(57)【要約】【課題】伝搬路フェージング下において、安定な搬送周波数同期および復調された情報データを生成するデジタル信号処理回路とするような搬送波再生回路を提供する。【解決手段】多値変調による受信信号を一方の入力とし、局部発振信号を他方の入力とし、両方の入力により周波数変換が行われて中間周波数を生成する周波数変換器３１１と、デジタル信号に対し多値変調の直交検波を行い、Ｉ相、Ｑ相の検波信号を生成する直交検波部３１３と、ロールオフフィルタ３１４と、伝搬路係数を算出する伝播路推定部３１５と、伝播路推定部の出力信号より、受信信号と局部発振信号間の搬送周波数の位相差分および多値変調による受信信号の変調位相分を算出する位相比較器３１６と、復調された情報データとして出力する波形等化器３１７と、ループフィルタ３１８と、受信信号に搬送周波数同期のとれた局部発振信号を出力とする局部発振器３２１とを備える。【選択図】図１
2009225128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値変調が行われた受信信号および、局部発振信号を入力とする周波数変換を行い、中間周波数信号を生成する周波数変換器と、
前記中間周波数信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号に対し直交検波を行い、I相、Ｑ相の検波信号を生成する直交検波部と、
前記検波信号のスペクトラム波形を整形するロールオフフィルタと、
前記整形された検波信号より伝搬路フェージングの状態を推定し、伝搬路係数を算出する伝播路推定部と、
前記伝播路係数より、前記受信信号と前記局部発振信号間の搬送周波数の位相差分および、前記多値変調が行われた受信信号の変調位相を算出する位相比較器と、
前記変調位相より前記伝搬路フェージングによる変調位相誤差分を算出し、該変調位相誤差分を基に前記変調位相を位相補正し、復調された情報データとして出力する波形等化器と、
前記搬送周波数の位相差分を遅延補正するループフィルタと、前記ループフィルタの出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記アナログ信号から直流分を抽出するローパスフィルタと、前記直流分とされた前記搬送周波数の位相差分により前記局部発振信号の位相制御が行われ、前記受信信号に搬送周波数同期のとれた前記局部発振信号を出力とする局部発振器とを備えた、
ことを特徴とする搬送波再生回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル化された情報の無線伝送に関し、特に受信機を送信機と搬送波同期させる位相ロックループに供して好適な搬送波再生回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
放送音声プログラム信号などのようなワイドバンドの音声信号、放送局と放送所間の連絡信号、放送所装置の監視・制御信号など、これら複数の信号を一括してデジタルデータ処理し、遠隔地に伝送するデジタル無線回線装置は、無線周波数利用の効率化や伝送メディアの増加、またデジタル化に伴う伝送データ容量・速度の増加によって、多値変調方式の採用などによる伝送効率の向上の必要性が出てきている。
【０００３】
このように、ＳＴＬ（Ｓｔｕｄｉｏ  ｔｏ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｌｉｎｋ；放送局のスタジオから送信所まで放送番組等を伝送する無線回線）およびＴＴＬ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  ｔｏ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｌｉｎｋ；送信所間で放送番組等を伝送する無線回線）は、デジタル方式化が進められている。
【０００４】
また、無線機回路の実現手段として、回路をソフトウエアに置き換えて、フレキシブルな機能回路および経時変動の極めて少ない機能回路が実現されるデジタル信号処理（ＤＳＰ；Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）の技術が進んでいる。
【０００５】
特に、多値変調方式（例；ＱＰＳＫ；Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ、６４ＱＡＭ；６４値  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの変調回路および復調回路において、デジタル信号処理技術を用いて、回路が実現されている。
【０００６】
