(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ＰＳＫ変調波を一対の直交基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を得、この直交２成分のベースバンド信号の位相差を検出してこの位相差信号に基き前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたＰＳＫ変調波キャリア再生回路であって、
前記位相差信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行って前記基準搬送波信号のオフセット量を検出するＦＦＴ処理手段と、
前記位相差信号の傾きを検出してこの傾きに応じて前記オフセット量の符号を検出する符号検出手段と、
前記オフセット量と前記符号とを乗算する乗算手段と、
を含み、この乗算結果により前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたことを特徴とするＰＳＫ変調波キャリア再生回路。
【請求項２】
前記符号検出手段は、前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較手段と、この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算手段とを有することを特徴とする請求項１記載のＰＳＫ変調波キャリア再生回路。
【請求項３】
入力ＰＳＫ搬送波信号を基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を出力する手段と、
この直交２成分のベースバンド信号の各々をサンプリングしてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
このディジタル化した直交２成分ベースバンド信号の位相差信号を出力する位相差検出手段と、
この位相差信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を用いて周波数オフセット量を検出するＦＦＴ処理手段と、
前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較手段と、
この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算手段と、
この積算手段による出力符号と前記ＦＦＴ処理により得られた周波数オフセット量とを掛け合わせて符号をも含む周波数オフセットを出力する乗算手段と、
この符号をも含む周波数オフセットを基に前記位相差信号により基準搬送波信号を制御する周波数制御手段と、
を含むことを特徴とするＰＳＫ変調波キャリア再生回路。
【請求項４】
前記レベル比較手段は、前記位相差信号をサンプリング周期だけ遅延する遅延回路と、この遅延出力と現在の位相差信号とをレベル比較して前記レベル差の符号情報を出力する比較回路とを有することを特徴とする請求項２または３記載のＰＳＫ変調波キャリア再生回路。
【請求項５】
前記積算手段は前記レベル差の符号情報に応じてアップ／ダウンカウントをなすカウンタを有し、このカウンタの値に応じて前記周波数オフセット量の符号を出力するようにしたことを特徴とする請求項４記載のＰＳＫ変調波キャリア再生回路。
【請求項６】
前記周波数制御手段は前記位相差信号に応じて前記基準搬送波信号を制御するフェイズロックドループ回路を有しており、前記位相差信号に代えて前記符号をも含む周波数オフセットに応じて前記基準搬送波信号を制御する切替え制御手段を更に含むことを特徴とする請求項３〜５いずれか記載のＰＳＫ変調波キャリア再生回路。
【請求項７】
前記切替え制御手段は、初期時には前記符号をも含む周波数オフセットにより前記基準搬送波信号を制御し、所定期間経過後に前記位相差信号とその直前の前記符号をも含む周波数オフセットとの加算信号により前記基準搬送波信号を制御するようにしたことを特徴とする請求項６記載のＰＳＫ変調波キャリア再生回路。
【請求項８】
前記切替え制御手段は、前記所定期間経過直後の前記符号をも含む周波数オフセットを記憶するレジスタを有し、このレジスタの出力と前記位相差信号との加算信号により前記基準搬送波信号を制御するようにしたことを特徴とする請求項７記載のＰＳＫ変調波キャリア再生回路。
【請求項９】
前記切替え制御手段は、前記位相差信号を所定時間積算してその積算値が所定閾値に達した時に前記符号をも含む周波数オフセットに応じて前記基準搬送波信号を制御するよう切替えることを特徴とする請求項８記載のＰＳＫ変調波キャリア再生回路。
【請求項１０】
