(57)【要約】位相トラッキング・システムは、受信シンボルを表す入力信号の源（ソース）を含んでいる。位相回転器は、入力信号に応答可能な第１の入力端子、位相補正信号に応答可能な第２の入力端子、および位相調節済み出力信号を生成する出力端子を有する。判定要素は、位相調節済み出力信号に応じた受信シンボルを表す理想信号を生成する。位相調節器は、全位相ラップアラウンド機能を有し、位相調節済み出力信号と理想信号の間の位相差に応じた位相補正信号を生成する。
2004526381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相トラッキング・システムであって、
受信シンボルを表す入力信号の源と、
前記入力信号に応答可能な第１の入力端子、位相補正信号に応答可能な第２の入力端子、および位相調節済み出力信号を生成する出力端子を有する位相回転器と、
前記位相調節済み出力信号に応答可能な、受信シンボルを表す理想信号を生成する判定要素と、
前記理想信号と前記位相調節済み出力信号の間の位相差に応じた位相補正信号を生成する位相調節器であり、全位相ラップアラウンド機能を有する位相調節器とを含む位相トラッキング・システム。
【請求項２】
前記位相調節器が、１８０°の位相回転に対して不変である請求項１に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項３】
位相調節器が正の実軸にロックされているときには第１の状態をとり、位相調節器が負の実軸にロックされているときには第２の状態をとる制御信号を生成する、位相差に応答可能な極性検出器と、
前記制御信号が第２の状態にあるときには複素数乗算器からの出力信号を無効にし、前記制御信号が第１の状態にあるときには複素数乗算器からの出力信号を変化させずに通過させることにより、複素数乗算器からの出力信号および前記制御信号に応じた前記位相調節済み出力信号を生成する極性補正器とを含む請求項２に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項４】
前記位相調節器が、前記位相補正信号を指定範囲内に制限する位相リミッタを更に含む請求項１に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項５】
前記位相回転器が、前記入力信号に応答可能な第１の複素数入力端子、前記位相補正信号に応答可能な第２の複素数入力端子、および前記位相調節済み出力信号を生成する複素数出力端子を有する複素数乗算器を含む請求項１に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項６】
前記入力信号が実数成分のみを含み、
前記システムが、前記入力信号の前記実数成分に応答して前記入力信号の虚数成分の推定値を表す信号を生成するヒルベルト・フィルタを更に含み、
前記複素数乗算器の前記第１の複素数入力端子が、前記入力信号源に結合された実数入力端子および前記ヒルベルト・フィルタに結合された虚数入力端子を含む請求項５に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項７】
前記複素数乗算器が、前記位相調節済み出力信号を、実数成分および虚数成分を有する複素数信号として生成し、
前記判定要素が、前記位相調節済み出力信号の前記実数成分に応答して実数成分のみを有する理想信号を生成し、
前記位相調節器が、
前記位相回転器および前記判定要素に結合された位相検出器であり、
前記複素数乗算器からの前記出力信号の前記実数成分および前記虚数成分から前記位相調節済み出力信号の前記位相を推定し、
前記理想信号の前記実数成分から前記理想信号の前記位相を推定し、
前記理想信号と前記位相調節済み出力信号の間の前記位相差を推定する位相検出器と、
前記位相差に応じた前記位相補正信号を生成する位相補正器とを含む請求項５に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項８】
前記位相調節器が、前記位相差を蓄積するアキュムレータを更に含む請求項７に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項９】
前記位相補正器が、前記位相差に応答して前記複素数位相補正信号を生成する、全±１８０°機能を有する正弦／余弦生成器を含む請求項７に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項１０】
前記位相調節器が、前記位相差を蓄積するアキュムレータを更に含み、前記アキュムレータの最大値が＋１８０°に対応し、前記アキュムレータの最小値が−１８０°に対応する請求項９に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項１１】
前記位相調節器が、
