(57)【要約】【課題】より簡素な構成でより良好な符号誤り率特性を有する準同期検波回路を得る。【解決手段】準同期検波回路に含まれる直交誤差取得部２２は、まず、入力信号ＷＩ，ＷＱの２乗和Ｗを取得し、次に、そのＷと平均電力ＰＴとを用いて、直交誤差ｔａｎ（Δθ）を、次の式【数２４】2005223840.tif 000026ここに、τ：時定数に相当する係数、ｔ：時間を示すパラメータ、ｓｇｎ（ＷＩ）：ＷＩの符号、ｓｇｎ（ＷＱ）：ＷＱの符号）によって取得する。直接的に直交誤差ｔａｎ（Δθ）を取得する分、従来のものに比べて補正精度が向上し、ひいてはビット誤り率特性が向上する。【選択図】図４
2005223840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された同相成分および直交成分に対し準同期検波を行う準同期検波部と、入力された同相成分および直交成分の直交誤差を補正する直交誤差補正部と、を備える準同期検波回路において、
直交誤差補正部は、
直交誤差が無い状態で想定される平均電力ＰＴ、入力された同相成分ＷＩ、直交成分ＷＱに基づいて、直交誤差ｔａｎ（Δθ）を、
【数１】
2005223840.tif 000024
（ここに、τ：時定数に相当する係数、ｔ：時間を示すパラメータ、ｓｇｎ（ＷＩ）：ＷＩの符号、ｓｇｎ（ＷＱ）：ＷＱの符号）として取得する直交誤差取得部と、
前記直交誤差ｔａｎ（Δθ）を直交成分に乗算した信号と同相成分とを加算して補正後の同相成分を取得し、また、前記直交誤差ｔａｎ（Δθ）を同相成分に乗算した信号と直交成分とを加算して補正後の直交成分を取得する補正処理部と、
を含むことを特徴とする準同期検波回路。
【請求項２】
さらに、直交誤差が無い状態で想定される平均電力ＰＴの同相成分ＰＴＩ、直交成分ＰＴＱ、入力された同相成分ＷＩおよび直交成分ＷＱに基づいて、同相成分の振幅誤差量ＬＩおよび直交成分の振幅誤差量ＬＱを、
【数２】
2005223840.tif 000025
（ここに、Ｂ１：所定の係数）として取得してこれを補正する振幅補正部を備えることを特徴とする請求項１に記載の準同期検波回路。
【請求項３】
前記振幅補正部、前記直交誤差補正部、および前記準同期検波部を、この順に備えることを特徴とする請求項２に記載の準同期検波回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、準同期検波回路に関し、特に、直交誤差および振幅誤差の補正を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＱＡＭ等の多値ディジタル変調方式に対応する準同期検波回路において、自動的に直交誤差を補正する手法が提案されている。例えば特許文献１には、復調後の信号の直交誤差を検出し、検出した直交誤差から位相回転前の直交誤差を推定して、その推定した直交誤差分の補正を行う技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４４５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術でもある程度の効果は得られるが、構成の複雑さ等の問題があり、より簡素な構成でより良好な符号誤り率特性を有する準同期検波回路が望まれていた。本発明は、上記従来技術とは異なる新しい方式の直交誤差補正を行うものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる準同期検波回路は、入力された同相成分および直交成分に対し準同期検波を行う準同期検波部と、入力された同相成分および直交成分の直交誤差を補正する直交誤差補正部と、を備える準同期検波回路において、直交誤差補正部は、直交誤差が無い状態で想定される平均電力ＰＴ、入力された同相成分ＷＩ、直交成分ＷＱに基づいて直交誤差ｔａｎ（Δθ）を、
【数３】
2005223840.tif 000003
（ここに、τ：時定数に相当する係数、ｔ：時間を示すパラメータ、ｓｇｎ（ＷＩ）：ＷＩの符号、ｓｇｎ（ＷＱ）：ＷＱの符号）として取得する直交誤差取得部と、前記直交誤差ｔａｎ（Δθ）を直交成分に乗算した信号と同相成分とを加算して補正後の同相成分を取得し、また、前記直交誤差ｔａｎ（Δθ）を同相成分に乗算した信号と直交成分とを加算して補正後の直交成分を取得する補正処理部と、を含む。