入力ＰＳＫ変調波を一対の直交基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を得、この直交２成分のベースバンド信号の位相差を検出してこの位相差信号に基き前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたＰＳＫ変調波キャリア再生方法であって、  前記位相差信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行って前記基準搬送波信号のオフセット量を検出するＦＦＴ処理ステップと、
前記位相差信号の傾きを検出してこの傾きに応じて前記オフセット量の符号を検出する符号検出ステップと、
前記オフセット量と前記符号とを乗算する乗算ステップと、
を含み、この乗算結果により前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたことを特徴とするＰＳＫ変調波キャリア再生方法。
【請求項１１】
前記符号検出ステップは、前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較ステップと、この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算ステップとを有することを特徴とする請求項１０記載のＰＳＫ変調波キャリア再生方法。
【請求項１２】
入力ＰＳＫ搬送波信号を基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を出力するステップと、
この直交２成分のベースバンド信号の各々をサンプリングしてディジタル信号に変換するステップと、
このディジタル化した直交２成分ベースバンド信号の位相差信号を出力するステップと、
この位相差信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を用いて周波数オフセット量を検出するＦＦＴ処理ステップと、
前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較ステップと、
この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算ステップと、
この積算手段による出力符号と前記ＦＦＴ処理により得られた周波数オフセット量とを掛け合わせて符号をも含む周波数オフセットを出力する乗算ステップと、
この符号をも含む周波数オフセットを基に前記位相差信号により基準搬送波信号を制御する周波数制御ステップと、
を含むことを特徴とするＰＳＫ変調波キャリア再生方法。
【請求項１３】
前記レベル比較ステップは、前記位相差信号を連続する所定数のサンプル値を取込むステップと、隣接するサンプル値同士をレベル比較するステップとを有しており、前記積算ステップは、このレベル比較による大小に応じてカウンタのアップダウンカウントの制御をなすステップを有し、このカウンタ値の符号を前記周波数オフセット量の符号とすることを特徴とする請求項１１または１２記載のＰＳＫ変調波キャリア再生方法。
【請求項１４】
前記周波数制御ステップは、前記基準搬送波信号を制御するフェイズロックドループ回路の位相制御信号として、前記位相差信号に代えて前記符号をも含む周波数オフセットに応じて前記基準搬送波信号を制御する切替え制御ステップを更に含むことを特徴とする請求項１２または１３記載のＰＳＫ変調波キャリア再生方法。
【請求項１５】
前記切替え制御ステップは、初期時には前記符号をも含む周波数オフセットにより前記基準搬送波信号を制御し、所定期間経過後に前記位相差信号とその直前の前記符号をも含む周波数オフセットとの加算信号により前記基準搬送波信号を制御するようにしたことを特徴とする請求項１４記載のＰＳＫ変調波キャリア再生方法。
【請求項１６】
前記切替え制御ステップは、前記所定期間経過直後の前記符号をも含む周波数オフセットを記憶するレジスタの出力と前記位相差信号との加算信号により前記基準搬送波信号を制御するようにしたことを特徴とする請求項１５記載のＰＳＫ変調波キャリア再生方法。
【請求項１７】
前記切替え制御ステップは、前記位相差信号を所定時間積算してその積算値が所定閾値に達した時に前記符号をも含む周波数オフセットに応じて前記基準搬送波信号を制御するよう切替えることを特徴とする請求項１６記載のＰＳＫ変調波キャリア再生方法。
【請求項１８】
入力ＰＳＫ変調波を一対の直交基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を得、この直交２成分のベースバンド信号の位相差を検出してこの位相差信号に基き前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたＰＳＫ変調波キャリア再生方法の制御プログラムを記録した記録媒体であって、
前記プログラムは、