前記位相回転器および前記判定要素に結合された、前記理想信号と前記位相調節済み出力信号の間の前記位相差を検出する位相検出器と、
前記位相差に応じた前記位相補正信号を生成する位相補正器とを含む請求項１に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項１２】
前記位相検出器が、連続した位相差を蓄積するアキュムレータを更に含む請求項１１に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項１３】
前記位相補正器が、前記蓄積した位相差に応答して前記位相補正信号を生成する、全±１８０°の範囲を有する正弦／余弦生成器を含み、
前記アキュムレータが、前記正弦／余弦生成器中の＋１８０°エントリに関連する最大値と、前記正弦／余弦生成器中の−１８０°エントリに関連する最小値とを有する請求項１２に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項１４】
前記正弦／余弦生成器が、全±１８０°の範囲を有する参照テーブルを含む請求項１３に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項１５】
前記入力信号が、ＡＴＳＣ規格に従う高精細度テレビジョン残留側波帯（ＶＳＢ）変調信号である請求項１に記載の位相トラッキング・システム。
【請求項１６】
前記入力信号が、一次元変調技術で変調される請求項１に記載の位相トラッキング・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル通信受信機で使用される位相トラッキング・システム（ｐｈａｓｅ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国ＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）が採用する高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ：Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴｅｌｅＶｉｓｏｎ）規格は、１９９５年９月１６日に出版された「ＡＴＳＣディジタル・テレビジョン・スタンダード（ＡＴＳＣ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）」、ドキュメント（Ｄｏｃｕｍｅｎｔ）  Ａ／５３に記載されている。この文書には、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）の信号特性に関する全ての要件が記載されている。特に、ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶ信号は、周知の振幅変調方式である抑圧搬送波残留側波帯変調方式を必要とする。更に、平均信号パワーより１１．３ｄＢ低い抑圧搬送波周波数の小さな同相パイロット（ｉｎ−ｐｈａｓｅ  ｐｉｌｏｔ）が、信号に付加される。
【０００３】
通常のＡＴＳＣ−ＶＳＢ受信機復調方式は、「高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）受信機用セグメント同期回復ネットワーク（ＳＥＧＭＥＮＴ  ＳＹＮＣ  ＲＥＣＯＶＥＲＹ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＦＯＲ  ＡＮ  ＨＤＴＶ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ）」と題する２００１年５月１５日付けでワン氏（Ｗａｎｇ）に付与された米国特許第６，２３３，２９５号に開示されている。この開示の復調器は、２１．５２ＭＨｚでサンプリングを行うアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器と、２１．５２ＭＨｚのサンプリング・レートで動作する搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ：Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｌｏｏｐ）と、それに続く１０．７６ＭＨｚのシンボル・レートで動作するシンボル・タイミング・ループ（ＳＴＬ：Ｓｙｍｂｏｌ  Ｔｉｍｉｎｇ  Ｌｏｏｐ）と、それに続く、全て１０．７６ＭＨｚのシンボル・レートで動作する同期検出器、等化器および位相トラッカ（即ち、位相トラッキング・ループ）とを含んでいる。
【０００４】
アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器は、サンプリング周波数でアナログ信号をサンプリングし、これを各サンプルあたり指定数のビットを有する一連のディジタル・サンプルに変換する。
【０００５】
搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ）により実行される搬送波トラッキング（追従）は、正弦波搬送波信号のドリフト（ｄｒｉｆｔ）を引き起こす、それらの設計に固有のまたはドリフトによる送信機と受信機の発振器の間の周波数オフセットの問題に対処するものである。オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）は、受信信号のコンステレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ：座標配置、コンスタレーション）を回転させ、信号回復を妨げることになる。この「スピン（ｓｐｉｎｎｉｎｇ：回転）」効果を除去しなければ、正確なシンボル決定を行うことはできない。搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ）の目的は、この周波数オフセットを除去し、信号を（元の中間周波数（ＩＦ）またはベースバンドに近い周波数から）ベースバンドに復調し、受信信号をベースバンドで直接、適切に処理することができるようにすることである。残留側波帯（ＶＳＢ）送信信号の場合には、実際には元のスペクトルの一部分しか送信されないので、信号をベースバンドに周波数シフトすることにより、全信号スペクトルを無線周波数（ＲＦ）スペクトルから回復することができる。
【０００６】
シンボル・タイミング・ループ（ＳＴＬ：Ｓｙｍｂｏｌ  Ｔｉｍｉｎｇ  Ｌｏｏｐ）により実行されるタイミング回復は、送信される残留側波帯（ＶＳＢ）信号に埋め込まれたタイミング信号をデコード（ｄｅｃｏｄｅ：復号）することにより、受信機のクロック（時間軸）を送信機のクロックと同期させるためのプロセス（過程）である。シンボル同期を達成するために受信機が決定しなければならない２つの量は、サンプリング周波数およびサンプリング位相である。通常、サンプリング周波数は特定されるが、発振器のドリフトにより、上述のシンボル・レートからの偏差が生じることになる。サンプリング位相は、データ・サンプルを抽出するためのシンボル期間内で正しい時間を決定することを必要とする。回復したタイミング信号の正確さは、送信残留側波帯（ＶＳＢ）タイミング信号の正確さにほぼ等しい。
【０００７】
同期検出器（ｓｙｎｃ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）は、データ・ストリーム中に埋め込まれたフィールドおよびセグメントの同期情報を相関により検出し、この情報を同期を目的としてその他の受信機ブロックに供給する。
【０００８】
等化（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）は、チャネルの歪（例えば、地上波放送チャネルの多重通路伝搬）、あるいは受信機または送信機におけるフィルタリングにより主に引き起こされる、シンボル（符号）間干渉（ＩＳＩ）として現れる受信信号中の直線歪みを補正しようとする信号処理技術である。
【０００９】
搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ）は比較的狭帯域であるから、搬送波中に存在する高周波数の位相ノイズ（ジッタ）をトラッキングすることはできない。この位相ジッタは、複素平面内でシンボル・コンステレーションが回転するにつれてより顕著になる。このため、チャネル等化ベースバンド信号で動作する別個の位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）を受信機に設けて信号コンステレーションを逆回転させ、シンボル決定が正確になるようにする。このような位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）は、判定指向型である。即ち、位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）は、受信コンステレーションの各点の位相と、送信されたシンボルである可能性が最も高いと判断されたシンボルに対応する、理想コンステレーションの点の位相との間の位相差を計算する。次いで、全て既知の方法で、この位相差を使用してベースバンド信号の逆回転を制御する。このシステムは搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ）により既に周波数が搬送波にロックされているので、１次ループを使用することにより位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）の帯域幅を最大にして位相トラッキングを行う。
【００１０】
