信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、または信号対雑音および干渉電力比の何れかを検出し、これらが小さい場合には位相補正の実施を判定するしきい値を小さく、逆に大きい場合にはしきい値を大きく設定する。この構成により、雑音や干渉電力の大きさによらず、符号誤り率の劣化を小さく抑えられる効果がある。また、パイロット信号を用いることから、信号対雑音電力比、信号対干渉電力比、または信号対雑音および干渉電力比の何れかの検出を、一層精度よく行うことができる。
【００４３】
また、本発明の別の実施形態によれば、ディジタル変調信号の変調多値数により、変調多値数が小さい場合には位相補正の実施を判定するしきい値を大きく、逆に大きい場合にはしきい値を小さく設定する。この構成により、変調多値数を切り替えて使用する場合のディジタル変調信号復調回路においても、変調多値数によらず符号誤り率の劣化を小さく抑えられる効果がある。
【符号の説明】
【００４４】
１、１ａ、１ｂ…ディジタル変調信号受信装置、１１…フレーム同期回路、１２…平均化回路、１３…内挿回路、１４、１０４…遅延回路、１５…検波回路、１６…位相比較回路、１７…コスタス型位相検出回路、１８…ループフィルタ、１９…ＮＣＯ回路、２０…しきい値比較回路、２１…信号品質検出回路、２２…しきい値制御回路、２３…変調多値数制御回路、１０１…加算回路、１０２…位相検出回路、１０３…セレクタ、１０５…正弦波テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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