(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の位相変調信号と共に、通信フレーム内において位相数が最も少ない位相変調（以下、最小位相変調という）を用いて位相変調を施されたキャリア同期補助信号が等時間間隔に分散するように、時分割多重された当該通信フレームを受信すための復調装置であって、前記通信フレーム内の予め定めた信号期間の周波数誤差を検出して周波数誤差の補正を行う周波数補正手段と、前記通信フレーム内の予め定めた信号期間の位相誤差を検出して位相ずれの補正を行う位相補正手段と、前記周波数補正手段の出力信号を入力し、前記通信フレームの同期信号を検出することでフレーム先頭位置を検出するフレーム同期検出手段と、前記フレーム同期検出手段で検出した前記フレーム先頭位置に基づいて、前記最小位相変調が施された期間のうち少なくとも前記キャリア同期補助信号の期間（以下、同期信号期間という）を検出し、当該同期信号期間を与えるゲート信号を生成する同期信号検出手段と、前記位相補正手段の出力信号を入力し、受信信号のＣ／Ｎ（搬送波電力／雑音電力）の状態を検出するＣ／Ｎ検出手段と、チャンネル切り替え時、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めたしきい値に対し高い場合は、前記通信フレームの全期間を与えるゲート信号を周波数補正手段に出力し、周波数補正手段における周波数誤差検出を前記通信フレーム内において位相数が最も大きい位相変調（以下、最大位相変調という）に従うように制御し、それ以外の場合は、前記同期信号期間を与えるゲート信号を周波数補正手段に出力し、周波数補正手段における周波数誤差検出を前記通信フレーム内において最小位相変調に従うように制御する周波数補正部動作判定手段とを備え、前記位相補正手段は、前記同期信号検出手段から出力されるゲート信号が与える同期信号期間において、前記最小位相変調に従った位相補正動作を行い、前記周波数補正手段は、前記周波数補正部動作判定手段に従って、チャンネル切り替え時、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎが、予め定めたしきい値に対し高い場合は、前記通信フレーム内において位相数が最も大きい位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記通信フレームの全期間で周波数補正を行い、それ以外の場合は、前記通信フレーム内において前記最小位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記同期信号期間で周波数補正を行うことを特徴とする復調装置。
【請求項２】
周波数補正手段における数値制御発振手段を制御する平均化周波数誤差を保存する記憶手段を更に備え、チャンネル切り替え前に平均化周波数誤差を記憶手段で記憶し、チャンネル切り替え時に、記憶した平均化周波数誤差を初期値として、周波数補正部を動作させることを特徴とする、請求項１に記載の復調装置。
【請求項３】
複数の位相変調信号と共に、通信フレーム内において位相数が最も少ない位相変調（以下、最小位相変調という）を用いて位相変調を施されたキャリア同期補助信号が等時間間隔に分散するように、時分割多重された当該通信フレームの復調方法であって、チャンネル切り替え直前に受信信号Ｃ／Ｎ（搬送波電力／雑音電力）の状態を検出するステップと、チャンネル切り替えステップと、前記通信フレームの同期信号を検出することで、前記最小位相変調が施された期間のうち少なくとも前記キャリア同期補助信号の期間（以下、同期信号期間という）を検出するステップと、予め定めたしきい値に対し検出した受信Ｃ／Ｎが高い場合は、前記通信フレーム内において位相数が最も大きい位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記通信フレームの全期間で周波数補正を行い、それ以外の場合は、前記通信フレーム内において前記最小位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記同期信号期間で周波数補正を行うステップと、前記同期信号期間において、前記最小位相変調に従った位相の補正動作を行うステップとを備える、復調方法。
【請求項４】
チャンネル切り替え前に周波数補正手段における数値制御発振手段を制御する平均化周波数誤差を保存するステップと、チャンネル切り替え時に、記憶した平均化周波数誤差を周波数補正手段の初期値とするステップとを、更に備えることを特徴とする、請求項３に記載の復調方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動周波数制御装置および方法に関し、より特定的にはディジタル衛星放送に使用される自動周波数制御装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２０００年から放送が開始されるディジタル衛星放送では、１つの変調波（チャンネル）で位相数が異なる位相変調（ＰＳＫ：Phase  Shift  Keying）を組み合わせて、階層変調を可能にしている。すなわち、低階層用データパケットと高階層用データパケットとに対してそれぞれ独立に誤り訂正を施し、それを適当なパケット数ずつ集めて総パケット数を一定値とするフレームを構成する。低階層信号にはＢＰＳＫ（２相位相変調；Binary Phase Shift Keying)またはＱＰＳＫ（４相位相変調；Quaternary Phase Shift Keying)を施し、高階層信号には８ＰＳＫ（８相位相変調；８Phase Shift Keying）を施して時分割多重にて伝送する。
【０００３】
また、フレーム同期信号とフレーム内の各階層の区切りおよび各階層の変調モードを示す伝送多重制御（ＴＭＣＣ；Transmission Multiplexing Configuration Control)信号とを、最も低いＣ／Ｎ（搬送波電力／雑音電力）でも安定受信することができるＢＰＳＫを施して伝送すると共に、低Ｃ／Ｎ時において復調装置の電源投入やチャンネル選択等の動作を行っても、安定にキャリア同期が可能なように、キャリア同期補助信号として周期的にＢＰＳＫバースト信号が多重され、通信フレームが構成される（図１３（a））。
【０００４】
上記に示した通信フレーム構成を有する位相変調波を受信する従来の復調装置としては、特開平１１-２２５１２４号公報に記載のものがある。以下、従来の復調装置および方法を、図１０〜図１２を用いて簡単に説明する。図１０は、従来の復調装置の構成を示すブロック図である。図１１は、従来の復調装置における周波数補正部のブロック図である。図１２は、従来の復調方法を表すフローチャートである。
【０００５】
図１０において、従来の復調装置は、直交検波部１０と、周波数補正部１１と、帯域制限フィルタ１２と、位相補正部１３と、フレーム同期検出部１４と、キャリア同期信号検出部１５、とを備える。
【０００６】
また、周波数補正部１１は、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１と、ループフィルタ１１２と、数値制御発振部１１３と、複素乗算部１１４とを備える。
【０００７】
なお、図１０において、太線かつ“／２”で示している信号線は、複素表現される信号の信号線を示している（以下、各図面において同様とする）。
【０００８】
まず、従来例の復調装置の概略を説明する。直交検波部１０は、入力する通信フレーム内の各ＰＳＫ変調信号を固定周波数の局部発振信号を用いて直交検波により復調し、同相成分（Ｉ），直交成分（Ｑ）の等化低域信号を出力する。周波数補正部１１は、直交検波部１０が出力する信号を入力し、衛星放送受信アンテナにおける周波数変換器（図示せず）等の周波数ずれに起因する周波数誤差を、キャリア同期信号検出部１５から受けるゲート信号に基づいて補正する。
【０００９】
この周波数補正部１１の各構成について簡単に説明する。ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１は、帯域制限フィルタ１２が出力する信号を入力し、遅延検波を行って周波数誤差を検出する。ループフィルタ１１２は、キャリア同期信号検出部１５からの出力信号に従って、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１が検出した周波数誤差のうちキャリア同期補助信号を含むＢＰＳＫ期間における周波数誤差の平均化を行う。