図１は、ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶテレビジョン放送通信システムで使用される、従来技術による位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）を示すブロック図である。図１では、受信シンボルは、残留側波帯（ＶＳＢ）信号として変調された多レベル（ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ）信号で表される。詳細には、このような信号は、抑制搬送波（ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ  ｃａｒｒｉｅｒ）の８−ＶＳＢ、１５−ＶＳＢまたは１６−ＶＳＢの変調信号とすることができる。
【００１１】
図１では、入力端子５は、連続的な送信シンボルを表す等化ベースバンド信号を生成する受信機のフロント・エンド（図示せず）に結合される。受信機のフロント・エンドは、例えば、無線周波数（ＲＦ）同調器、中間周波数（ＩＦ）増幅器、アナログ・ディジタル変換器、ディジタル搬送波再生回路、シンボル・クロック再生回路、ＤＣ（直流）補償回路、フィールド／セグメント同期信号検出器、ＮＴＳＣ同一チャネル干渉阻止回路、および適応チャネル等化器を含むことができる。これらは全て既知の設計のものであり、そのほとんどについては上述してある。
【００１２】
入力端子５は、乗算器１０の第１の入力端子に結合される。乗算器１０の出力端子は、遅延回路１２およびヒルベルト・フィルタ（Ｈｉｌｂｅｒｔ  ｆｉｌｔｅｒ）１４のそれぞれの入力端子に結合される。遅延回路１２の出力端子は、複素数乗算器（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）２２の第１の複素数入力端子の実数入力端子Ｒに結合される。ヒルベルト・フィルタ１４の出力端子は、複素数乗算器２２の第１の複素数入力端子の虚数入力端子Ｉに結合される。信号の実数成分および虚数成分はそれぞれ、それらが何らかの複合変調方式の構成要素に対応していることを示す「同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）」成分および「直交（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）」成分と呼ばれることもある。複素数乗算器２２の複素数出力端子の実数出力端子Ｒは、出力端子１５に結合される。出力端子１５は、位相補正された受信信号の実部を生成する。出力端子１５は、受信機のバック・エンド（図示せず）に結合することもできる。受信機のバック・エンドは、例えば、トレリス・デコーダ、リード・ソロモン・デコーダ、デスクランブラ、並びにビデオ信号、オーディオ信号および補助信号のプロセッサを含むことができる。これらは全て既知の設計である。この受信機のバック・エンドは、送信ＨＤＴＶビデオ信号で表される画像および送信オーディオ信号で表される音声を全て既知の方法で生成する動作を行う。
【００１３】
複素数乗算器２２の実数出力端子Ｒは、スライサ（ｓｌｉｃｅｒ）２４の入力端子および位相検出器／アキュムレータ２６の実数の第１の入力端子Ｒに結合される。複素数乗算器２２の複素数出力端子の虚数出力端子Ｉは、位相検出器／アキュムレータ２６の虚数の第１の入力端子Ｉに結合される。スライサ２４の出力端子は、位相検出器２６の実数第２の入力端子Ｒに結合される。シンボル時毎に、スライサは、プログラムされた参照テーブル（ｌｏｏｋ−ｕｐ  ｔａｂｌｅ）から、入力シンボル・サンプルに最も近いシンボル・コンステレーション中の点に対応するデータ・シンボルをその判定結果として選択する。即ち、スライサは、その判定結果として、ユークリッドの距離にして最も入力シンボル・サンプルに近いシンボルをそのアルファベットの中から選択する。更に、詳細には、スライサは、送信シンボルに対応する実軸に沿った所定の信号点において入力信号があることを予測している。
【００１４】
位相検出器／アキュムレータ２６の出力端子は、上述のように、選択した理想信号（ｉｄｅａｌ  ｓｉｇｎａｌ）の位相とそれに対応する受信した位相調節信号との間の推定位相誤差（ｅｓｔｉｍａｔｅｄ  ｐｈａｓｅ  ｅｒｒｏｒ）を表す信号φＥ（またはφｅ）を生成するものであり、正弦／余弦生成器（ｓｉｎｅ／ｃｏｓｉｎｅ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２８の入力端子に結合される。正弦／余弦生成器２８の実数出力端子Ｒおよび虚数出力端子Ｉはそれぞれ、複素数乗算器２２の第２の複素数入力端子の対応する入力端子に結合される。複素数乗算器２２、スライサ２４、位相検出器／アキュムレータ２６および正弦／余弦生成器２８が組み合わさって、位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）２０を形成している。
【００１５】