前記位相差信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行って前記基準搬送波信号のオフセット量を検出するＦＦＴ処理ステップと、
前記位相差信号の傾きを検出してこの傾きに応じて前記オフセット量の符号を検出する符号検出ステップと、
前記オフセット量と前記符号とを乗算する乗算ステップと、
を含み、この乗算結果により前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたことを特徴とする記録媒体。
【請求項１９】
入力ＰＳＫ搬送波信号を基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を出力するステップと、
この直交２成分のベースバンド信号の各々をサンプリングしてディジタル信号に変換するステップと、
このディジタル化した直交２成分ベースバンド信号の位相差信号を出力するステップと、
この位相差信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を用いて周波数オフセット量を検出するＦＦＴ処理ステップと、
前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較ステップと、
この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算ステップと、
この積算手段による出力符号と前記ＦＦＴ処理により得られた周波数オフセット量とを掛け合わせて符号をも含む周波数オフセットを出力する乗算ステップと、
この符号をも含む周波数オフセットを基に前記位相差信号により基準搬送波信号を制御する周波数制御ステップと、
を含むＰＳＫ変調波キャリア再生方法の制御プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＰＳＫ変調波キャリア再生回路及びその再生方法並びにその制御プログラムを記録した記録媒体に関し、特に衛生放送や衛生通信に利用されるＰＳＫ変調方式における受信復調部のキャリア再生方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のＰＳＫ変調波キャリア再生回路の例として、特開平８−１８１７３１号公報に開示のものがあり、そのブロック図を図８に示している。図８において、８１はＲＦ信号入力端子であり、入力ＲＦ信号は乗算器８２，８３へ供給される。これ等の乗算器８２，８３はＶＣＯ（電圧制御発振器）８９及び９０度移相器９０により夫々生成されて互いに９０度位相差を有するキャリア再生信号と乗算して、直交検波をなすものである。各直交検波出力はＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換回路８４，８５にて、ディジタル信号とされ、これによりＩ及びＱデータであるベースバンド信号が復調される。
【０００３】
一方、Ａ／Ｄ変換回路８４，８５の出力データは位相誤差検出回路８６へ入力され、両データの位相誤差成分が検出される。この検出信号はＤ／Ａ変換回路８７にてアナログ信号とされ、ループフィルタ８８で整流平滑されて加算器９１を介して電圧制御信号としてＶＣＯ８９へ供給される。この様にしてキャリア再生用のＰＬＬ（フェイズロックドループ）回路が形成される。
【０００４】
ここで、位相誤差検出回路８６の出力データはスペクトラム成分として再生キャリア周波数と受信ＰＳＫ波の周波数差に対応した周波数成分を含んでいる。そこで、位相差誤差検出回路８６から出力される位相差検出データについて、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算回路９２により周波数解析を行い、判定制御回路９３において周波数のずれを判定している。この周波数ずれに対応したデータをＤ／Ａ変換回路９４にてアナログ化してＶＣＯ８９へ加算器９１を通して出力する様になっている。
【０００５】
こうすることにより、ＶＣＯ８９の出力は瞬時に目的とする周波数の近傍に合せられることになる。最終的な位相引込みは先述したアナログ系のＰＬＬ回路によることは勿論である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８の従来技術における問題点を述べる。その第一の問題点は、ＦＦＴ演算回路９２で局部発振器であるＶＣＯ８９に対する周波数オフセット量が求められるが、その量がプラスにずれているのかマイナスにずれているのかの識別ができない。その理由は、搬送波周波数補捉用の検波器の出力が複素信号ではないためであり、これをＦＦＴ処理することにより求められる搬送波周波数は、局部発振器に対する周波数オフセット量（絶対値）であるからである。
【０００７】