【００１０】
数値制御発振部１１３は、ループフィルタ１１２が出力する平均化周波数誤差信号に対し、数値演算を行い発振信号を出力する。複素乗算部１１４は、直交検波部１０が出力する信号と数値制御発振部１１３が出力する信号とを複素乗算して周波数誤差を打ち消す。
【００１１】
帯域制限フィルタ１２は、周波数補正部１１が出力する信号を入力し、各ＰＳＫ信号のスペクトル整形を行う。フレーム同期検出部１４は、帯域制限フィルタ１２が出力する信号を入力し、遅延検波によってＢＰＳＫ変調されたフレーム同期信号、すなわち通信フレームの先頭を検出する。
【００１２】
キャリア同期信号検出部１５は、フレーム同期検出部１４で検出されたフレーム先頭の情報に基づいて、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間を検出し、その期間に応じたゲート信号を生成する。位相補正部１３は、帯域制限フィルタ１２が出力する信号を入力し、その位相ずれをキャリア同期信号検出部１５から受けるゲート信号に基づいて補正する。
【００１３】
次に、従来例の復調装置が行う動作を、処理の流れに沿って図１１、図１２をさらに参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１２は、従来の復調装置が行う動作を示すフローチャートである。図１１は、周波数補正部１１のさらに詳細な構成を示すブロック図である。
【００１５】
電源投入、もしくはチャンネルの選局要求があると（ステップＳ１００）、まずチューナによるチャンネルの選択が行われる（ステップＳ１０１）。図１０に示す復調装置はチューナ（図示せず）を介して直交検波部１０に入力される信号に対し、まずキャリア同期信号検出部１５において、フレーム同期検出部１４で検出されたフレームの先頭位置に基づいて、図１３（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフレーム同期、信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間に応じたＢＰＳＫゲート信号を生成する（ステップＳ１０２）。
【００１６】
そして、キャリア同期信号検出部１５は、生成したゲート信号を、周波数補正部１１および位相補正部１３へそれぞれ出力する。
【００１７】
次に、図１１を参照して、周波数補正部１１の動作を説明する。図１１において、周波数補正部１１は、遅延検波部１１１ａとＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂとで構成されるＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１と、切替部１１２ａと定数発生部１１２ｂと加算器１１２ｃと遅延部１１２ｄとで構成されるループフィルタ１１２と、加算器１１３ａと遅延部１１３ｂとコサイン波発生部１１３ｃとサイン波発生部１１３ｄとで構成される数値制御発振部１１３と、複素乗算部１１４とを備える。
【００１８】
直交検波部１０が出力する信号は、複素乗算部１１４および帯域制限フィルタ１２を介して、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１の遅延検波部１１１ａに入力される。遅延検波部１１１ａは、現在のｎ相ＰＳＫ変調信号（ｎ＝２  ，４  ，８…、以下同じ）と、その１シンボル前のｎ相ＰＳＫ変調信号の複素共役信号との複素乗算を行い、遅延検波出力を算出する。
【００１９】
この遅延検波出力の算出式を、下記式（１）に示す。
【００２０】
【数１】
0004439714.tif 000002
【００２１】
ここで、
Ｄ１：ｎ相ＰＳＫ変調信号の現在のシンボルの位相状態(0〜(n-1))
Ｄ０：ｎ相ＰＳＫ変調信号の１シンボル前の位相状態(0〜(n-1))
Δｆ：等価低域信号の周波数誤差［Ｈｚ］
ｔ１：現在の時刻［ｔ］
ｔ０：１シンボル前の時刻［ｔ］
Ｔｓ：シンボル周期［ｔ］
である。
【００２２】
ＢＰＳＫの場合、上記式（１）により周波数誤差が無ければ遅延検波出力の位相状態は、図８（ａ）中の●印に示すようにπ・ｎ（ｎ＝０〜１）にある。しかし、周波数誤差Δｆがあると、×印に示すように２π・Δｆ・Ｔｓ（＝θ）分、位相が●印よりずれることになる。
【００２３】
そこで、ＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂでは、周波数誤差が無い場合の●印を受信側の基準として、周波数誤差のある場合の×印との位相差を周波数誤差として検出する。なお、直交座標系で処理しているので、位相差を検出するには本来ａｒｃｔａｎ（ｙ／ｘ）により算出することになるが、簡略化して周波数誤差と比例する量として、ＢＰＳＫの場合、遅延検波信号のうち直交成分の誤差ｙを周波数誤差として出力してもよい。
【００２４】
このＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂで検出した周波数誤差は、切替部１１２ａを介して加算器１１２ｃおよび遅延部１１２ｄからなるループフィルタに入力され、周波数誤差の平均化がなされる。
【００２５】
ここで、ループフィルタ１１２は、１通信フレーム内のＢＰＳＫ変調がされているフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間のみに得られる周波数誤差に関して平均化を行うため、キャリア同期信号検出部１５が出力するゲート信号を用いて切替部１１２ａの切換えを行う。
【００２６】
この切替部１１２ａは、ゲート信号のＢＰＳＫ変調信号の期間（図１３（ｂ）においてＨｉレベル期間）にＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂが出力する周波数誤差をループフィルタに入力し、それ以外の期間には、定数発生部１１２ｂが発生する「定数０」をループフィルタに入力するように切替えを行う。
【００２７】
そして、ループフィルタ１１２の出力信号は、数値演算発振部（ＮＣＯ）１１３を制御し、そこで得られる発振信号により、複素乗算部３２４で周波数誤差が打ち消される。これにより、周波数誤差が補正される（ステップＳ１０３）。
【００２８】
周波数誤差の補正が完了すると（ステップＳ１０４）、位相補正部１３は前記キャリア同期信号検出部１５で生成された図１１（ｂ）に示すようなゲート信号により、１通信フレーム内のフレーム同期、信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間で位相誤差を補正する。これにより、位相誤差が補正され、位相同期が完了する（ステップＳ１０５）。その後、定常の復調処理に移行する（ステップＳ１０６）。
【００２９】
ここでの定常の復調処理とは、位相補正部１４が位相同期した後の復調動作のことであり、雑音等の影響で周波数補正部１１における周波数誤差の変動により数値制御発振手段１１３の発振周波数が変化して、位相補正部１４において位相同期を外さないようにすることである。例えば、一度位相同期した後、何らかの原因で位相同期が外れるまでは、周波数補正部１１のループフィルタ１２の係数更新を停止したり、ループゲインを下げる（感度を下げる）等の処理を行う。
【００３０】
以上のような処理により、従来の復調装置および方法によれば、時分割多重される位相変調信号のうち、パケット内に分散配置されたキャリア同期補助信号を含むＢＰＳＫを用いて搬送波再生を行うことにより、低Ｃ／Ｎ状態においても安定にキャリア同期を行うことができる。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記従来の復調装置では、時分割多重される位相変調信号のうち、パケット内に分散配置されたキャリヤ同期補助信号を含むＢＰＳＫを用いて周波数補正、位相補正を行うことにより、低Ｃ／Ｎ状態においても安定にキャリア同期を行うことができる。
【００３２】
しかしながら、上記従来の復調装置では、周波数補正動作が間欠になるため、一連のキャリア同期までの処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込みに時間が掛かり、牽いてはチャンネル切り替えに時間が掛かってしまうという問題があった。
【００３３】