更に、位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）は、信号の利得を補正する並列の自動利得制御（ＡＧＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ループを有し、位相補正後に信号レベルが確実に所定のスライサのレベルに対応するようにすることもできる。複素数乗算器２２の実数出力端子は、自動利得制御（ＡＧＣ）検出器／アキュムレータ１６の第１の入力端子にも結合される。スライサ２４の出力端子は、自動利得制御（ＡＧＣ）検出器／アキュムレータ１６の第２の入力端子に結合される。自動利得制御（ＡＧＣ）検出器／アキュムレータ１６の出力端子は、利得補正を行う乗算器１０の第２の入力端子に結合される。
【００１６】
動作を説明すると、入力端子５における残留側波帯（ＶＳＢ）信号は、実数成分しか持たない。しかし、入力信号ＩＮの位相を正しく制御するためには、入力信号を複素平面内で回転させなければならない。ヒルベルト・フィルタ１４は、入力信号ＩＮの実数成分Ｒに対応する虚数成分Ｉを推定する。遅延回路１２は、ヒルベルト・フィルタ１４により導入された遅延を補償する。
【００１７】
実数成分（Ｒ）および推定虚数成分（Ｉ）で表される複素数入力信号ＩＮは、複素数乗算器２２の作用で逆回転される。複素数乗算器２２の実数出力端子からの位相調節（逆回転）信号の実数成分（Ｒ）は、出力端子１５に供給される。
【００１８】
スライサ２４は、逆回転（ｄｅｒｏｔａｔｅｄ）信号の実数成分（Ｒ）の値を、可能な全てのシンボル（ｓｙｍｂｏｌ：符号、記号）の実数成分の理想値と比較する。スライサ２４は、受信シンボルとして、逆回転信号の実数値に最も近い理想実数値を有するシンボルを選択する。スライサ２４は、その出力端子において、選択したシンボルの理想実数成分の値を有する信号を生成する。
【００１９】
位相検出器／アキュムレータ２６は、スライサ２４からの理想シンボル（ｉｄｅａｌ  ｓｙｍｂｏｌ）とそれに対応する複素数乗算器２２からの出力信号との間の複素平面における位相角を最初に推定する位相誤差信号φＥを生成する。この位相差が蓄積され、この蓄積したものが位相誤差φＥとして使用される。アキュムレータ（累算器）は、数値制御発振器（ＮＣＯ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）とも呼ばれ、位相誤差を蓄積するために使用される。各位相差は、算出される度に、数値制御発振器（ＮＣＯ）内のそれ以前に算出され蓄積されたものに追加され、その全体が位相誤差φＥとして使用される。
【００２０】
この位相誤差信号φＥの位相補正角を表す複素数の実数成分（Ｒ）および虚数成分（Ｉ）は、正弦／余弦生成器２８で生成される。複素数乗算器２２により誘導される入力信号ＩＮの回転量は、これら実数信号（Ｒ）および虚数信号（Ｉ）の値により制御される。位相検出器／アキュムレータ２６および正弦／余弦生成器２８が組み合わさり、位相調節要素として動作する。複素数乗算器２２は、補償角だけ入力信号ＩＮを回転させて、逆回転出力信号ＯＵＴを生成する。
【００２１】
同時に、自動利得制御（ＡＧＣ）検出器／アキュムレータ１６は、複素数乗算器２２からの実際の逆回転実数成分とスライサ２４からの理想実数成分振幅差を計算する。この差は、出力信号ＯＵＴの振幅の誤差の大きさを表す。この差は、蓄積され、この蓄積されたものを使用して乗算器１０を制御し、入力信号ＩＮの利得を所望レベルに向かって調節する。
【００２２】
このようにして入力信号ＩＮの振幅および位相を精密に制御することにより、出力信号ＯＵＴの位相を送信機の搬送波の位相と正しく合わせることができ、シンボルをより正確に検出することができる。
【００２３】
この従来技術によるシステムの１つの問題は、その設計で、位相が搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ）により比較的密に調節されていると仮定していたことである。従って、正弦／余弦生成器２８が、ゼロからの所定の位相距離内の、出力信号ＯＵＴの位相を調節する値しか含まない。このような従来技術によるシステムの１実施形態では、正弦／余弦生成器２８は、わずか±３０°の位相誤差にしか値を提供しない参照テーブルを含んでいる。従って、位相検出器／アキュムレータ２６内の数値制御発振器（ＮＣＯ）からの最大値は＋３０°に対応するように調節され、数値制御発振器（ＮＣＯ）からの最小値は−３０°に対応するように調節される。即ち、位相検出器／アキュムレータ２６の数値制御発振器（ＮＣＯ）は、ラップアラウンド（ｗｒａｐ‐ａｒｏｕｎｄ：循環）位相機能（±１８０°）を持つことができない。数値制御発振器（ＮＣＯ）が、その最大値からその最小値までラップアラウンドする場合には、補正位相は＋３０°から−３０°までスキップすることになる。これは、大きな位相不連続性（約３００°）を示し、設計上禁止されていなければ、これが大きな位相誤差として検出され、アキュムレータ（ＮＣＯ）に追加される。