多値変調信号の復調に際し、送信搬送波（受信信号）の位相に受信搬送波（受信局部発振周波数）の位相を同期させる同期回路（搬送波再生回路；ＰＬＬ；Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）が欠かせない。
【０００７】
一方、このように  近年では実際にデジタル信号処理を行なうデバイスであるＤＳＰやＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などの信号処理能力が向上してくるにつれて、これらのデジタル信号処理デバイスで処理される回路の割合が益々増えてきている。その結果、デジタル信号処理回路での処理範囲が大きくなり、応答時間にバラツキが発生するなど、ソフトウエア多重処理の弊害が起きることがある。
【０００８】
フェージングのような無線回線の伝搬路で発生する突発的な変動要素に対し、デジタル信号処理回路からＰＬＬ回路に対し応答させる場面で、多くのプログラム処理を実行している関係上、当該機能における応答時間にバラツキが生じ、リアルタイム性が確保されず、安定な同期が行われないことがある。
【０００９】
図４は、従来の受信部に有する搬送波再生回路の構成例を示すブロック図である。
【００１０】
多値変調方式（ＱＰＳＫ、６４ＱＡＭ）の復調回路は、直交検波の回路（乗算器２１２，２２２、９０°移相器２２０、ＬＰＦ２１３，２２３）、ＲＯＦ（Ｒｏｌｌ  Ｏｆｆ  Ｆｉｌｔｅｒ；信号のスペクトラム形状を所望の帯域に収める波形整形フィルタ）２１５，２２５、伝搬路推定部２１６、位相比較器２１７、波形等化器２１８の構成を有し、データの復調が行われる。
【００１１】
これらの構成は、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１４，２２４以降の復調処理をデジタル信号処理としたものである。
【００１２】
更に、位相比較器２１７、ループフィルタ２３０、ＬＰＦ２３２、ＶＣＸＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｘ’ａｌ「ｃｒｙｓｔａｌ」  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２３３による搬送波再生のＰＬＬ回路より構成され、搬送波同期が行われる。
【００１３】
これらの構成は、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２３１迄の同期処理をデジタル信号処理としたものである。
【００１４】
ＬＰＦ２３２の出力であるＶＣＸＯ制御電圧ｖは、直交検波器に直接供給する再生搬送波ｂ（受信搬送波；局部発振信号または局発信号）を発振する局部発振器（ＶＣＸＯ２３３）の周波数・位相制御を行うループに用いられ、このループによって、受信信号ｓと再生搬送波ｂとの間の位相差は０になるように制御される。
【００１５】
なお、ＶＣＸＯは、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）としてもよい。
【００１６】
また、図示してはいないが、近年において、デジタル信号処理の高速化が更に進み、受信信号の入力段に高速のＡ／Ｄを備え、乗算器２１２，２２２、ＶＣＸＯ２３３を含む直交検波器をデジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ；Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｄｏｗｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）やＤＳＰ等のデジタル信号処理デバイスの処理に置き換えることが可能となってきた。
【００１７】
しかしながら、システム側が要求する伝送データ容量・速度の増加に伴い、これよって受信処理するデータの量および処理速度も増加する。
【００１８】
受信回路の専用ハード範囲（アナログ回路）とデジタル信号処理回路のソフト処理範囲の兼合いを考慮する必要がある。即ち、デジタル信号処理回路に負わせる処理の内容と処理量を考え、デバイスの処理性能とコストのトレードオフの関係になってきている。
【００１９】
このため、デジタル信号処理回路デバイスの処理負担を軽減させ、リアルタイム性を確保されるような搬送波再生回路の構成にすることが重要となる。
【００２０】
無線回線の場合、伝搬路における周波数選択性フェージングにより符号間干渉が発生するので、受信信号の位相成分に雑音が加わることとなり搬送波の位相変動が激しくなる。
【００２１】