それ故、本発明の目的は、チャンネル切り替え動作を高速にできる、復調装置および方法を提供することである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、複数の位相変調信号と共に、通信フレーム内において位相数が最も少ない位相変調（以下、最小位相変調という）を用いて位相変調を施されたキャリア同期補助信号が等時間間隔に分散するように、時分割多重された当該通信フレームを受信すための復調装置であって、
前記通信フレーム内の予め定めた信号期間の周波数誤差を検出して周波数誤差の補正を行う周波数補正手段と、
前記通信フレーム内の予め定めた信号期間の位相誤差を検出して位相ずれの補正を行う位相補正手段と、
前記周波数補正手段の出力信号を入力し、前記通信フレームの同期信号を検出することでフレーム先頭位置を検出するフレーム同期検出手段と、
前記フレーム同期検出手段で検出した前記フレーム先頭位置に基づいて、前記最小位相変調が施された期間のうち少なくとも前記キャリア同期補助信号の期間（以下、同期信号期間という）を検出し、当該同期信号期間を与えるゲート信号を生成する同期信号検出手段と、
前記位相補正手段の出力信号を入力し、受信信号のＣ／Ｎ（搬送波電力／雑音電力）の状態を検出するＣ／Ｎ検出手段と、
チャンネル切り替え時、
チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めたしきい値に対し高い場合は、前記通信フレームの全期間を与えるゲート信号を周波数補正手段に出力し、周波数補正手段における周波数誤差検出を前記通信フレーム内において位相数が最も大きい位相変調（以下、最大位相変調という）に従うように制御し、
それ以外の場合は、
前記同期信号期間を与えるゲート信号を周波数補正手段に出力し、周波数補正手段における周波数誤差検出を前記通信フレーム内において最小位相変調に従うように制御する周波数補正部動作判定手段とを備え、
前記位相補正手段は、前記同期信号検出手段から出力されるゲート信号が与える同期信号期間において、前記最小位相変調に従った位相補正動作を行い、
前記周波数補正手段は、前記周波数補正部動作判定手段に従って、チャンネル切り替え時、
チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎが、予め定めたしきい値に対し高い場合は、前記通信フレーム内において位相数が最も大きい位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記通信フレームの全期間で周波数補正を行い、
それ以外の場合は、前記通信フレーム内において前記最小位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記同期信号期間で周波数補正を行うことを特徴とする。
【００３５】
上記のように、第１の発明によれば、チャンネル切り替え時に受信Ｃ／Ｎに基づいて、パケット内の全変調信号で周波数補正を行うか、またはパケット内に分散配置されたキャリヤ同期補助信号を含む最小位相変調信号を用いて周波数補正を行うかを選択することにより、通常Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期までの処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込み時間を短縮することができ、牽いてはチャンネル切り替え動作を高速にすることができる。
【００３６】
第２の発明は、第１の発明において、周波数補正手段における数値制御発振手段を制御する平均化周波数誤差を保存する記憶手段を更に備え、
チャンネル切り替え前に平均化周波数誤差を記憶手段で記憶し、チャンネル切り替え時に、記憶した平均化周波数誤差を初期値として、周波数補正部を動作させることを特徴とする。
【００３７】
上記のように、第２の発明によれば、第１の発明において、一度キャリア同期したとき周波数補正手段の引き込み周波数を記憶し、チャンネル切り替え時に、記憶した引き込み周波数を初期値として、周波数補正手段を再動作させる。これにより、更なる周波数補正の高速化と共に、周波数補正範囲が狭い最大位相変調に従った周波数補正に起因する、周波数補正手段の誤動作を防止することが出来る。
【００３８】
第３の発明は、複数の位相変調信号と共に、通信フレーム内において位相数が最も少ない位相変調（以下、最小位相変調という）を用いて位相変調を施されたキャリア同期補助信号が等時間間隔に分散するように、時分割多重された当該通信フレームの復調方法であって、
チャンネル切り替え直前に受信信号Ｃ／Ｎ（搬送波電力／雑音電力）の状態を検出するステップと、
チャンネル切り替えステップと、
前記通信フレームの同期信号を検出することで、前記最小位相変調が施された期間のうち少なくとも前記キャリア同期補助信号の期間（以下、同期信号期間という）を検出するステップと、
予め定めたしきい値に対し検出した受信Ｃ／Ｎが高い場合は、前記通信フレーム内において位相数が最も大きい位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記通信フレームの全期間で周波数補正を行い、
それ以外の場合は、前記通信フレーム内において前記最小位相変調に従った周波数誤差を検出し、前記同期信号期間で周波数補正を行うステップと、
前記同期信号期間において、前記最小位相変調に従った位相の補正動作を行うステップとを備える。
【００３９】
上記のように、第３の発明によれば、チャンネル切り替え時に受信Ｃ／Ｎに基づいて、パケット内の全変調信号で周波数補正を行うか、またはパケット内に分散配置されたキャリヤ同期補助信号を含む最小位相変調信号を用いて周波数補正を行うかを選択することにより、通常Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期までの処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込み時間を短縮することができ、牽いてはチャンネル切り替え動作を高速にすることができる。
【００４０】
第４の発明は、第３の発明において、チャンネル切り替え前に周波数補正手段における数値制御発振手段を制御する平均化周波数誤差を保存するステップと、チャンネル切り替え時に、記憶した平均化周波数誤差を周波数補正手段の初期値とするステップとを、更に備える。
【００４１】
上記のように、第４の発明によれば、第３の発明において、一度キャリア同期したとき周波数補正手段の引き込み周波数を記憶し、チャンネル切り替え時に、記憶した引き込み周波数を初期値として、周波数補正手段を再動作させる。これにより、更なる周波数補正の高速化と共に、周波数補正範囲が狭い最大位相変調に従った周波数補正に起因する、周波数補正手段の誤動作を防止することが出来る。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明は、パケット内に分散配置された最小位相変調で変調されるキャリヤ同期補助信号を含む、時分割多重された位相変調信号の受信の際の、周波数引き込み時間を短縮して、チャンネル切り替え動作を高速にできる復調装置および方法である。
【００４３】
以下、本発明の各実施形態について説明する。以下の説明において、第１の実施形態が基本となる復調装置であり、第２の実施形態は、第１の実施形態に対し、更なる周波数補正の高速化と共に、周波数補正手段の誤動作を防止した復調装置である。
【００４４】
（第１の実施形態）
図１は、請求項１，３に対応する、本発明の第１の実施形態に係る復調装置の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の第１の実施形態に係る復調装置は、直交検波部１０と、周波数補正部１１Ａと、帯域制限フィルタ１２と、位相補正部１３と、フレーム同期検出部１４と、キャリア同期信号検出部１５、Ｃ／Ｎ検出部１６と、周波数補正動作判定部１７と、を備える。
【００４５】
また、周波数補正部１１Ａは、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１と、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５と、周波数誤差切り替え部１１６と、ループフィルタ１１２と、数値制御発振部１１３と、複素乗算部１１４とを備える。
【００４６】
なお、図１において、太線かつ“／２”で示している信号線は、複素表現される信号の信号線を示している（以下、各図面において同様とする）。
【００４７】