その結果として、搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ）やシンボル・タイミング・ループ（ＳＴＬ）、等化器など、それより前の回路要素中のインパルス・ノイズおよび過渡状態により、位相検出器／アキュムレータ２６中に大きな位相誤差が蓄積される可能性がある。これにより、±３０°の点で不正確且つ望ましくない上限付きおよび／または下限付きの位相出力が生じる、あるいは、禁止されていなければ、数値制御発振器（ＮＣＯ）ラップアラウンド、即ち大きな位相不連続性が生じる可能性がある。何れの場合も、数値制御発振器（ＮＣＯ）が０にリセットされなければ、これらの状況から位相トラッカを回復することはほぼ不可能である。全位相ラップアラウンド機能を提供し、それによりインパルス・ノイズおよび過渡状態に関連する諸問題を回避し、より容易な自己回復を可能にする、位相トラッキング・システムが必要とされている。
【発明の開示】
【００２４】
（発明の概要）
本発明の原理によれば、位相トラッキング・システムは、受信したシンボルを表す入力信号の源（ソース）を含んでいる。位相ローテータは、入力信号に応答可能な第１の入力端子、位相補正信号に応答可能な第２の入力端子、および位相調節出力信号に応答可能な出力端子を有する。判定要素は、位相調節出力信号に応答して、受信シンボルを表す理想信号を生成する。全位相ラップアラウンド機能を有する位相調節器は、位相調節出力信号と理想信号の間の位相差に応じた位相補正信号を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図２は、本発明の原理による位相トラッキング・ループ２０′を示すブロック図である。図２では、図１に示す要素と同じ要素は同じ参照番号で示し、以下ではそれらについて詳細な説明はしない。図２では、複素数乗算器２２の実数出力端子Ｒは、極性補正器（ｐｏｌａｒｉｔｙ  ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ）２３の入力端子Ｒｉｎに結合される。極性補正器２３の出力端子は、出力端子１５に結合される。位相検出器／アキュムレータ２６′の出力端子は、正弦／余弦生成器２８′の入力端子および極性検出器（ｐｏｌａｒｉｔｙ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）２９の入力端子に結合される。極性検出器２９の出力端子は、極性補正器２３の制御入力端子に結合される。
【００２６】
動作を説明すると、正弦／余弦生成器２８′は、全±１８０°参照テーブルを含んでいる。これにより、位相検出器／アキュムレータ２６′は、全ラップアラウンド位相機能を有することができる。即ち、位相検出器／アキュムレータ２６′の数値制御発振器（ＮＣＯ）の最大値は、正弦／余弦生成器２８′から１８０°位相出力を生成するように調節され、数値制御発振器（ＮＣＯ）の最小値は、正弦／余弦生成器２８′から−１８０°位相出力を生成するように調節される。従って、数値制御発振器（ＮＣＯ）が最大から最小までラップアラウンドするとき、即ち全角度をカバーするときには、位相は、＋１８０°から−１８０°まで変化し、これは位相の不連続性を生じない。これにより、上述の条件下でも数値制御発振器（ＮＣＯ）中で大きな位相誤差が蓄積されることは無くなる。
【００２７】
また、位相検出器／アキュムレータ２６′は、１８０°の位相回転に対して不変であるように設計される。位相の回転に対して不変の位相検出を実現することにより、図２の位相検出器２６′は、複素数乗算器２２からの出力信号の位相と０°または１８０°の実軸との間の位相差のみを計算すればよい。簡潔に言えば、位相検出器／アキュムレータ２６′は、０°または１８０°にロック（ｌｏｃｋ：固定）することができる。搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ）は、信号がベースバンドに周波数偏移したときに搬送波パイロットが生じさせるＤＣオフセットを観察することにより、一般に残留側波帯（ＶＳＢ）変調に関連する１８０°の位相不確定性の除去を行うので、位相トラッカの通常の挙動では、位相は０°位相を中心として変化するものと仮定している。しかし、インパルス・ノイズが、９０°を超える位相まで数値制御発振器（ＮＣＯ）を駆動するほどである場合には、位相トラッカ（ｔｒａｃｋｅｒ）がそのときに信号に加えている１８０°の位相回転について位相トラッカの出力が補正されていれば、位相トラッカは１８０°の位相にロックすることにより回復することができる。これにより、位相トラッカは、一時的なロックが失われた状態からはるかに容易に自己回復することができるようになる。
【００２８】