上記の現象が、従来の受信部の復調部におけるデジタル信号処理化された回路に起きた場合、搬送波の位相差情報によるＰＬＬの駆動動作において、受信信号ｓと再生搬送波ｂの同期状態の保持が困難となることがあり、送信データを誤って受信データとする問題点がある。
【００２２】
更に、高速データ伝送を行うようなシステムにおいて、高速、広範囲のデジタル信号処理化された回路では、搬送波の位相差の検出結果を出す迄の時間（ループ遅延量）が、ソフト処理の応答時間に差異が生じることにより、遅延量が大きくなると、１シンボル時間内でのＰＬＬ動作が困難となる問題点がある。
【００２３】
デジタル信号処理回路と個別ハード回路のトレードオフが考慮された先行技術として、再生搬送波と受信信号の位相差変動を波形等化器により補正してデータを再生し、再生搬送波と受信信号の搬送周波数ずれを位相同期回路によって修正し、再生搬送波の同期を確保する搬送波再生方式であって、データの復調回路にあっては、Ａ／Ｄ以降、位相同期回路にあっては、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ    Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ  ）迄の回路機能をデジタル信号処理回路に負わせる搬送波再生方式が公開されている。（例えば、特許文献１  参照）
【特許文献１】特開平１０−１０７８６３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
伝搬路上でフェージング等により受信信号に擾乱を受け、符号間干渉が大きくなり、変調位相のノイズによる変動が激しく、かつ、搬送周波数の位相差の変動も激しい状態となる場合が生じる。その状況下において、従来のデジタル信号処理回路を備えた位相差情報によるＰＬＬの駆動回路方式では、受信信号と再生搬送波の搬送周波数同期が困難となること、また、デジタル信号処理によるループ遅延のため１シンボル内でのＰＬＬ動作が完了できなくなり、即ち、位相差変動の速度に追従できなくなること、更に、デジタルダウンコンバータやＤＳＰなどのデジタル信号処理デバイスを用いた搬送波再生回路のループ処理が組み込まれることでデバイスの処理能力が増加し、処理プログラム量が大きくなるという問題、また、これに伴い、リアルタイム応答時間にバラツキが生じてしまうという問題があった。
【００２５】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、伝搬路フェージングにおいて、安定な搬送周波数同期および復調された情報データを生成することのできるデジタル信号処理回路で構成される搬送波再生回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
この目的を達成するために、本発明の搬送波再生回路は、多値変調が行われた受信信号および、局部発振信号を入力とする周波数変換を行い、中間周波数信号を生成する周波数変換器と、前記中間周波数信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル信号に対し直交検波を行い、I相、Ｑ相の検波信号を生成する直交検波部と、前記検波信号のスペクトラム波形を整形するロールオフフィルタと、前記整形された検波信号より伝搬路フェージングの状態を推定し、伝搬路係数を算出する伝播路推定部と、前記伝播路係数より、前記受信信号と前記局部発振信号間の搬送周波数の位相差分および、前記多値変調が行われた受信信号の変調位相を算出する位相比較器と、前記変調位相より前記伝搬路フェージングによる変調位相誤差分を算出し、該変調位相誤差分を基に前記変調位相を位相補正し、復調された情報データとして出力する波形等化器と、前記搬送周波数の位相差分を遅延補正するループフィルタと、前記ループフィルタの出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記アナログ信号から直流分を抽出するローパスフィルタと、前記直流分とされた前記搬送周波数の位相差分により前記局部発振信号の位相制御が行われ、前記受信信号に搬送周波数同期のとれた前記局部発振信号を出力とする局部発振器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、伝搬路の擾乱を受け符号間干渉が大きくなり、変調位相の変動が激しく、搬送周波数の位相差の変動が激しくなる状況下において、ＰＬＬ回路の動作は、搬送周波数の位相差変動に追従でき、受信信号と再生搬送波の搬送周波数同期が安定に行え、また、デジタル信号処理に負わせる搬送波再生回路のループ処理が組み込まれて、デジタル信号処理デバイスの処理量が増加しても、所望のリアルタイム応答時間内で安定にＰＬＬ動作が完遂する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の一実施形態である搬送波再生回路を示し、説明する。