まず、第１の実施形態に係る復調装置を図１を用いて、説明する。
【００４８】
直交検波部１０は、入力する通信フレーム内の各ＰＳＫ変調信号を固定周波数の局部発振信号を用いて直交検波により復調し、同相成分（Ｉ）、直交成分（Ｑ）の等化低域信号を出力する。周波数補正部１１Ａは、直交検波部１０が出力する信号を入力し、衛星放送受信アンテナにおける周波数変換器（図示せず）等の周波数ずれに起因する周波数誤差を、周波数補正動作判定手段１７から受ける制御信号に基づいて補正する。
【００４９】
この周波数補正部１１Ａの各構成について簡単に説明する。ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１は、帯域制限フィルタ１２が出力する信号を入力し、遅延検波を行って通信フレーム内で最も位相数の小さいＢＰＳＫシンボルに基づいて周波数誤差を検出し、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５は、帯域制限フィルタ１２が出力する信号を入力し、遅延検波を行って、通信フレーム内で最も位相数の大きい８ＰＳＫシンボルに基づいて周波数誤差を検出する。
【００５０】
周波数誤差切り替え部１１６は周波数補正動作判定部１７からの周波数誤差切り替え信号に従って、チャンネル切り替え時、切り替え直前のＣ／Ｎが予め定めた値より高い場合は８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５で検出された周波数誤差を、切り替え直前のＣ／Ｎが予め定めた値より低い場合はＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１で検出された周波数誤差を選択する。
【００５１】
ループフィルタ１１２は、周波数補正動作判定手段１７からのゲート信号に従って、チャンネル切り替え直前のＣ／Ｎが予め定めた値より高い場合は、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５が検出した周波数誤差のうち、通信フレーム全期間の周波数誤差の平均化を行い、チャンネル切り替え直前のＣ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１が検出した周波数誤差のうち、ＢＰＳＫ変調される１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間、における周波数誤差の平均化を行う。
【００５２】
数値制御発振部１１３は、ループフィルタ１１２が出力する平均化周波数誤差信号に対し、数値演算を行い発振信号を出力する。複素乗算部１１４は、直交検波部１０が出力する信号と数値制御発振部１１３が出力する信号とを複素乗算して周波数誤差を打ち消す。
【００５３】
帯域制限フィルタ１２は、周波数補正部１１Ａが出力する信号を入力し、各ＰＳＫ信号のスペクトル整形を行う。フレーム同期検出部１４は、帯域制限フィルタ１２が出力する信号を入力し、遅延検波によってＢＰＳＫ変調されたフレーム同期信号、すなわち通信フレームの先頭を検出する。
【００５４】
キャリア同期信号検出部１５は、フレーム同期検出部１４で検出されたフレーム先頭の情報に基づいて、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間を検出し、図４（ｂ）に示すような、その期間に応じたゲート信号を生成する。位相補正部１３は、帯域制限フィルタ１２が出力する信号を入力し、その位相ずれをキャリア同期信号検出部１５から受けるゲート信号に基づいて補正する。
【００５５】
Ｃ／Ｎ検出部１６は位相補正手段の出力する信号を入力して、受信Ｃ／Ｎを検出する。周波数補正動作判定手段１７は、キャリア同期信号検出部１５からのゲート信号及び、Ｃ／Ｎ検出手段１６のＣ／Ｎ検出結果を入力して、チャンネル切り替え時、切り替え直前のＣ／Ｎが予め定めた値より高い場合は、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５の出力を選択するように周波数誤差切り替え信号を周波数誤差切り替え部１１６に出力するとともに、図４（ｃ）に示すような通信フレームの全期間を示すゲート信号をループフィルタ１１２に出力する。
【００５６】
一方、チャンネル切り替え時、切り替え直前のＣ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１の出力を選択するように周波数誤差切り替え信号を周波数誤差切り替え部１１６に出力するとともに、図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間に応じたゲート信号をループフィルタ１１２に出力する。
【００５７】
次に、第１の実施形態に係る復調装置が行う動作を、処理の流れに沿って図２、図３をさらに参照して詳細に説明する。
【００５８】
図３は、従来の復調装置が行う動作を示すフローチャートである。図２は、周波数補正部１１Ａのさらに詳細な構成を示すブロック図である。
【００５９】
まず、図３（ａ）により、電源投入時の動作を説明する。電源投入の要求があると（ステップＳ１）、まずチューナによるチャンネルの選択が行われる（ステップＳ２）。図１に示す復調装置はチューナ（図示せず）を介して直交検波部１０に入力される信号に対し、まずキャリア同期信号検出部１５において、フレーム同期検出部１４で検出されたフレームの先頭位置に基づいて、図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフレーム同期、信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間に応じたＢＰＳＫゲート信号を生成する（ステップＳ３）。
【００６０】
そして、キャリア同期信号検出部１５は、生成したＢＰＳＫゲート信号を、位相補正部１３および周波数補正動作判定部１７にそれぞれ出力する。
【００６１】
次に、図２を参照して、周波数補正部１１Ａの動作を説明する。図２において、周波数補正部１１Ａは、遅延検波部１１１ａとＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂとで構成されるＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１と、遅延検波部１１５ａと８ＰＳＫ位相誤差検出部１１５ｂとで構成される８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５と、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１の出力信号と８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５の出力信号とを、周波数補正動作判定手段１７から出力される周波数誤差切り替え信号に従って切り替える周波数誤差選択部１１６と、切替部１１２ａと定数発生部１１２ｂと加算器１１２ｃと遅延部１１２ｄとで構成されるループフィルタ１１２と、加算器１１３ａと遅延部１１３ｂとコサイン波発生部１１３ｃとサイン波発生部１１３ｄとで構成される数値制御発振部１１３と、複素乗算部１１４とを備える。
【００６２】
直交検波部１０が出力する信号は、複素乗算部１１４および帯域制限フィルタ１２を介して、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１の遅延検波部１１１ａ、及び８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５の遅延検波部１１５ａに入力される。遅延検波部１１１ａ及び１１５ａは、現在のｎ相ＰＳＫ変調信号（ｎ＝２  ，４  ，８  …、以下同じ）と、その１シンボル前のｎ相ＰＳＫ変調信号の複素共役信号との複素乗算を行い、遅延検波出力を算出する。
【００６３】
この遅延検波出力の算出式を、下記式（１）に示す。
【００６４】
【数２】
0004439714.tif 000003
【００６５】
ここで、
Ｄ１：ｎ相ＰＳＫ変調信号の現在のシンボルの位相状態(0〜(n-1))
Ｄ０：ｎ相ＰＳＫ変調信号の１シンボル前の位相状態(0〜(n-1))
Δｆ：等価低域信号の周波数誤差［Ｈｚ］
ｔ１：現在の時刻［ｔ］
ｔ０：１シンボル前の時刻［ｔ］
Ｔｓ：シンボル周期［ｔ］
とする。
【００６６】