第二の問題点は、波周波数オフセット量とその符号（周波数のずれ方向）とを求めるためには、ＦＦＴ処理が２回必要であり、検出処理に時間がかかる。その理由は、前述の第一の問題点に起因し、ＦＦＴ処理により求めた周波数オフセット量がプラス方向またはマイナス方向であるのかを決定する必要があり、そのずれ方向を求めるために更にＦＴＴ処理が必要となるからである。
【０００８】
本発明の目的は、同期検波された直交２成分のベースバンド信号の位相誤差検出回路の出力信号から周波数オフセット量の符号であるプラス／マイナスを検出し、ＦＦＴ処理を１回だけにすることによって高速に搬送波検出を行うことが可能なＰＳＫ変調波キャリア再生回路及びその再生方法並びにその制御プログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、入力ＰＳＫ変調波を一対の直交基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を得、この直交２成分のベースバンド信号の位相差を検出してこの位相差信号に基き前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたＰＳＫ変調波キャリア再生回路であって、
前記位相差信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行って前記基準搬送波信号のオフセット量を検出するＦＦＴ処理手段と、
前記位相差信号の傾きを検出してこの傾きに応じて前記オフセット量の符号を検出する符号検出手段と、
前記オフセット量と前記符号とを乗算する乗算手段と、
を含み、この乗算結果により前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたことを特徴とするＰＳＫ変調波キャリア再生回路が得られる。
【００１０】
そして、前記符号検出手段は、前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較手段と、この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、入力ＰＳＫ搬送波信号を基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を出力する手段と、
この直交２成分のベースバンド信号の各々をサンプリングしてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
このディジタル化した直交２成分ベースバンド信号の位相差信号を出力する位相差検出手段と、
この位相差信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を用いて周波数オフセット量を検出するＦＦＴ処理手段と、
前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較手段と、
この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算手段と、
この積算手段による出力符号と前記ＦＦＴ処理により得られた周波数オフセット量とを掛け合わせて符号をも含む周波数オフセットを出力する乗算手段と、
この符号をも含む周波数オフセットを基に前記位相差信号により基準搬送波信号を制御する周波数制御手段と、
を含むことを特徴とするＰＳＫ変調波キャリア再生回路が得られる。
【００１２】
そして、前記レベル比較手段は、前記位相差信号をサンプリング周期だけ遅延する遅延回路と、この遅延出力と現在の位相差信号とをレベル比較して前記レベル差の符号情報を出力する比較回路とを有することを特徴とし、また前記積算手段は前記レベル差の符号情報に応じてアップ／ダウンカウントをなすカウンタを有し、このカウンタの値に応じて前記周波数オフセット量の符号を出力するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記周波数制御手段は前記位相差信号に応じて前記基準搬送波信号を制御するフェイズロックドループ回路を有しており、前記位相差信号に代えて前記符号をも含む周波数オフセットに応じて前記基準搬送波信号を制御する切替え制御手段を更に含むことを特徴とする。そして、前記切替え制御手段は、初期時には前記符号をも含む周波数オフセットにより前記基準搬送波信号を制御し、所定期間経過後に前記位相差信号とその直前の前記符号をも含む周波数オフセットとの加算信号により前記基準搬送波信号を制御するようにしたことを特徴とし、また前記切替え制御手段は、前記所定期間経過直後の前記符号をも含む周波数オフセットを記憶するレジスタを有し、このレジスタの出力と前記位相差信号との加算信号により前記基準搬送波信号を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