【００２９】
図３に、本発明を実施するデジタル無線回線システムの構成例のブロック図を示し、説明する。
【００３０】
１１１は符号化部、１１２は多重合成部、１１３は変調部、１１４は送信増幅部であり、これらは順に接続されて送信部１０を形成している。
【００３１】
音声信号、警報信号および制御信号などの送信情報信号（ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎ）は、送信情報信号毎に符号化部１１１に入力されデジタルデータに変換される。
【００３２】
符号化部１１１は、送信情報信号（ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎ）のそれぞれ毎に符号化するものであるが、送信情報信号ｔ１が例えばアナログ音声信号である場合、符号化部１１１において、音声信号をＡ／Ｄ変換し、必要によっては圧縮などの符号化処理を行い、多重合成部１１２に送出する。
【００３３】
また、送信情報信号ｔ１は、文字コードや画像データなどのデジタル信号であってもよく、これは、送信情報信号ｔ２についても同様であり、このように形式の異なる、いくつかの送信情報信号（ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎ）を並列に入力できるように構成されている。
【００３４】
符号化された並列データは、多重合成部１１２において多重符号処理されて一つのデータストリームになる。
【００３５】
多重化されたデータストリームは、変調部１１３にて誤り訂正符号の付加，受信側の復調時に符号同期のために必要な付加情報（以下ユニークワードと記載する）が付加され、またインターリーブ，スクランブル等の符号処理が加えられる場合もあり、所定の符号処理が行なわれた無線フレームが生成される。これらの符号処理は、多重合成部１１２で行われてもよい。
【００３６】
付加されるユニークワードは、復調時の同期処理や等化器のトレーニングに用いられる。
【００３７】
変調部１１３にて生成された無線フレームは、更に、例えば、６４ＱＡＭ等の多値直交変調のデジタル変調処理され、送信変調波信号を生成して出力とする。
【００３８】
送信増幅部１１４では、送信変調波信号の周波数変換や電力増幅が行われ、高周波信号（ＲＦ信号；Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；無線周波数信号）とされ、送信アンテナ出力信号がアンテナから伝送路へ送出される。
【００３９】
次に、受信側の説明に移り、１２１は受信増幅部、１２２は復調部、１２３は多重分離部、１２４は復号化部であり、これらは順に接続されて受信部２０を形成している。
【００４０】
無線伝送路を伝搬した多値直交変調された送信信号であるＲＦ信号は、受信アンテナ入力で受信し、受信増幅部１２１で受信信号の増幅，ＲＦ段でのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ；Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ；帯域通過濾波器）において不要波を除去され、中間周波数（ＩＦ；Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；中間周波数信号）にダウンコンバートされ、更に、ＩＦ段でのＢＰＦ処理され、変換後の不要波が除去され、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；自動利得制御）による一定レベルにゲイン調整するレベル調整が行われる。そののち復調部１２２にてデジタル復調処理される。
【００４１】
復調部１２２では、受信データのデータフレームに付加されてくる既知の符号列であるユニークワードを検出し受信データのサンプリング位置を補正することで、フレーム同期，シンボル同期を確立し同期検波する。
【００４２】
ＱＰＳＫやＱＡＭの同期検波には、送信搬送波の絶対位相を受信側で再生する必要がある。（搬送波同期、キャリア同期）。
【００４３】
搬送波同期を同期確立させる搬送波再生処理は、後述する直交検波の回路を経て、受信信号と再生搬送波の位相差情報を生成して、これを用いて、ＰＬＬループを動かし、搬送波同期させるコスタスループ処理等によって行なわれる。
【００４４】