【０００６】
また、上記本発明にかかる準同期検波回路では、さらに、直交誤差が無い状態で想定される平均電力ＰＴの同相成分ＰＴＩ、直交成分ＰＴＱ、入力された同相成分ＷＩおよび直交成分ＷＱに基づいて、同相成分の振幅誤差量ＬＩおよび直交成分の振幅誤差量ＬＱを、
【数４】
2005223840.tif 000004
（ここに、Ｂ１：係数）として取得してこれを補正する振幅補正部を備えるのが好適である。
【０００７】
また、上記本発明にかかる準同期検波回路では、前記振幅補正部、前記直交誤差補正部、および前記準同期検波部を、この順に備えるのが好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
まずは、復調時に生じる直交誤差およびその補正について説明する。図１は、復調処理を行う復調部１０を模式的に示した図、また図２および図３は、復調部１０で用いることができる補正処理部１６，１６ａの概略構成を示す図である。図１の復調部１０は、乗算器１２ｉ，１２ｑ、ＬＰＦ１４ｉ，１４ｑおよび補正処理部１６を備える。また、図２および図３の補正処理部１６，１６ａは、乗算器１８ｉ１，１８ｉ２，１８ｑ１，１８ｑ２および加算器２０ｉ，２０ｑを備える。
【００１０】
図１に示すように、入力信号を
【数５】
2005223840.tif 000005
とし（ここに、ω：角振動数、ｔ：時間）、周波数誤差Δωおよび直交誤差Δθ（ただしΔθは直交誤差の半値）を含むローカル信号を、
【数６】
2005223840.tif 000006
とすると、ＬＰＦ１４ｉ，１４ｑの出力Ｉ’，Ｑ’は、それぞれ、
【数７】
2005223840.tif 000007
となる。
【００１１】
式（３）は、
【数８】
2005223840.tif 000008
と書くことができ、これをマトリクスを用いて表現すると、
【数９】
2005223840.tif 000009
となる。
【００１２】
したがって、式（５）の両辺に、それぞれ、右から
【数１０】
2005223840.tif 000010
を乗算すると、
【数１１】
2005223840.tif 000011
となる。式（７）の補正を行うには、図２のように補正処理部１６を構成すればよい。
【００１３】
ここで、直交誤差Δθが非常に小さい場合、例えば、−２．５［ｄｅｇ］≦Δθ≦＋２．５［ｄｅｇ］の範囲にあるときには、以下の近似式
【数１２】
2005223840.tif 000012
が成り立つから、補正処理部１６ａは、図３に示すように構成することができる。この補正処理部１６ａでは、前記直交誤差ｔａｎ（Δθ）を直交成分Ｉ’に乗算した信号と同相成分Ｑ’とを加算して補正後の同相成分Ｉが取得され、また、直交誤差ｔａｎ（Δθ）を同相成分Ｉ’に乗算した信号と直交成分Ｑ’とを加算して補正後の直交成分Ｑが取得される。
【００１４】
次に、上記補正に用いるｔａｎ（Δθ）の取得について説明する。図４は、直交誤差ｔａｎ（Δθ）を取得する直交誤差取得部２２の機能ブロック図である。
【００１５】
今、直流成分のオフセットおよび振幅オフセットが既に補正されているものと仮定すれば、同相成分ＷＩおよび直交成分ＷＱは、それぞれ、
【数１３】
2005223840.tif 000013
となる。ここに、ＩＲおよびＱＲは、同相成分および直交成分の理想点である。
【００１６】
式（９）は、
【数１４】
2005223840.tif 000014
と変形することができる。
【００１７】
直交誤差Δθが小さい場合、例えば、−２．５［ｄｅｇ］≦Δθ≦＋２．５［ｄｅｇ］の範囲にあるときには、１／ｃｏｓ（Δθ）≒１と近似できるから、この場合、式（１０）は、
【数１５】
2005223840.tif 000015
と書くことができる。この式（１１）は、キャリア周波数誤差により位相が回転し、その後直交誤差が生じていることを示している。このことから、直交誤差を補正した後、キャリア再生（同期検波）を行う必要があることがわかる。
【００１８】
ここで、同相成分ＷＩおよび直交成分ＷＱの２乗和Ｗは、
【数１６】