更に、前記切替え制御手段は、前記位相差信号を所定時間積算してその積算値が所定閾値に達した時に前記符号をも含む周波数オフセットに応じて前記基準搬送波信号を制御するよう切替えることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、入力ＰＳＫ変調波を一対の直交基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を得、この直交２成分のベースバンド信号の位相差を検出してこの位相差信号に基き前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたＰＳＫ変調波キャリア再生方法であって、  前記位相差信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行って前記基準搬送波信号のオフセット量を検出するＦＦＴ処理ステップと、
前記位相差信号の傾きを検出してこの傾きに応じて前記オフセット量の符号を検出する符号検出ステップと、
前記オフセット量と前記符号とを乗算する乗算ステップと、
を含み、この乗算結果により前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたことを特徴とするＰＳＫ変調波キャリア再生方法が得られる。
【００１６】
そして、前記符号検出ステップは、前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較ステップと、この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算ステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、入力ＰＳＫ搬送波信号を基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を出力するステップと、
この直交２成分のベースバンド信号の各々をサンプリングしてディジタル信号に変換するステップと、
このディジタル化した直交２成分ベースバンド信号の位相差信号を出力するステップと、
この位相差信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を用いて周波数オフセット量を検出するＦＦＴ処理ステップと、
前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較ステップと、
この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算ステップと、
この積算手段による出力符号と前記ＦＦＴ処理により得られた周波数オフセット量とを掛け合わせて符号をも含む周波数オフセットを出力する乗算ステップと、
この符号をも含む周波数オフセットを基に前記位相差信号により基準搬送波信号を制御する周波数制御ステップと、
を含むことを特徴とするＰＳＫ変調波キャリア再生方法が得られる。
【００１８】
そして、前記レベル比較ステップは、前記位相差信号を連続する所定数のサンプル値を取込むステップと、隣接するサンプル値同士をレベル比較するステップとを有しており、前記積算ステップは、このレベル比較による大小に応じてカウンタのアップダウンカウントの制御をなすステップを有し、このカウンタ値の符号を前記周波数オフセット量の符号とすることを特徴とする。また前記周波数制御ステップは、前記基準搬送波信号を制御するフェイズロックドループ回路の位相制御信号として、前記位相差信号に代えて前記符号をも含む周波数オフセットに応じて前記基準搬送波信号を制御する切替え制御ステップを更に含むことを特徴とする。
【００１９】
更にはまた、前記切替え制御ステップは、初期時には前記符号をも含む周波数オフセットにより前記基準搬送波信号を制御し、所定期間経過後に前記位相差信号とその直前の前記符号をも含む周波数オフセットとの加算信号により前記基準搬送波信号を制御するようにしたことを特徴とし、また前記切替え制御ステップは、前記所定期間経過直後の前記符号をも含む周波数オフセットを記憶するレジスタの出力と前記位相差信号との加算信号により前記基準搬送波信号を制御するようにしたことを特徴とする。また前記切替え制御ステップは、前記位相差信号を所定時間積算してその積算値が所定閾値に達した時に前記符号をも含む周波数オフセットに応じて前記基準搬送波信号を制御するよう切替えることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、入力ＰＳＫ変調波を一対の直交基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を得、この直交２成分のベースバンド信号の位相差を検出してこの位相差信号に基き前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたＰＳＫ変調波キャリア再生方法の制御プログラムを記録した記録媒体であって、