復調部１２２で行われる６４ＱＡＭ等のデジタル復調処理は、多値変調の復調に必要なシンボル同期を確立し、再生されたシンボルクロックによってサンプリングされたデータ系列を生成して、更に、多重データストリームとして多重分離部１２３へ送られる。
【００４５】
多重分離部１２３では、情報信号の各チャネルデータを分離し、各個別チャネルのデータを復号化部１２４に送出する。
【００４６】
復号化部１２４では、チャネル毎に、Ｄ／Ａ変換等による復号化処理が行われ、受信情報信号（ｒ１，ｒ２，・・・ｒｎ）を生成して、それぞれの出力とする。
【００４７】
図２に、本発明の実施例である前記復調部１２２の搬送波再生回路の基本構成例であるブロック図を示し、以下に説明を行う。
【００４８】
２１１は、受信信号s（第１中間周波数）を一方の入力とし、局発信号a（再生搬送波）を他方の入力とし、２つの入力信号による周波数変換を行って、第２中間周波数を生成して出力とする周波数変換器である。第２中間周波数を生成するために、図示されていないが、第２中間周波数を抽出するＢＰＦが周波数変換器２１１の出力側に挿入されてもよい。
【００４９】
２１２は、第２中間周波数を一方の入力とし、９０°移相されたＯＳＣ２１９の出力周波数（第２中間周波数に同じ周波数）を他方の入力としてI相の検波成分を生成する直交検波手段としての乗算器である。
【００５０】
２２２は、第２中間周波数を一方の入力とし、ＯＳＣ２１９の出力周波数を他方の入力としてＱ相の検波成分を生成する直交検波手段としての乗算器である。
【００５１】
２１３は、I相の検波成分を入力とし、その低域成分のみを通過させ、I相の検波信号を生成するＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ；低域通過濾波器）である。
【００５２】
２２３は、Ｑ相の検波成分を入力とし、その低域成分のみを通過させ、Ｑ相の検波信号を生成するＬＰＦである。
【００５３】
２１４は、I相の検波信号を入力とし、これをデジタル変換し、ＤＳＰ等のデジタル処理が行える出力を生成するＡ／Ｄ変換器である。
【００５４】
２２４は、Ｑ相の検波信号を入力とし、これをデジタル変換し、ＤＳＰ等のデジタル処理が行える出力を生成するＡ／Ｄ変換器である。
【００５５】
２１５は、デジタル化されたI相の検波信号を入力とし、デジタルフィルタ処理によりスペクトラム波形を整形し、所望のＩ相検波出力を生成するＲＯＦである。
【００５６】
２２５は、デジタル化されたＱ相の検波信号を入力とし、デジタルフィルタ処理によりスペクトラム波形を整形し、所望のＱ相検波出力を生成するＲＯＦである。
【００５７】
２１６は、I相およびＱ相のＲＯＦ処理された各検波信号を入力とし、その入力信号から伝播路係数を算出し出力とする伝播路推定部である。
【００５８】
２１７は、変調信号のシンボル位置（変調位相）を検出して一方の出力（情報データ成分）とし、および、受信信号sと局発信号aとの間の搬送波の位相差分を検出して他方の出力とする位相比較器である。
【００５９】
２１８は、前記位相比較器の一方の出力を入力とし、変調位相誤差などの補正を行い、正しく復調された情報データを出力とする波形等化器である。
【００６０】
２１９は、直交検波を行うために第２中間周波数と同じ周波数を発振し、発振出力とするＯＳＣ（Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；発振器）である。
【００６１】
２３３は、局発信号ａを発振し、周波数変換器２１１へ出力する電圧制御型の局部発振器を成すＶＣＸＯ；（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｘ’ａｌ「ｃｒｙｓｔａｌ」Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；電圧制御水晶発振器）である。
【００６２】
２２０は、ＯＳＣ２１９の出力信号に対し９０°位相を遅らせて（または進めて）出力とする９０°移相器である。
【００６３】
２３０は、位相比較器２１７で生成された搬送周波数の位相差分の検出結果（位相制御信号）を入力とし、それに含まれる高調波成分を除去し、ＰＬＬループの応答時間（遅延時間）を位置決めするループフィルタである。
【００６４】
２３１は、ループフィルタ２３０の出力をアナログ値に戻すＤ／Ａ変換器である。
【００６５】
２３２は、Ｄ／Ａ変換器の出力に含まれる高調波成分を除去するＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ；低域通過濾波器）である。
【００６６】
位相比較器２１７、ループフィルタ２３０からＶＣＸＯ２３３までの回路により搬送波再生を行うＰＬＬループが形成される。
【００６７】