ＢＰＳＫの場合、上記式（１）により周波数誤差が無ければ遅延検波出力の位相状態は、図８（ａ）中の●印に示すようにπ・ｎ（ｎ＝０〜１）にある。しかし、周波数誤差Δｆがあると、×印に示すように２π・Δｆ・Ｔｓ（＝θ）分、位相が●印よりずれることになる。
【００６７】
一方、８ＰＳＫの場合、周波数誤差が無ければ遅延検波出力の位相状態は、図８（ｂ）中の●印に示すようにπ・ｎ／４（ｎ＝０〜７）にある。しかし、周波数誤差Δｆがあると、×印に示すように２π・Δｆ・Ｔｓ（＝θ）分、位相が●印よりずれることになる。
【００６８】
そこで、ＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂ及び８ＰＳＫ位相誤差検出部１１５ｂでは、周波数誤差が無い場合の●印を受信側の基準として、周波数誤差のある場合の×印との位相差を周波数誤差として検出する。この遅延検波出力より周波数誤差を求めるのには、遅延検波出力をａｒｃｔａｎ（ｙ／ｘ）でシンボル間における位相変化を求めて周波数誤差とする方法があるが、簡略化して周波数誤差と比例する量として、検波出力で得られたｘ，ｙそのものを周波数誤差として出力する方法がある。
【００６９】
ＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂでは、遅延検波出力をｙ軸で２つの領域に分け、遅延検波出力の直交成分ｙを周波数誤差とするもので、
ｘ＞０（―π／２[ラジアン]＜θ＜＋π／２［ラジアン］)のａ領域の場合、ｙ≧０（０［ラジアン］≦θ＜＋π／２[ラジアン]）では、周波数誤差が正であり、遅延検波部１１１ａの出力の直交成分（ｙ）は正になり、周波数誤差が大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）の絶対値が大きくなる。
【００７０】
一方、ｙ＜０（−π／２[ラジアン]＜θ＜０［ラジアン］）では、周波数誤差が負であり、遅延検波１１１ａの直交成分（ｙ）は負になり、周波数誤差が大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）の絶対値が大きくなる。従って、遅延検波出力を直交成分（ｙ）で表すことが出来る。
【００７１】
また、ｘ＜０（π／２[ラジアン]＜θ≦π[ラジアン]、及び−π[ラジアン]＜θ＜−π／２[ラジアン])のｂ領域の場合、
ｙ≧０（π／２[ラジアン]＜θ≦π[ラジアン]）では、周波数誤差が負であり、遅延検波部１１１ａの出力の直交成分（ｙ）は正になり、周波数誤差が大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）の絶対値が大きくなる。
【００７２】
一方、ｙ＜０（−π[ラジアン]＜θ＜−π／２[ラジアン])では、周波数誤差が正であり、遅延検波部１１１ａの出力の直交成分（ｙ）は負になり、周波数誤差が大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）の絶対値は大きくなる。従って、遅延検波出力の直交成分（−１）・ｙを周波数誤差とすることが出来る。
【００７３】
８ＰＳＫ位相誤差検出部１１５ｂでは、遅延検波出力結果を （（ｎ・π／４）±（π／８））［ラジアン］（ｎ＝０，１，２，３，４，５，６，７）で８つの領域に分け、そのうち座標軸を含む領域（（ｎ・π／２）±（π／８））［ラジアン］内の領域（ｎ＝０，１，２，３）、ａ，ｂ，ｃ，ｄの領域に入ったときに、遅延検波出力の同相成分（ｘ）または、直交成分（ｙ）は周波数誤差信号とする。
【００７４】
例えば、ａ領域（（０±π／８）［ラジアン］内の領域）であると、
０［ラジアン］≦θ＜＋π／８[ラジアン]では周波数誤差が正であり、遅延検波部１１５ａの出力の直交成分（ｙ）は正になり、周波数誤差が大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）の絶対値が大きくなる。従って、遅延検波出力を直交成分（ｙ）で表すことが出来る。
【００７５】
一方、−π／８[ラジアン] ＜θ＜０［ラジアン］では周波数誤差が負であり、遅延検波１１５ａの直交成分（ｙ）は負になり、周波数誤差が大きくなるとともに、遅延検波出力の直交成分（ｙ）の絶対値が大きくなる。従って、遅延検波出力の直交成分（−１）・ｙを周波数誤差とすることが出来る。
【００７６】
このようにａ，ｂ，ｃ，ｄ領域の時、その周波数誤差に比例する値として、図８（ｂ）に示すように、それぞれｙ，−ｘ，−ｙ，ｘを周波数誤差信号として出力する。
【００７７】
また、８つの領域の内、座標軸を含まない領域（π／４＋（ｎ・π／２）±（π／８））[ラジアン]内の領域（ｎ＝０，１，２，３））、ｅ，ｆ，ｇ，ｈの領域にある時は、遅延検波信号をπ／４だけ位相回転させることにより、その信号の同相成分（ｘ）、直交成分（ｙ）もまた、周波数誤差と比例した信号とみなすことが出来る。
【００７８】
そのために、遅延検波手段１１５ａの出力を図８（ｂ）に示すように、ｘ＝ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）、 ｘ＝−ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）、ｙ＝ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）、及びｙ＝―ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）の直線により遅延検波信号を８つの領域で領域判定を行い、遅延検波信号が８つの領域のうち、
領域ａのとき（ｘ＞ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｘ＞−ｙ・ｃｏｔ（π／８）[ラジアン]のとき）は遅延検波信号の直交成分（ｙ）を周波数誤差信号とし、
領域ｂのとき（ｙ＞ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｙ＞−ｘ・ｃｏｔ（π／８）[ラジアン]のとき）は遅延検波信号の同相成分（ｘ）・（−１）を周波数誤差信号とし
領域ｃのとき（ｘ＜ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｘ＜−ｙ・ｃｏｔ（π／８）[ラジアン]のとき）は遅延検波信号の直交成分（ｙ）・（−１）を周波数誤差信号とし、
領域ｄのとき（ｙ＜ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｙ＜−ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）のとき）は遅延検波信号の同相成分（ｘ）を周波数誤差信号とし、
領域ｅのとき（ｘ＜ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｙ＜ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）のとき）はπ／４位相回転後の遅延検波信号の同相成分（ｘ）・（−１）を周波数誤差信号とし、
領域ｆのとき（ｘ＞−ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｙ＜−ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）のとき）はπ／４位相回転後の遅延検波信号の直交成分（ｙ）・（−１）を周波数誤差信号とし、
領域ｇのとき（ｘ＞ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｙ＞ｘ・ｃｏｔ（π／８）[ラジアン]のとき）は、π／４位相回転後の遅延検波信号の同相成分（ｘ）を周波数誤差信号とし、
領域ｈのとき（ｘ＜−ｙ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）かつ、ｙ＞−ｘ・ｃｏｔ（π／８[ラジアン]）のとき）は、π／４位相回転後の遅延検波信号の同相成分（ｙ）を周波数誤差信号として出力する。
【００７９】
ところで、上記ＢＰＳＫ周波数検出部１１１と、８ＰＳＫ周波数誤差検出１１５との違いは、周波数誤差が検出可能なＣ／Ｎ範囲である。検出可能Ｃ／Ｎについては、図９に示すように雑音によるシンボルの広がりが、ＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂおよび８ＰＳＫ位相誤差検出部１１５ｂで設定した、上記の各領域内に納まるかどうかで決まる。誤動作なく周波数誤差が検出可能なＣ／Ｎは、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１では約０ｄＢ以上、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５では約８ｄＢ以上である。