前記プログラムは、
前記位相差信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行って前記基準搬送波信号のオフセット量を検出するＦＦＴ処理ステップと、
前記位相差信号の傾きを検出してこの傾きに応じて前記オフセット量の符号を検出する符号検出ステップと、
前記オフセット量と前記符号とを乗算する乗算ステップと、
を含み、この乗算結果により前記基準搬送波信号の周波数及び位相制御をなすようにしたことを特徴とする記録媒体が得られる。
【００２１】
本発明によれば、入力ＰＳＫ搬送波信号を基準搬送波信号で同期検波して直交２成分のベースバンド信号を出力するステップと、
この直交２成分のベースバンド信号の各々をサンプリングしてディジタル信号に変換するステップと、
このディジタル化した直交２成分ベースバンド信号の位相差信号を出力するステップと、
この位相差信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を用いて周波数オフセット量を検出するＦＦＴ処理ステップと、
前記位相差信号の各サンプル値の前後の信号レベルを夫々比較してレベル差の符号情報を出力するレベル比較ステップと、
この信号レベル差の符号情報を積算してこの積算結果に基き前記周波数オフセット量の符号を出力する積算ステップと、
この積算手段による出力符号と前記ＦＦＴ処理により得られた周波数オフセット量とを掛け合わせて符号をも含む周波数オフセットを出力する乗算ステップと、
この符号をも含む周波数オフセットを基に前記位相差信号により基準搬送波信号を制御する周波数制御ステップと、
を含むＰＳＫ変調波キャリア再生方法の制御プログラムを記録した記録媒体が得られる。
【００２２】
本発明の作用を述べる。本発明が対象とするＰＳＫ変調波のキャリア再生回路におけるコスタス検波器（位相誤差検出回路）の出力信号は、一般に図２示すように周波数オフセットがプラス方向とマイナス方向とでは、その傾きが逆になる特性を利用するものであり、この傾きを検出することにより周波数オフセットのずれの方向を、当該オフセット量の検出であるＦＴＴ演算処理と並列に検出するものである。詳述すると、図３に図２の拡大図として示すように、各サンプリング周期毎にコスタス検波器出力の前後の信号振幅を比較し、プラス方向に推移している数とマイナス方向に推移している数をアップ／ダウンカウンタにより計測する。このカウンタ値の符号がコスタス検波器出力の傾きであり、周波数オフセット量のずれ方向を示す。この符号をＦＦＴ処理により求めた周波数オフセット量に掛け合わせることにより、目的とする搬送波周波数の符号を含めたオフセットを求めるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、入力ＩＦ信号はバンドパスフィルタ１により帯域制限を受け、デバイダ２を介して周波数ミキサ５，６へ供給される。一方、ＮＣＯ（Numerical Control Oscillator）３により発生された局部発振信号は０度及び９０度の位相変換器４を介して両ミキサ５，６へ供給されている。この周波数ミキサ処理により同期検波がなされてベースバンド帯域のＩ及びＱ信号の両直交検波信号が得られる。この一対の直交検波信号はローパスフィルタ７，８を夫々通過した後、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器９，１０にてディジタルＩ／Ｑ信号となる。以降全てディジタル処理となるものとする。
【００２４】
これ等一対のディジタルＩ／Ｑ信号からコスタス検波器である位相誤差検出回路１１により位相差が抽出され、ループフィルタ１８により帯域制限が行われ、ディジタル制御可能なＮＣＯ３により局部発振信号の制御がなされるもので、以上がＰＬＬ回路を構成することになる。
【００２５】
一方、位相誤差検出回路１１の出力はＦＦＴ処理部１２へ入力され、位相差信号がＦＴＴ処理されて搬送周波数のオフセット量が算出されると共に、当該処理完了時には、ＦＦＴ処理部１２からアップ／ダウンカウンタ１５に対してダンプ信号（ＤＣＬＫ）が出力される。また、位相誤差検出回路１１の出力は、遅延器１３（１サンプリング周期に相当する遅延時間を有するものとする）を介してレベル比較器１４に入力される。
【００２６】