乗算器２１２、２２２と９０°移相器２２０とＬＰＦ２１３，２２３とＯＳＣ２１９とにより直交検波部３１３が形成される。
【００６８】
図２において、受信信号ｓは、ＩＦ信号（第１中間周波数）であるが、図示してはいないが、第１中間周波数に変換される前の信号であるＲＦ信号を直接入力（ダイレクトコンバージョン方式）としてもよい。その場合でも、前段回路（受信増幅部１２１）にてＢＰＦ，ＡＧＣ等の処理は必要となる。
【００６９】
本発明である図２の回路方式であれば、直交検波部３１３からの出力がＡ／Ｄ変換器２１４，２２４に入力され、以降の回路によってデジタル信号処理される。このデジタル信号処理は、ループフィルタ２３０からの出力がＤ／Ａ変換器２３１に入力される迄行われ、この回路範囲であれば、デジタル信号処理部として十分時間的に余裕のあるデジタル信号処理（ソフトウエア、プログラム処理）が行われる。
【００７０】
更に、本発明である図２の回路方式であれば、近年の高速処理が可能なデジタル信号処理用のＬＳＩを複数個用いることにより、直交検波部３１３を含む回路をデジタル信号処理方式で、十分時間的余裕のある回路として置き換えられる。
【００７１】
このようなデジタル信号処理方式は、デジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）またはＦＰＧＡ，ＤＳＰなどのデジタル信号処理デバイス（ＬＳＩ）によって構成することができる。
【００７２】
そこで、直交検波部３１３以降をデジタル信号処理で行なう場合の構成例を示し、以下に説明する。図１は、本発明の他の実施例である復調部１２２の搬送波再生回路の構成例を示すブロック図である。
【００７３】
図１において、３１１は、多値変調による受信信号s（第１中間周波数）を一方の入力とし、局発信号a（再生搬送波）を他方の入力とし、２つの入力信号による周波数変換を行って中間周波数（第２中間周波数）を生成して出力とする周波数変換器であり、図２の周波数変換器２１１と同一機能である。
【００７４】
第２中間周波数を生成するために、図示されていないが、第２中間周波数を抽出するＢＰＦが周波数変換器３１１の出力側に挿入されてもよい。
【００７５】
３１２は、周波数変換器３１１から出力される第２中間周波数をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。
【００７６】
３１３は、Ａ／Ｄ変換器３１２の出力であるデジタル信号に変換された多値変調信号を入力とし、デジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）等のデジタル信号処理デバイスにより多値変調の直交検波を行い、I相、Ｑ相の検波信号を生成する直交検波部である。
【００７７】
３１４は、デジタル化されたI相、Ｑ相の検波信号を入力とし、デジタルフィルタ処理により検波信号のスペクトラム波形を所望のロールオフとなるように整形し出力とするＲＯＦである。図２に示されたＲＯＦ２１５、２２５と同一機能のデジタルフィルタである。
【００７８】
３１５は、ＲＯＦ３１４の出力信号より、瞬時変化する伝搬路フェージングの状態を推定し、伝搬路係数を算出する伝播路推定部であり、伝播路推定部２１６と同一機能である。
【００７９】
３１６は、伝播路推定部３１５の出力信号より、受信信号ｓと局発信号ａ間の搬送周波数の位相差分および、多値変調が行われた受信信号の変調位相を算出する位相比較器であり、位相比較器２１７と同一機能である。
【００８０】
３１７は、変調位相より伝搬路フェージングによる変調位相誤差分を算出し、この変調位相誤差分を基に変調位相を位相補正し、多値変調の復調された情報データとして出力する波形等化器であり、波形等化部２１８と同一機能である。
【００８１】
３１８は、搬送周波数の位相差分を遅延補正するループフィルタであり、ループフィルタ２３０と同一機能である。
【００８２】
３１９は、ループフィルタ３１８の出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器であり、Ｄ／Ａ変換器２３１と同一機能である。
【００８３】
３２０は、アナログ信号から直流分を抽出するローパスフィルタであり、ＬＰＦ２３２と同一機能である。
【００８４】
３２１は、直流分となった搬送周波数の位相差分により局発信号ａの位相制御が行われ、受信信号ｓに搬送周波数同期のとれた局発信号ａを出力するＶＣＸＯ（局部発振器）であり、ＶＣＸＯ２３３と同一機能である。
【００８５】
図１において、入力された受信信号ｓは、周波数変換器３１１で電圧制御型のＶＣＸＯ３２１からの周波数と混合され、その出力が第２中間周波（２ｎｄ  ＩＦ）信号となる。