【００８０】
このＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂ、及び８ＰＳＫ位相誤差検出部１１５ｂで検出した周波数誤差は、周波数誤差選択部１１６に入力され、周波数補正動作判定部１７に従って周波数誤差が選択される。
【００８１】
電源投入後の初めての周波数補正動作では、周波数補正動作判定部１７は、現在のＣ／Ｎが不明であるため、低Ｃ／Ｎの場合でも周波数誤差が検出可能なＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂの出力を選択するように制御する。
【００８２】
周波数誤差選択部１１６で選択されたＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂの出力は、切替部１１２ａを介して加算器１１２ｃおよび遅延部１１２ｄからなるループフィルタに入力され、周波数誤差の平均化がなされる。
【００８３】
ここで、ループフィルタ１１２は、１通信フレーム内のＢＰＳＫ変調がされているフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間のみに得られる周波数誤差に関して平均化を行うため、周波数補正動作判定部１７はキャリア同期信号検出部１５が出力するゲート信号をそのまま、切替部１１２ａに出力する。
【００８４】
この切替部１１２ａは、ゲート信号のＢＰＳＫ変調信号の期間（図４（ｂ）においてＨｉレベル期間）にＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂが出力する周波数誤差をループフィルタに入力し、それ以外の期間には、定数発生部１１２ｂが発生する「定数０」をループフィルタに入力するように切替えを行う。
【００８５】
そして、ループフィルタ１１２の出力信号は、数値演算発振部（ＮＣＯ）１１３を制御し、そこで得られる発振信号により、複素乗算部３２４で周波数誤差が打ち消される。これにより、周波数誤差が補正される（ステップＳ４）。
【００８６】
周波数補正が完了すると（ステップＳ５）、位相補正部１３は前記キャリア同期信号検出部１５で生成されたＢＰＳＫゲート信号により、図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間で位相誤差を補正する。これにより、位相誤差が補正され、位相同期が完了する（ステップＳ６）。その後、定常の復調処理に移行する（ステップＳ７）。
【００８７】
ここでの定常の復調処理とは、位相補正部１４が位相同期した後の復調動作のことであり、雑音等の影響で周波数補正部１１における周波数誤差の変動により数値制御発振手段１１３の発振周波数が変化して、位相補正部１４において位相同期を外さないようにすることである。
【００８８】
例えば、一度位相同期した後、何らかの原因で位相同期が外れるまでは、周波数補正部１１のループフィルタ１２の係数更新を停止したり、ループゲインを下げる（感度を下げる）等の処理を行う。
【００８９】
次に、図３（ｂ）により、チャンネル切り替え時の動作を説明する。なお、図３（ｂ）において、上記電源投入時の動作で説明した図３（ａ）と同一の処理を行うステップについては、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００９０】
チャンネル切り替え要求があると（ステップＳ１０）、まず図１に示す復調装置はＣ／Ｎ検出部１６により、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎを検出し、その検出結果は周波数補正動作判定部１７に出力される（ステップＳ１１）。
【００９１】
Ｃ／Ｎ検出が完了すると、チューナによりチャンネルの選択が行われ、チャンネルが切り替わる（ステップ２）。次に、チューナ（図示せず）を介して直交検波部１０に入力される信号に対し、キャリア同期信号検出部１５において、図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフレーム同期、信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間に応じたＢＰＳＫゲート信号を生成する（ステップＳ３）。
【００９２】
そして、キャリア同期信号検出部１５は、生成したＢＰＳＫゲート信号を、位相補正部１３および周波数補正動作判定部１７にそれぞれ出力する。
【００９３】
周波数補正動作判定部１７は、前記チャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎに基づいて、下記に示すように周波数補正動作を判定する（ステップＳ１２）。前記チャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より高い場合は、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５の出力を選択するように周波数誤差切り替え信号を周波数誤差切り替え部１１６に出力するとともに、図４（ｃ）に示すような通信フレームの全期間を示すゲート信号をループフィルタ１１２に出力する。
【００９４】
一方、チャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１の出力を選択するように周波数誤差切り替え信号を周波数誤差切り替え部１１６に出力するとともに、図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフレーム同期、信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間に応じたゲート信号をループフィルタ１１２に出力する。ここで、周波数補正動作を判定する受信Ｃ／Ｎの閾値は、前記８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５が誤動作なく周波数誤差検出が出来るＣ／Ｎであり、約８ｄＢが目安となる。
【００９５】
上記周波数補正動作判定部１７の判定結果に従って、周波数補正部１１Ａは下記（表１）に示すように周波数補正動作を行う。前記チャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より高い場合は、全通信フレーム内で最も位相数が大きい位相変調である、８ＰＳＫシンボルを基準に検出した周波数誤差により、全シンボル期間で周波数補正動作を行い（ステップＳ１３）、チャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、全通信フレーム内で最も位相数が小さい位相変調である、ＢＰＳＫシンボルを基準に検出した周波数誤差により、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間で周波数補正動作を行う（ステップＳ４）。
【００９６】
【表１】
0004439714.tif 000004
【００９７】
周波数補正が完了すると（ステップＳ５または、ステップＳ１４）、位相補正部１３は前記キャリア同期信号検出部１５で生成されたＢＰＳＫゲート信号により、図４（ｂ）に示すような１通信フレーム内のフレーム同期、信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間で位相誤差を補正する。これにより、位相誤差が補正され、位相同期が完了する（ステップＳ６）。その後、定常の復調処理に移行する（ステップＳ７）。
【００９８】
なお、図３（ｂ）のフローチャートにおいて、キャリア同期信号検出部１５の動作（ステップＳ３）は、周波数補正動作判定部１７の動作（ステップＳ１２）より前のステップに記載したが、ステップＳ３は、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間期間を表すゲート信号が必要になる、低Ｃ／Ｎ時の周波数補正部１１の動作（ステップＳ４）または、位相補正部１３の動作（ステップＳ６）より前のステップであれば、動作する順序を特に制限しなくても何ら問題はない（以下、各実施形態におけるステップＳ３の処理においても同様）。