位相検出器／アキュムレータ２６′が、０°の実軸にロックされているときには、図２に示すシステムの動作は、図１に示すシステムと同じである。しかし、位相検出器／アキュムレータ２６′が１８０°の実軸にロックされているときには、複素数乗算器２２が、実際の所望の出力信号を負にしたものである実数（Ｒ）出力信号を生成することになる。この場合には、複素数乗算器２２からの出力信号を無効にし（ｎｅｇａｔｅ：ネゲート）なければならない。極性検出器２９は、位相誤差信号φＥを解析し、以下でより詳細に述べる方法で、位相検出器／アキュムレータ２６′が０°軸にロックされているのか１８０°軸にロックされているのかを判定する。極性検出器２９は、位相検出器／アキュムレータ２６′が０°軸にロックされていることを検出したときには第１の状態となり、位相検出器／アキュムレータ２６′が１８０°軸にロックされていることを検出したときには第２の状態となる制御信号を、極性補正器２３に供給する。極性補正器２３は、この制御信号に応答して、位相検出器／アキュムレータ２６′が１８０°軸にロックされているときにはその入力サンプルを無効にし、位相検出器／アキュムレータ２６′が０°軸にロックされているときには入力サンプルを変化させずにその出力まで通す。
【００２９】
下表１を参照すると、極性検出器２９は、位相誤差信号φＥを解析する。位相誤差信号が複素平面の右半分（即ち、９０°＜φＥ≦９０°）にある場合には、位相検出器／アキュムレータ２６′は、０°軸にロックされているものと仮定する。この場合には、値「０」を有する極性制御信号が、極性検出器２９の出力端子で生成される。位相誤差信号が、複素平面の左半分（即ち９０°＜φＥ≦２７０°）にある場合には、位相検出器／アキュムレータ２６′は、１８０°軸にロックされているものと仮定する。この場合には、極性制御信号は、値「１」を有する。
【００３０】
【表１】
2004526381.tif 000003
【００３１】
下表２を参照すると、極性補正器２３は、極性制御信号に応答して、極性制御信号が「１」（左半分平面）であるときには、その入力端子Ｒｉｎにおいて信号を無効にし、極性制御信号が「０」（右半分平面）であるときには、その入力端子において信号を変化させずに通す。
【００３２】
【表２】
2004526381.tif 000004
【００３３】
位相検出器／アキュムレータ２６′および正弦／余弦生成器２８′の組合せにより、全位相ラップアラウンド機能および１８０°の位相回転に不変のロックが実現されるが、残留側波帯（ＶＳＢ）受信機は、小さな位相の回転に非常に敏感なので、正弦／余弦生成器２８′に供給される位相誤差信号と、従って複素数乗算器２２に供給される位相補正信号（ｐｈａｓｅ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）とを、０°から１８０°の位相角の範囲内に制限することが依然として望ましいことがある。この機能は、図２に破線で示す、位相検出器２６′と正弦／余弦生成器２８′の間に結合される位相リミッタ（ｐｈａｓｅ  ｌｉｍｉｔｅｒ）２７により実現することができる。この位相リミッタ２７は、位相誤差信号φＥを解析して、位相誤差信号φＥの最も近い実軸からの角度を決定するという形態で動作する。この角度が指定された位相範囲値（本願明細書の以下の部分では、αとする）を超える場合には、正弦／余弦生成器２８′に供給される制限された位相誤差信号は、以下に述べる方法で、対応する限界角度内となるように制御される。
【００３４】
下表３を参照すると、所定の位相範囲値αに基づいて４つの位相限界を計算してある。最初に、位相検出器／アキュムレータ２６′が正の実軸（０°）にロックされると仮定すると、第１の位相限界α１は＋αに等しく、０°からの正の範囲の終了を表す。第２の位相限界α２は−αに等しく、０°からの負の範囲の終了を表す。次いで、位相検出器／アキュムレータ２６′が負の実軸（１８０°）にロックされると仮定すると、第３の位相限界α３は１８０°−αに等しく、１８０°からの正の範囲の終了を表す。第４の位相限界α４は−（１８０°−α）に等しく、１８０°からの負の範囲の終了を表す。
【００３５】
【表３】
2004526381.tif 000005
【００３６】
下表４を参照すると、次いで、位相誤差信号φＥをこれら４つの位相限界α１、α２、α３およびα４と比較する。位相誤差信号φＥが、０°≦α≦９０°として実軸の所定の位相範囲α内にある場合には、正弦／余弦生成器２８′に供給される制限された位相誤差信号は、位相誤差信号φＥと等しくなるように設定される。これは最初の２行に示してあり、φＥはα１とα２の間であり（行１）、また、φＥはα３とα４の間である（行２）。逆に、φＥが実軸の所定の位相範囲α内ではない場合には、制限された位相誤差信号は、位相限界値α１、α２、α３およびα４のうち適当な１つに設定される。位相誤差信号φＥが第１の位相限界値α１より大きく、且つ平面の右側にある場合には、制限された位相誤差信号はα１に等しくなるよう設定される（行３）。位相誤差信号φＥが第２の位相限界値α２より小さく、且つ平面の右側にある場合には、制限された位相誤差信号はα２に等しくなるよう設定される（行４）。位相誤差信号φＥが第３の位相限界値α３より小さく、且つ平面の左側にある場合には、制限された位相誤差信号はα３に等しくなるよう設定される（行５）。位相誤差信号φＥが第４の位相限界値α４より大きく、且つ平面の左側にある場合には、制限された位相誤差信号はα４に等しくなるよう設定される（行６）。