2005223840.tif 000016
となる。また、平均電力ＰＴについては、加算期間が十分に長ければ、その時間積分（ｔ：離散化された時間のパラメータ）は、
【数１７】
2005223840.tif 000017
となる。式（１３）の右辺は、信号が時々刻々と理論上の信号点を推移したときに取得されるべき電力の積分値に相当する。したがって、平均電力ＰＴは、変調方式に応じた定数とすることができ、例えば１６ＱＡＭの場合、同相成分および直交成分の最大値をＩｍａｘ（＝Ｑｍａｘ）とすると、ＰＴ＝０．５５６・Ｉｍａｘ２とすることができる。
【００１９】
そして、これら式（１２）および式（１３）から、
【数１８】
2005223840.tif 000018
が成り立ち、結局、ｔａｎ（Δθ）は、
【数１９】
2005223840.tif 000019
となる。ここで、τは、時定数に相当する係数であり、引込時間とジッタのトレードオフで決定する。
【００２０】
以上より、直交誤差補正部２４は、図３の補正処理部１６ａと図４の直交誤差取得部２２とを組み合わせて、図５に示すように構成することができる。この直交誤差補正部２４は、従来のものに比べると、簡素でありかつ補正精度も高い。図６は、６４ＱＡＭの場合に本実施形態にかかる直交誤差補正の効果を示す図（ＩＱコンスタレーション）である。図６から、この補正によって各信号点のばらつきが低減されていることがわかる。
【００２１】
なお、この直交誤差補正は、変調処理の場合にも同様に適用可能であり、その場合も図３の補正処理部１６ａを用いることができる。ただし、変調処理の場合には、補正処理部１６ａは変調の前段に設けることに留意すべきである。
【００２２】
次に、振幅誤差およびその補正について説明する。図７は、同相成分、直交成分の振幅誤差ＬＩ，ＬＱを補正する振幅誤差補正部２６の機能ブロック図である。
【００２３】
今、直流成分のオフセットが既に補正されているものと仮定すれば、同相成分ＷＩおよび直交成分ＷＱは、それぞれ、
【数２０】
2005223840.tif 000020
となる。そして、同相成分、直交成分の振幅誤差ＬＩ，ＬＱに関しては、
【数２１】
2005223840.tif 000021
が成り立つ。ここに、ＰＴＩ：平均電力の同相成分、ＰＴＱ：平均電力の直交成分である。これらＰＴＩ，ＰＴＱは、それぞれ、信号が時々刻々と理論上の信号点を推移したときに取得されるべき電力の同相成分および直交成分の積分値に相当する。
【００２４】
この式（１７）を変形すると、
【数２２】
2005223840.tif 000022
が得られる。したがって、ジッタを考慮した最終的な振幅誤差の補正量（すなわち、ＬＩ，ＬＱ）は、
【数２３】
2005223840.tif 000023
となる。ここで、τは、時定数に相当する係数であり、引込時間とジッタのトレードオフで決定する。また、１／Ｂ１は補正ゲインであり、これも引込時間とジッタのトレードオフで決定する。
【００２５】
以上より、振幅誤差補正部２６は、図７に示すように構成することができる。この振幅誤差補正部２６は、従来のものに比べると、簡素でありかつ補正精度も高い。
【００２６】
図８は、上述した直交誤差補正および振幅補正を行うモジュールを備えた準同期検波回路３０の一例を示す図である。この準同期検波回路３０は一つのＬＳＩとして構成することができる。準同期検波回路３０は、Ａ／Ｄ変換部３２ｉ，３２ｑ、ルートロールオフフィルタ（ＲＯＦ）３４ｉ，３４ｑ、第１の直流成分補正部（ＡＤＣ１）３６ｉ１，３６ｑ１、第１の振幅誤差補正部（ＡＬＣ１）２６ｉ１，２６ｑ１、第１の直交誤差補正部（ＡＱＣ１）２４−１、準同期検波部３８、第２の直流成分補正部（ＡＤＣ２）３６ｉ２，３６ｑ２、第２の振幅誤差補正部（ＡＬＣ２）２６ｉ２，２６ｑ２、および第２の直交誤差補正部（ＡＱＣ２）２４−２を備える。このように、準同期検波部３８の前段では各誤差を粗く補正し、準同期検波部３８の後段で各誤差をより精度良く補正することで、より確実にかつより高精度に補正を実行している。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換部３２ｉ，３２ｑは、アナログ信号をディジタル信号に変換し、ＲＯＦ３４ｉ，３４ｑは、符号間干渉を抑制し、またＡＤＣ１およびＡＤＣ２（３６ｉ１，３６ｑ１，３６ｉ２，３６ｑ２）は、直流成分誤差すなわちオフセット誤差を補正する。