このレベル比較器１４では、図３に示すように、サンプリング周期毎に各サンプル信号Ｃn とＣn-1 とのレベル比較が行われ、Ｃn ＞Ｃn-1 の時“＋１”が、Ｃn ＜Ｃn-1 の時“−１”が、夫々アップ／ダウンカウンタ１５に出力される。アップ／ダウンカウンタ１５では、比較器１４からの“±１”のデータが、ダンプ信号ＤＣＬＫが入力されるまでの一定時間積算され、ダンプ信号の入力と同時にこの積算結果が符号抽出器１６に出力され、そのカウンタ値はリセットされる。符号抽出器１６では、このカウンタ１５のカウンタ値の符号ビットのみが抽出され、この符号ビットがＦＦＴ処理結果である周波数オフセット量と、乗算器１７で掛け合わされる。これにより、実際の搬送波周波数の符号を含むオフセットが求められる。
【００２７】
この符号を含む周波数オフセットが加算器１９の一入力となり、その他入力であるループフィルタ１８の出力と共にＮＣＯ３の制御信号となり、結果として局部発振器の発振周波数である基準搬送波の周波数及び位相の制御がなされる。この様に、加算器１９によりＰＬＬのループの制御量に加算することで、搬送波の補捉範囲の広いディジタルＰＬＬ回路を実現している。
【００２８】
以上の様に、本発明では、従来のＰＬＬ制御ループに対して、図１の点線で囲んだ周波数オフセットのずれ方向（符号）を求める回路１００を付加して、周波数オフセット量のＦＦＴ演算処理と並行にこの回路１００を動作させて、処理速度の低下を防止しているのである。
【００２９】
尚、図２に示す波形は位相誤差検出回路１１の出力波形例を示しており、（Ａ）は周波数オフセットがプラスの場合の波形であり、（Ｂ）はマイナスの場合の波形である。当該波形の信号傾きがプラスであれば、周波数オフセットのずれ方向はプラスであり、逆に信号傾きがマイナスであれば、周波数オフセットのずれ方向はマイナスであるという事実に基き、本発明では、図３に図２の拡大波形を示すように、位相差信号の傾きの方向を検出すべく、互いに相隣り合うサンプリング値Ｃn 及びＣn-1 のレベル比較を行い、この比較結果の積算を一定時間間隔（図２，３の信号波形の周期よりもかなり大きい時間間隔とするものであり、この時間間隔がＦＦＴ処理部１２からのダンプ信号ＤＣＬＫの周期である）毎になすものである。
【００３０】
図４は本発明の他の実施例を示すブロック図であり、図１と同等部分は同一符号にて示している。本実施例の特徴は、図１の構成に対して、更に、制御部２０，切替器２１及びレジスタ２２を有する構成であり、制御部２０により、ＦＦＴ処理とＰＬＬの各処理を切替えることにより、ＦＦＴ処理により搬送波補捉周波数範囲を狭め、その後、ＰＬＬを動作させることによりＰＬＬによる補捉時間を短縮する様にしたものである。
【００３１】
制御部２０は、最初、切替器２１をＦＦＴ処理部１２側、レジスタ２２を書込み可能状態に制御する。この時、位相誤差信号はＦＦＴ処理部側にのみ出力され、ＦＦＴ処理部１２，遅延器１３，比較器１４，アップ／ダウンカウンタ１５，符号抽出器１６及び掛け算器１７により波周波数オフセット量及び符号を求め、この値をレジスタ２２に保持する。この時、ループフィルタ１８の入力はゼロとなるため、加算器１９の出力信号はＦＦＴ処理により求めた周波数成分のみとなり、この制御量によりＮＣＯ３が発生する局部発振信号を制御し、搬送波周波数に近付ける。
【００３２】
制御部２０は、ＦＦＴ処理部からのダンプ信号（ＤＣＬＫ）を受け、切替器２１をループフィルタ側、レジスタ２２を書込み禁止状態に制御する。この時、ＦＦＴ処理部１２，遅延器１３，比較器１４，アップ／ダウンカウンタ１５，符号抽出器１６及び掛け算器１７は処理を続けるものの、レジスタ２２が書込み禁止であるため、レジスタ２２は更新されない。このため、加算器１９の出力信号はレジスタ２２の値を基準にＰＬＬを行うことができ、高速な位相同期を実現できる。また、制御部２０では、位相誤差検出回路１１の位相誤差を一定時間積算し、この値が閾値以上であれば、再度、切替器２１をＦＦＴ処理部側、レジスタ２２を書込み可能状態に制御し、初期状態に戻り、再処理を行う。
【００３３】
次に本発明の別の実施例について図５及び図６を参照して説明する。図５は図４のブロックにおける各構成要素１３〜２２の機能部分を点線で囲んで、ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）５０にて構成したものであり、図６にそのブロック図を示す。
【００３４】
本実施例の特徴は、位相誤差検出回路１１以降の処理を全てＤＳＰによりソフトウェア的に処理するものとし、図６に示す様に、ＤＳＰ５０及びメモリ５１により構成する。これにより、ＦＦＴ処理と符号抽出処理を時系列で行うため、処理速度が低下するものの、ハードウェア構成が単純となり、装置の小型化，低価格化が可能となる。尚、ＤＳＰ５０の処理はＲＯＭ等の記録媒体５２に予め格納されているプログラムにより行われるものであり、その処理について図７を参照して説明する。