【００３７】
【表４】
2004526381.tif 000006
【００３８】
当業者であれば、位相範囲値αが固定または可変の何れでもよいことを理解できるであろう。固定する場合には、位相範囲は、設計時および／または実施時に設定され、位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）は、変更不可能な所定の位相範囲αで実施されることになる。ただし、この所定の位相範囲αは、実施する毎に様々に設定することができる。位相範囲値αが動的に変化する場合には、値αを搬送する制御信号（図示せず）が、位相リミッタ２７の制御入力端子（やはり図示せず）に結合される。この場合には、制御入力端子で最後に受信した位相範囲信号αを使用して、上記の表３および表４に示す計算を実行する。
【００３９】
当業者であれば、位相リミッタ２７が任意選択であり、完全に省略することもできることを理解できるであろう。更に、当業者であれば、位相リミッタ２７を含む場合には、位相リミッタを動的にイネーブル（ｅｎａｂｌｅ：有効、能動化）およびディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ：無効、非能動化）することができることも理解できるであろう。下表５を参照すると、この場合には、イネーブル／ディセーブル制御信号を搬送するもう１つの制御信号（図示せず）が、位相リミッタ２７の対応する制御入力端子（やはり図示せず）に結合される。この信号を用いる場合には、上記の表４に示す計算は、イネーブル制御信号を考慮に入れるように変更される。即ち、位相リミッタ２７がイネーブルされた（例えば、イネーブル信号が値「１」を有する）場合には、表４に示す計算が実行される。このことは、表５の最初の６行に示してある。逆に、位相リミッタがディセーブルされた（例えば、イネーブル信号が値「０」を有する）場合には、位相誤差信号φＥが、変化せず、且つ制限されずに、正弦／余弦生成器２８′に送られる。このことは、表５の７行目に示してある。
【００４０】
【表５】
2004526381.tif 000007
【００４１】
上述のように、全位相ラップアラウンド機能を有する位相検出器／アキュムレータ２６′および正弦／余弦生成器２８′を含む位相トラッキング・ループと共に位相リミッタ２７を含むことにより、受信側システムは、大きな位相誤差を位相検出器／アキュムレータ２６′のアキュムレータ（ＮＣＯ）に蓄積できるようにしながら、微細な位相調節を少量に、即ち一度にα°以下に制限することができる。
【００４２】
本発明について、個別の回路要素として実現するものとして上述し、図示した。当業者であれば、図示のシステムの全ての部分または任意の部分を、制御プログラムの制御の下で動作するプロセッサで実現することができることを理解できるであろう。また、多レベル残留側波帯（ＶＳＢ）変調方式を使用した地上波高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）放送システムの観点から本発明について説明した。当業者であれば、上述の位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）は、任意の一次元変調方式と共に使用するように容易に適合することができることを理解できるであろう。更に、一般的には、この位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）は、搬送波トラッキングおよび位相トラッキングの動作が別々に実行されるディジタル復調システムを含む任意の通信受信機に、特に、搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ）が狭帯域幅ループであり、且つシンボル・タイミング回復や等化などその他の復調機能が位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）より前に位置するシステムに含めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来技術による位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）を示すブロック図である。
【図２】本発明の原理による位相トラッキング・ループ（ＰＴＬ）を示すブロック図である。
【図１】
2004526381.tif 000008
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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