【００８６】
そこで、本発明では、ＬＰＦ３２０、ＶＣＸＯ３２１および周波数変換器３１１の範囲を個別ハード回路に構成する。
【００８７】
第２中間周波信号は、Ａ／Ｄ変換器３１２に直接入力し、デジタル信号に変換され、以降の多値変調信号の直交検波を含む復調処理がＤＤＣあるいはＤＳＰのデバイスによりデジタル信号処理で行われる。
【００８８】
即ち、本発明では、Ａ／Ｄ３１２から波形等化器３１７迄、および、Ｄ／Ａ３１９迄の回路範囲をデジタル信号処理部として構成するソフトウエア処理回路と専用回路とする個別ハード回路の回路分担である。
【００８９】
なお、図示してはいないが、ＬＰＦ３２０をデジタル信号処理部の範囲に入れてもよい。
【００９０】
以上の回路によりデジタル信号処理回路の構成とした搬送波再生回路は、伝搬路フェージングにおいて、安定な搬送周波数同期および復調された情報データを提供することができる。
【００９１】
次に、本発明回路の要部における信号処理の流れについて詳細な説明を行う。
【００９２】
デジタル信号処理の範囲は、図１と図２では異なるが、多値変調信号の処理機能が同一であるので、内部処理について基本構成例を詳細に示した図２によって、先ず、信号処理の説明を進める。
【００９３】
図２において、Ａ／Ｄ変換器２１４，２２４にてデジタル信号に変換されたＩ相信号およびＱ相信号は、波形整形のためにロールオフフィルタ（ルートロールオフフィルタとも云う）等のフィルタリング処理を行なうデジタルフィルタＲＯＦ２１５，２２５でフィルタ処理された後、伝播路推定部２１６に送られる。
【００９４】
伝播路推定部２１６では、受信信号に付加されているユニークワードと、受信装置内部のメモリに予め記憶されている所定のユニークワードの符号を比較して伝播路係数を算出する。
【００９５】
位相比較器２１７では、受信信号のユニークワードと受信装置内部のメモリに予め記憶されているユニークワードの符号を比較して、符号の比較から現在の平均位相、直前の平均位相および同一フレーム期間内の平均位相差などを求め、これらの値から搬送周波数の位相差分および変調位相誤差分とするそれぞれの位相変化量を生成する。
【００９６】
生成された位相変化量によって、多値変調信号のシンボル位置を検出し、情報データを復調し、更に、受信信号ｓと再生搬送波（局発信号ａ）の位相差情報（搬送周波数の位相差分）を生成して、ＰＬＬループ回路を動作させ、同期された再生搬送波を生成する。
【００９７】
このように位相比較器２１７にて生成された位相変化量は、第１の位相変化量として情報データ再生のための位相情報を生成するほか、１フレーム（付加情報が加えられた１つの無線フレーム）時間内で変化した誤差である位相変化量（位相差情報ｐ）を示し、これが再生搬送波の周波数オフセット量（搬送周波数ずれ）を示す第２の位相変化量となり、その出力がループフィルタ２３０に送られる。
【００９８】
この位相差情報ｐは、ループフィルタ２３０を通してＤ／Ａコンバータ２３１に送られ、アナログ電圧値に変換される。変換されたアナログ電圧値は、ＬＰＦ２３２でＤ／Ａコンバータ２３１で発生するＤＣ成分以外の不要波を除去し、電圧制御型の局部発振器であるＶＣＸＯ２３３の周波数コントロール電圧（ＶＣＸＯ制御電圧ｖ）として送られる。
【００９９】
以上のＰＬＬループ構成によって、ミキサ２１１から出力される受信信号（第２中間周波数）は、次第に周波数オフセットが減少し、最終的に再生搬送波が送信搬送波と同じ周波数に同期し、受信信号に含まれるのは、情報データの復調に影響を与える変調位相誤差のみとなる。
【０１００】
この受信信号に含まれる変調位相誤差は、主として、伝搬路でのフェージング等により発生する変調位相誤差分であり、この変調位相誤差分が伝播路係数として伝搬路推定部２１６で求められ、この伝播路係数を用いて、波形等化器２１８によって変調位相誤差を除去し、正しく復調された情報データが再生される。
【０１０１】
図２の実施例の回路構成によれば、ＯＳＣ２１９を含めた直交検波部３１３を有する復調回路に対し、ＯＳＣ２１９とは別にＶＣＸＯ２３３を備えた搬送波再生ループ回路が中間周波数生成部に局発信号を供給するので、局部発振器がそれぞれ専用化され、このことによって、ＰＬＬループ内の処理が多くなり処理遅延が大きくなる。
【０１０２】
しかしながら、ＰＬＬ動作は、搬送波周波数の周波数差を補正するに要する時間（遅延時間）に間に合えば良く、それは必ずしも１フレーム，または数フレームの短時間ではないので、例えば図１の構成のように直交検波部以降をデジタル処理で行なうような構成とすることも可能となる。
【０１０３】
かつ、復調信号を低域周波数に落とされることにより、復調回路の信号処理時間に余裕が生まれる。
【０１０４】