【００９９】
また、上記の説明では電源投入時及び、チャンネル切り替え時で低Ｃ／Ｎ時の周波数補正動作と、位相補正動作とは、図４（ｂ）に示した１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間を示すゲート信号に従って行っていたが、図４（ｄ）に示すような、１通信フレーム内のキャリア同期補助信号の期間を示すゲート信号に従って行っても同様の効果が得られる（以下、各実施形態においても同様）。
【０１００】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る復調装置によれば、チャンネル切り替え時に、切り替え直前の受信Ｃ／Ｎを検出して、受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より高い場合は、全通信フレーム内で最も位相数が大きい位相変調である、８ＰＳＫを基準に検出した周波数誤差により、全シンボル期間で周波数補正動作を行い、受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、全通信フレーム内で最も位相数が小さい位相変調である、ＢＰＳＫを基準に検出した周波数誤差により、キャリア同期補助信号の期間で周波数補正動作を行うことより、
通常Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期までの処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込み時間を短縮することができ、牽いてはチャンネル切り替え動作を高速にすることができる。
【０１０１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る復調装置は、上記第１の実施形態に係る復調装置において、周波数補正部１１Ａの誤動作を防止と、更なる周波数補正の高速化を行うものである。
【０１０２】
そこで、衛星放送受信における周波数のずれと、周波数補正部１１Ａの誤動作について説明する。衛星より到来する１２ＧＨｚ帯の電波は、衛星放送受信アンテナで受信し、１ＧＨｚ帯に周波数変換した後、受信機に入力される。衛星放送受信における周波数のずれで大部分を占めるのは、衛星放送用アンテナの周波数変換器における周波数ずれであり、一般的に±１．５ＭＨｚとされている。
【０１０３】
これに、チューナーなどにおける周波数ずれを加えると、±２．０ＭＨｚ程度の周波数ずれが生じることになり、この周波数ずれを復調装置で除去する必要がある。
【０１０４】
さて、上記第１の実施形態に係る復調装置では、チャンネル切り替え時、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎに基づいて、全通信フレーム内で最も位相数が大きい位相変調である８ＰＳＫシンボルを基準に検出した周波数誤差により、全シンボル期間で周波数補正動作を行うか、全通信フレーム内で最も位相数が小さい位相変調であるＢＰＳＫシンボルを基準に検出した周波数誤差により、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間で周波数補正動作を行うか、を切り替えていた。
【０１０５】
８ＰＳＫシンボルおよびＢＰＳＫシンボルを基準に周波数誤差を検出する場合、誤動作なく周波数誤差が検出できる、つまり周波数補正が可能なのは、シンボル速度（以下シンボルレートと示す）と、位相変調の位相数で決まり、下記式（２）で表すことが出来る。
【０１０６】
【数３】
0004439714.tif 000005
【０１０７】
例えば、シンボルレートが２８．８６ＭＨｚの場合、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１では±７．２１５ＭＨｚ、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５では±１．８０３７５ＭＨｚまでの周波数誤差検出が可能になる。
【０１０８】
従って、チャンネル切り替え時でＣ／Ｎが高いときの８ＰＳＫによる周波数誤差検出では、±２ＭＨｚの周波数ずれがある場合、周波数補正部が誤動作してしまう。
【０１０９】
以下、上述した周波数補正手段の誤動作の防止と、更なる周波数補正の高速化を行う、本発明の第２の実施形態に係る復調装置について説明する。
【０１１０】
図５は、請求項２，４に対応する、本発明の第２の実施形態に係る復調装置の構成を示すブロック図である。図５において、第２の実施形態に係る復調装置は、直交検波部１０と、周波数補正部１１Ｂと、帯域制限フィルタ１２と、位相補正部１３と、フレーム同期検出部１４と、キャリア同期信号検出部１５、Ｃ／Ｎ検出部１６と、周波数補正動作判定部１７と、第２のフレーム同期検出部１８を備える。
【０１１１】
また、周波数補正部１１Ｂは、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１と、８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５と、周波数誤差切り替え部１１６と、ループフィルタ１１２Ａと、数値制御発振部１１３と、複素乗算部１１４と、記憶装置１１７とを備える。
【０１１２】
図７は、第２の実施形態に係る復調装置が行う動作を示すフローチャートである。
【０１１３】
図５に示すように、第２の実施形態に係る復調装置は、上記第１の実施形態に係る復調装置に対し、位相補正部１３の出力からフレーム同期信号を検出する第２のフレーム同期検出部１８を更に加え、ループフィルタ１１２を有する周波数補正部１１Ａから、ループフィルタ１１２Ａを有し、更にループフィルタ１１２Ａの出力を保存する記憶装置１１７を加えた周波数補正部１１Ｂに代えた構成である。
【０１１４】
なお、第２の実施形態に係る復調装置のその他の構成は、上記第１の実施形態に係る復調装置の構成と同様であり、当該構成部分については同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【０１１５】
また、図７において図３と同一の処理を行うステップについては、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【０１１６】
以下、第２の実施形態に係る復調装置が上記第１の実施形態に係る復調装置と異なる動作を行う部分について説明する。
【０１１７】
図７（ａ）の電源投入後の動作では、ＢＰＳＫ周波数補正動作（ステップＳ４）、位相補正動作（ステップＳ６）の後、第２のフレーム同期検出部１８でフレーム同期が確立したら（ステップＳ２０）、外部の演算処理装置（ＣＰＵ）の命令により、周波数補正部１１Ｂのループフィルタ１１２Ａの出力を記憶装置１１７に保存する（ステップＳ２１）。その後、定常の復調処理に移行する（ステップＳ７）。
【０１１８】
図７（ｂ）のチャンネル選択要求後の動作では、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎ検出（ステップＳ１１）、チューナーによる選局（ステップＳ２）の後、記憶装置１１７に記憶している前回位相同期時のループフィルタ１１２Ａの出力を、ループフィルタ１１２Ａにロードする（ステップＳ２２）。
【０１１９】
ここで、図６を参照して、周波数補正部１１Ｂの動作を説明する。図６において、周波数補正部１１Ｂは、遅延検波部１１１ａとＢＰＳＫ位相誤差検出部１１１ｂとで構成されるＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１と、遅延検波部１１５ａと８ＰＳＫ位相誤差検出部１１５ｂとで構成される８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５と、ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１の出力信号と８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５の出力信号とを、周波数補正動作判定手段１７から出力される周波数誤差切り替え信号に従って切り替える周波数誤差選択部１１６と、切替部１１２ａ、１１２ｅと定数発生部１１２ｂと加算器１１２ｃと遅延部１１２ｄとで構成されるループフィルタ１１２Ａと、加算器１１３ａと遅延部１１３ｂとコサイン波発生部１１３ｃとサイン波発生部１１３ｄとで構成される数値制御発振部１１３と、複素乗算部１１４と、記憶装置１１７とを備える。