【００３５】
処理Ｓ１においてＦＦＴ処理が完了しているかを判定し、完了していなければ処理Ｓ２へ、完了していれば処理Ｓ１３へ移行する。ここで初期状態では処理Ｓ２に移行する。処理Ｓ２では、位相誤差信号（Ｃn ）を順次メモリに蓄積し、Ｎ個連続に取得する。このＮの値はＦＦＴの解析ポイント数に依存する。処理Ｓ３では、位相誤差信号の傾きを検出するカウンタの値をリセットする。カウンタは、ＤＳＰのアキュームレタを使用する。処理Ｓ４では、メモリに蓄積した、位相誤差信号Ｃn とＣn+1 を読出し、振幅を比較し、Ｃn ＞Ｃn+1 の場合、処理Ｓ５へ、Ｃn ≦Ｃn+1 の場合、処理Ｓ６へ移行する。
【００３６】
処理Ｓ５では、カウンタの値を−１し、処理Ｓ６では、カウンタの値を＋１する。処理Ｓ７では処理Ｓ４から処理Ｓ７までのＮ回実行し、完了後、処理Ｓ８に移行する。処理Ｓ８では、カウンタの値の符号を抽出し、その結果をメモリに保存する。処理Ｓ９では、メモリに蓄積した位相誤差信号を基に、ＮポイントＦＦＴ処理を実施し、搬送波周波数オフセット量を算出する。処理Ｓ１０では、処理Ｓ９で算出した搬送波周波数オフセット量に対し、処理Ｓ８で保存したカウンタの符号により符号変換し、符号を含むオフセットを算出する。処理Ｓ１１では、処理Ｓ１０で求めた、オフセットをメモリに保存し、オフセットを基に、処理Ｓ１２では、ＮＣＯに制御値を出力し、処理Ｓ１に戻る。
【００３７】
次に、処理Ｓ１での判定処理により、処理Ｓ１３に移行する。処理Ｓ１３では、ＰＬＬのロック判定結果（処理Ｓ２１）を基に判定を行い、ロックオフ時に処理Ｓ２へ、それ以外の時には、処理Ｓ１４に移行する。初期状態では、処理Ｓ１４に移行する。処理Ｓ１４では、位相誤差信号を位相誤差検出回路から読込む。処理Ｓ１５では、予め設定してあるフィルタ係数によるディタルフィルタを構成しており、位相誤差信号に対して、ループフィルタ処理を施し、ループ制御量を求める。処理Ｓ１６では、処理Ｓ１１で保存した搬送波周波数に処理Ｓ１５で求めた制御量を加え、処理Ｓ１７でＮＣＯに対し制御量を出力する。これにより処理Ｓ１１の結果を基にしたＰＬＬを構成する。
【００３８】
次に、処理Ｓ１８では、処理Ｓ１４で読込んだ位相誤差信号の絶対値をとり、これを加算する。処理Ｓ１９では、処理Ｓ１８の処理をＭ回加算したかを判定し、加算が完了していれば処理Ｓ２０に移行し、それ以外であれば、処理Ｓ１に戻る。ここで、加算回数Ｍの値は、ループフィルタのループバンド及び位相誤差信号のサンプリング周波数に依存し、ループの引込み時間より充分長くなる様に設定する。処理Ｓ２０では、処理Ｓ１８における加算結果と閾値を比較し、加算結果の方が閾値より大きい場合は処理Ｓ２１へ、それ以外の場合は処理Ｓ１へ戻る。本処理では、判定後に、処理Ｓ１８で加算した値のリセットを行う。処理Ｓ２１では、ＰＬＬロックオフと判断し、ＮＣＯに対し、初期値の制御量を出力し、処理Ｓ１に戻る。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ＦＦＴ処理による搬送波周波数オフセット量の演算と並行に、当該オフセットのずれ方向をコスタス検波器の位相誤差検出出力の傾きにより検出する様にしたので、ＦＦＴ処理回数が一回で良いために搬送波補捉時間が従来の１／２に短縮できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路ブロック図である。
【図２】コスタス検波出力すなわち位相誤差検出回路の出力信号と周波数オフセットのずれ方向との関係を示す図である。
【図３】位相誤差出力信号から周波数オフセットのずれ方向を算出する場合の比較出力信号の関係を示す図である。
【図４】本発明の他の実施例の回路ブロック図である。
【図５】本発明の更に他の実施例の回路ブロック図である。
【図６】図５の回路ブロックを機能ブロックとして示した図である。
【図７】図６のブロックの動作を示すフローチャートである。
【図８】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ＢＰＦ
２  デバイダ
３  ＮＣＯ
４  位相変換器
５，６  ミキサ
７，８  ＬＰＦ
９，１０  Ａ／Ｄ変換器
１１  位相誤差検出回路
１２  ＦＦＴ処理部
１３  遅延器
１４  比較器
１５  アップ／ダウンカウンタ
１６  符号抽出器
１７  乗算器
１８  ループフィルタ
１９  加算器
２０  制御部
２１  切替器
２２  レジスタ
５０  ＤＳＰ
５１  メモリ（ＲＡＭ）
５２  記録媒体（ＲＯＭ）
【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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