【００２８】
ＡＬＣ１およびＡＬＣ２（２６ｉ１，２６ｑ１，２６ｉ２，２６ｑ２）は、上述した振幅誤差補正部２６として構成される。ただし、ＡＬＣ２（２６ｉ２，２６ｑ２）はＡＬＣ１（２６ｉ１，２６ｑ１）に比べて補正範囲が狭いが補正精度が高い。
【００２９】
ＡＱＣ１およびＡＱＣ２（２４−１，２４−２）は、上述した直交誤差補正部２４として構成される。ただし、ＡＱＣ２（２４−２）はＡＱＣ１（２４−１）に比べて補正範囲が狭いが補正精度が高い。
【００３０】
図９は、図８の準同期検波回路３０によって直交誤差および振幅誤差を補正した場合（実線）、誤差補正を行わない場合（破線）、および理論特性（一点鎖線）のビット誤り率（ＢＥＲ）特性の一例を示す図である。この図において横軸は１ビットあたりの信号対雑音電力比（Ｅｂ／Ｎ０）、また縦軸はビット誤り率（ＢＥＲ）である。この図から明らかとなるように、本実施形態にかかる準同期検波回路３０によれば、直交誤差および振幅誤差が適切に補正され、理論特性に極めて近い良好なＢＥＲ特性が得られることがわかる。なお、図９は、６４ＱＡＭの変調方式においてキャリア周波数ずれが１０［Ｈｚ］の場合の例である。
【００３１】
以上、説明したように、本発明によれば、簡素な構成によってより適切に直交誤差および振幅誤差を補正する準同期検波回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】復調処理を行う復調部の一構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の復調部に適用することができる補正処理部の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図１の復調部に適用することができる補正処理部であって、本実施形態にかかる準同期検波回路に含まれる補正処理部の一構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態にかかる準同期検波回路に含まれる直交誤差取得部の一構成例を示すブロック図である。
【図５】本実施形態にかかる準同期検波回路に含まれる直交誤差補正部の一構成例を示すブロック図である。
【図６】本実施形態にかかる準同期検波回路に含まれる直交誤差補正部による効果を説明するためのコンスタレーションの一例を示す図である。
【図７】本実施形態にかかる準同期検波回路に含まれる振幅誤差補正部の一構成例を示すブロック図である。
【図８】本実施形態にかかる準同期検波回路の一構成例を示すブロック図である。
【図９】本実施形態にかかる準同期検波回路による効果を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  復調部、１２ｉ，１２ｑ  乗算器、１４ｉ，１４ｑ  加算器、１６，１６ａ  補正処理部、１８ｉ１，１８ｉ２，１８ｑ１，１８ｑ２  乗算器、２０ｉ，２０ｑ  加算器、２２  直交誤差取得部、２４，２４−１，２４−２  直交誤差補正部（ＡＱＣ）、２６，２６ｉ１，２６ｑ１，２６ｉ２，２６ｑ２  振幅誤差補正部（ＡＬＣ）、３０  準同期検波回路、３２ｉ，３２ｑ  Ａ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ）、３４ｉ，３４ｑ  ルートロールオフフィルタ（ＲＯＦ）、３６ｉ１，３６ｑ１，３６ｉ２，３６ｑ２  オフセット誤差補正部（ＡＤＣ）、３８  準同期検波部。
【図１】
2005223840.tif 000027
【図２】
2005223840.tif 000028
【図３】
2005223840.tif 000029
【図４】
2005223840.tif 000030
【図５】
2005223840.tif 000031
【図６】
2005223840.tif 000032
【図７】
2005223840.tif 000033
【図８】
2005223840.tif 000034
【図９】
2005223840.tif 000035