【０１２０】
図６に示すように、周波数補正部１１Ｂは、図２に示す周波数補正部１１Ａに対し、ループフィルタ１１２が、記憶装置から値を入力できるように切替部１１２ａを更に加えたループフィルタ１１２Ａに代わり、ループフィルタの出力を保存する記憶装置１１７を加えた構成である。記憶装置１１７から前回位相同期時のループフィルタ１１２Ａの出力信号をロードするには、切替部１１２ｅに外部の演算処理装置（ＣＰＵ）からリセット信号（パルス信号）を与えればよい。
【０１２１】
そして、ループフィルタ１１２Ａは，まずこのロードされた値を出力して、数値制御発振部１１３の発振周波数を前回位相同期時の周波数に設定する。周波数補正部１１Ｂは、この時の数値制御発振部１１３の発振周波数と、入力信号の周波数との周波数差より、再度周波数補正をかけることになる。
【０１２２】
このように、位相同期部１３が位相同期確立したときの周波数補正部１１Ｂにおける周波数ずれの補正値を、再度周波数補正部１１Ｂを動作させるときにロードすることは見かけ上、周波数ずれを小さくすることになる。
【０１２３】
以降、記憶装置１１７からロードされた値を初期値として、周波数補正部１１Ｂは、チャンネル切り替え直前の受信Ｃ／Ｎに基づいた周波数補正動作判定部１７の判定結果に従って（ステップＳ１２）、前記チャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より高い場合は、全通信フレーム内で最も位相数が大きい位相変調である、８ＰＳＫシンボルを基準に検出した周波数誤差により、通信フレームの全シンボル期間で周波数補正動作を行い（ステップＳ１３）、チャンネル選択直前の受信Ｃ／Ｎが予め定めた値より低い場合は、全通信フレーム内で最も位相数が小さい位相変調である、ＢＰＳＫを基準に検出した周波数誤差により、１通信フレーム内のフレーム同期信号／ＴＭＣＣ信号の期間およびキャリア同期補助信号の期間で周波数補正動作を行う（ステップＳ４）。
【０１２４】
周波数補正が完了すると（ステップＳ５または、ステップＳ１４）、位相補正部１３による位相補正動作（ステップＳ６）行い、第２のフレーム同期検出部１８でフレーム同期が確立したら（ステップＳ２０）、外部の演算処理装置の命令により、周波数補正部１１Ｂのループフィルタ１１２Ａの出力を記憶装置１１７に保存する（ステップＳ２１）。その後、定常の復調処理に移行する（ステップＳ７）。
【０１２５】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る復調装置は、周波数補正部１１Ｂに記憶装置１１７を設け、電源投入後の第一回目の周波数補正は周波数補正範囲が広いＢＰＳＫによる周波数補正を行い、位相同期した時の周波数補正部１１Ｂにおけるループフィルタ１１２Ａの出力を記憶装置１１７に記憶し、チャンネル切り替えのとき、この記憶装置１１７に記憶した値を初期値として周波数周波数補正部１１Ｂを動作させる。
【０１２６】
これにより、チャンネル切り替え時の周波数ずれが、見かけ上小さくなるので、受信Ｃ／Ｎが予め定めた値よりも高いときに、８ＰＳＫによる周波数誤差検出を行って周波数補正部１１を動作させても、誤動作がなく、周波数補正の更なる高速化が可能になる。
【０１２７】
なお、上記の説明では、周波数補正部１１Ｂのループフィルタ１１２Ａの出力を記憶手段１１７に保存する動作（ステップＳ２１）を、位相補正部１３の位相同期が確立した（ステップＳ２０）後、に行っていたが、チャンネル切り替え要求（ステップＳ１０）後、チューナー選局（ステップＳ２）までになら、動作する順序を特に制限しなくても何ら問題はない。
【０１２８】
【発明の効果】
以上のように、第１の発明によれば、チャンネル切り替え時に受信Ｃ／Ｎに基づいて、パケット内の全変調信号で周波数補正を行うか、またはパケット内に分散配置されたキャリヤ同期補助信号を含む最小位相変調信号を用いて周波数補正を行うかを選択することにより、通常Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期までの処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込み時間を短縮することができ、牽いてはチャンネル切り替え動作を高速にすることができる。
【０１２９】
また、第２の発明によれば、第１の発明において、一度キャリア同期したとき周波数補正手段の引き込み周波数を記憶し、チャンネル切り替え時に、記憶した引き込み周波数を初期値として、周波数補正手段を再動作させる。これにより、更なる周波数補正の高速化と共に、周波数補正範囲が狭い最大位相変調に従った周波数補正に起因する、周波数補正手段の誤動作を防止することが出来る。
【０１３０】
また、第３の発明によれば、チャンネル切り替え時に受信Ｃ／Ｎに基づいて、パケット内の全変調信号で周波数補正を行うか、またはパケット内に分散配置されたキャリヤ同期補助信号を含む最小位相変調信号を用いて周波数補正を行うかを選択することにより、通常Ｃ／Ｎが高いときは、一連のキャリア同期までの処理で、その大部分の時間を占める周波数引き込み時間を短縮することができ、牽いてはチャンネル切り替え動作を高速にすることができる。
【０１３１】
また、第４の発明によれば、第３の発明において、一度キャリア同期したとき周波数補正手段の引き込み周波数を記憶し、チャンネル切り替え時に、記憶した引き込み周波数を初期値として、周波数補正手段を再動作させる。これにより、更なる周波数補正の高速化と共に、周波数補正範囲が狭い最大位相変調に従った周波数補正に起因する、周波数補正手段の誤動作を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る復調装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る復調装置における周波数補正部１１Ａの更に詳細な構成を示すブロック図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る復調装置が行う動作を示すフローチャート
【図４】通信フレームの構成と、周波数補正動作判定部１７が出力するゲート信号を示す図
【図５】本発明の第２の実施形態に係る復調装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る復調装置における周波数補正部１１Ｂの更に詳細な構成を示すブロック図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る復調装置が行う動作を示すフローチャート
【図８】ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１及び８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５の動作を示した図
【図９】ＢＰＳＫ周波数誤差検出部１１１及び８ＰＳＫ周波数誤差検出部１１５の受信Ｃ／Ｎに対する動作限界を示した図
【図１０】従来例の復調装置の構成を示すブロック図
【図１１】従来例の復調装置における周波数補正部１１の更に詳細な構成を示すブロック図
【図１２】従来例の復調装置が行う動作を示すフローチャート
【図１３】キャリア同期ゲート信号生成部１５が出力するゲート信号を示す図
【符号の説明】
１０  直交検波部
１１、１１Ａ、１１Ｂ  周波数補正部
１２  帯域制限フィルタ
１３  位相補正部
１４  フレーム同期検出部
１５  キャリア同期ゲート信号生成部
１６  Ｃ／Ｎ検出部
１７  周波数補正部動作判定部
１８  第２のフレーム同期検出部
１１１  ＢＰＳＫ周波数誤差検出部
１１２  ループフィルタ
１１３  数値演算発振部
１１４  複素乗算部
１１５  ８ＰＳＫ周波数誤差検出部
１１６  周波数誤差切り替え部
１１７  記憶装置
１１１ａ、１１５ａ  遅延検波部
１１１ｂ  ＢＰＳＫ位相誤差検出部
１１５ｂ  ８ＰＳＫ位相誤差検出部
１１２ａ、１１２ｅ  切替部
１１２ｂ  定数発生部
１１２ｃ、１１３ａ  加算部
１１２ｄ、１１３ｂ  遅延部
１１３ｃ  サイン波発生部
１１３ｄ  コサイン波発生部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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