以上によって、図１のようにデジタル信号処理の回路部分が多くなっても、発明のような中間周波数の局部発振器のループとすることでデジタル信号処理デバイスの処理負担を軽減することができる。
【０１０５】
このような本発明の回路方式によれば、情報データの復調処理時間とＰＬＬ回路の同期処理時間とを分けて、それぞれの要求時間内で信号処理時間を済ませればよく、処理時間の余裕が生まれることによって、例えば伝送容量の増加，伝送速度の増加，周波数の高周波数化，変復調処理の多値化などに対応してデバイスの処理量が増加しても、処理時間の増加による処理遅延により位相補正が追従できなくなるという問題が解消される。
【０１０６】
そこで、ＰＬＬ動作ループは、直交検波部に有する局部発振器（図２に示すＯＳＣ２１９）を共用する必要が無くなるので、中間周波数の局部発振器のループ専用とすることで、直交検波部を含むデバイスの処理負担が軽減できる。
【０１０７】
以上、本発明の回路方式であれば、周波数変換器３１１（２１１）が第１中間周波信号である受信信号ｓを第２中間周波信号に周波数変換（ダウンコンバージョン）して、比較的低い周波数帯域信号にされたので、デジタル信号処理における、情報データの復調処理時間ならびにＰＬＬループの処理時間に余裕が生まれる。
【０１０８】
特に、再生搬送波ａ（局発信号）と受信信号ｓとの間の位相差変動による搬送周波数ずれ（位相差情報ｐ）を修正するＶＣＸＯ制御電圧ｖにおいて、遅延のバラツキがなく、デジタル信号処理応答時間の安定なＰＬＬループの構成となる。
【０１０９】
従って、周波数がダウンコンバージョンされた第２中間周波信号を用いれば、データの復調およびＰＬＬ動作のデジタル信号処理が余裕をもって行える。
【０１１０】
なお、波形等化器３１７（２１８）は、フェージングなどの伝搬路上で起きた擾乱に対して、再生搬送波ａと受信信号ｓとの間の位相差変動分として、これを補正して正しい情報データを復調するものである。
【０１１１】
以上のように、本発明では、情報データを復調する過程で、位相比較器３１６（２１７）より搬送周波数ずれ（位相差情報ｐ）を生成しているが、ＰＬＬのループのみを考えれば、位相差情報ｐを生成される回路であれば、特に直交検波器でのループ構成を用いなくてもよく、中間周波数を生成する専用回路での局部発振器のＰＬＬループとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、固定通信に用いられる無線通信システムに適用されて、一例として、ＳＴＬ等の連絡回線として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施例である受信部の搬送波再生回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例である受信部の搬送波再生回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明を実施するデジタル無線回線システムの構成例を示すブロック図である。
【図４】従来の受信部の搬送波再生回路の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  送信部
２０  受信部
１１１  符号化部  
１１２  多重合成部  
１１３  変調部  
１１４  送信増幅部  
１２１  受信増幅部  
１２２  復調部  
１２３  多重分離部  
１２４  複合化部  
２１１、３１１  周波数変換器
２１２、２２２  乗算器
２１３，２２３、２３２、３２０  ＬＰＦ（低域通過フィルタ）
２１４，２２４、３１２  Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル変換器）
２１５，２２５、３１４  ＲＯＦ（ロールオフフィルタ）
２１６、３１５  伝搬路推定部
２１７、３１６  位相比較器
２１８、３１７  波形等化器
２１９  ＯＳＣ（Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；発信器）
２２０  ９０°移相器
２３０、３１８  ループフィルタ
２３１、３１９  Ｄ／Ａ（デジタル・アナログ変換器）
２３３  ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）
３２１  ＶＣＸＯ（電圧制御水晶発振器）
３１３  直交検波部（ＤＤＣ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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