(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データにその遅延反転データが付加された信号を変調して送出する多重送信手段と、前記多重送信手段から受信した信号を遅延する遅延回路と、この遅延回路の出力データと前記多重送信手段からの信号との差分をとる減算器と、この減算器の出力データのうち信号成分を強調するデータを抽出する論理回路と、この論理回路で抽出されたデータを入力データとする搬送波再生回路とを有することを特徴とする搬送波再生装置。
【請求項２】
単位データ長毎に同一内容の送信データを送出する多重送信手段と、前記多重送信手段から受信した送信データを遅延する遅延回路と、同一内容の受信データを複数回蓄積して単位データ長毎に平均化する平均化回路と、この平均化回路の出力データのうち信号成分を強調するデータを抽出する論理回路と、この論理回路で抽出されたデータを入力データとする搬送波再生回路とを有することを特徴とする搬送波再生装置。
【請求項３】
前記搬送波再生回路が、搬送波成分を含む入力データを周波数逓倍する逓倍回路と、この逓倍回路で周波数逓倍されたデータから搬送波成分が強調されたデータを抽出するＡＬＥ回路と、このＡＬＥ回路で抽出されたデータを周波数分周して前記搬送波を再生する分周回路とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の搬送波再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、復調器に用いられる搬送波再生装置に関し、特に搬送波再生回路の前段に入力雑音電力を低減する手段を付加した搬送波再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信用に使用される復調器として、例えば図９に示す構成のものが知られている。図示の復調器において、外部から入力される変調波は、復調回路９１に入力されるとともに、搬送波再生回路９２にも入力される。復調回路９１では、搬送波再生回路９２で再生された搬送波からデータ成分を復調する。この復調データは、クロック再生回路９３で再生された復調クロックのタイミングで出力される。
【０００３】
搬送波再生回路９２は、図１０に示すように、逆変調器や周波数Ｍ逓倍回路などから成る変調成分除去回路９２ａと、ＡＬＥ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｌｉｎｅ  Ｅｎｈａｎｃｅｒ：適応輝線強調フィルタ）回路やＰＬＬ回路などから成る狭帯域ろ波回路９２ｂとから構成される。この狭帯域ろ波回路９２ｂに使用されるＡＬＥ回路は、ディジタル信号処理により信号の性質に合わせフィルタの係数を変化させる適応型のフィルタの応用回路であり、ラインスペクトラムを持つ正弦波信号に混入する雑音等を除去して正弦波信号を強調するものである。ＡＬＥ回路については、「B.Widrow and S.D.Stearners."Adaptive Signal Processing".Prentice-Hall.Inc..N.J..1975」の記載が参考になる。
【０００４】
このＡＬＥ回路から成る狭帯域ろ波回路９２ｂを備えた搬送波再生回路９２に入力された変調波は、変調成分除去回路９２ａに入力されて変調波成分が除去されるとともに、無変調波成分が抽出される。抽出された無変調波成分には、伝送路で付加された雑音電力が混入されているため、これをそのまま再生搬送波として出力するのは好ましくない。このため、抽出された無変調波成分を狭帯域ろ波回路９２ｂに入力し、ここで雑音成分等を低減させるとともに正弦波成分を強調して再生搬送波としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の狭帯域ろ波回路９２ｂに使用されるＡＬＥ回路では、収束時間（Ｔａ）が、入力雑音電力（Ｎｉ）と出力雑音電力（Ｎｏ）によって決定される。その収束時間（Ｔａ）はおおよそ次式で決定される。
【０００６】
【数１】
0003859324.tif 000002
【０００７】
上記式から明らかなように、出力雑音電力が一定であれば、入力雑音電力が小さければ小さいほど、収束時間は短くなる。しかしながら、この入力雑音は伝送路上で付加されるものが殆どであり、特に衛星通信等のように入力雑音が非常に大きい場合には、短い収束時間の実現は困難であった。このため、図１０に示した狭帯域ろ波回路９２ｂを用いた搬送波再生回路９２では、入力時に付加される雑音電力の大きいシステムには使用できない問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、入力雑音電力の低減を行ってＡＬＥ回路における収束時間を短縮し、搬送波の再生を高速化する技術を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は搬送波再生装置であって、送信データにその遅延反転データが付加された信号を変調して送出する多重送信手段と、前記多重送信手段から受信した信号を遅延する遅延回路と、この遅延回路の出力データと前記多重送信手段からの信号との差分をとる減算器と、この減算器の出力データのうち信号成分を強調するデータを抽出する論理回路と、この論理回路で抽出されたデータを入力データとする搬送波再生回路とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は搬送波再生装置であって、単位データ長毎に同一内容の送信データを送出する多重送信手段と、前記多重送信手段から受信した送信データを遅延する遅延回路と、同一内容の受信データを複数回蓄積して単位データ長毎に平均化する平均化回路と、この平均化回路の出力データのうち信号成分を強調するデータを抽出する論理回路と、この論理回路で抽出されたデータを入力データとする搬送波再生回路とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は前記搬送波再生回路が、搬送波成分を含む入力データを周波数逓倍する逓倍回路と、この逓倍回路で周波数逓倍されたデータから搬送波成分が強調されたデータを抽出するＡＬＥ回路と、このＡＬＥ回路で抽出されたデータを周波数分周して前記搬送波を再生する分周回路とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、受信側で、送信データにその１ビット遅延反転データを付加した多重送信データとその遅延データを減算して信号成分のみを抽出することにより、入力雑音電力が低減される一方、信号成分が強調された信号を搬送波再生回路に入力することができ、搬送波の再生を高速化することが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、受信側で、送信側から単位データ長毎に複数回送出される同一内容の送信データを平均化することにより、数ビットまとめて送信する場合でも、入力雑音電力が低減された信号を搬送波再生回路に入力することができ、搬送波の再生を高速化することが可能となる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、不要な信号成分が低減されるため、搬送波の再生をより高速化することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る搬送波再生装置のブロック構成図である。図１（ａ）は送信側の多重送信部を示しており、入力端子１から入力したデータは多重合成回路３および反転回路２に入力され、送信データと反転データとが多重されたのち変調器４において変調がかけられる。この多重されたデータを図３（ａ）に示す。
【００１６】
ここに示される多重送信データは、送信側で送信データに１シンボル毎に反転データを１回多重したデータである。
【００１７】
図１（ｂ）は受信側の多重送信搬送波再生部のブロック図であり、多重送信搬送波再生部の入力端子１１には、例えば、図３（ａ）に示すデータフォーマットの多重送信データが入力される。以下にその動作詳細を説明する。
【００１８】
入力された多重送信データは、遅延回路１２を通じて減算器１３に入力される。減算器１３には、遅延回路１２を通った多重送信データと入力端子１１から直接導かれた多重送信データの双方が入力され、多重送信データから遅延回路１２の出力データが減算される。この減算器１３の出力に現れたデータ状態を示したものが図３（ｂ）である。減算器１３の出力は、フリップフロップ１４に入力され、ここで必要なデータ、すなわち逆位相の信号成分を減算するデータＡｎ−［Ａｎ］（ｎは整数であり、括弧内は反転を意味する）だけが、図３（ｃ）に示すように抜き出される。抜き出されたデータＡｎ−［Ａｎ］は、雑音成分が相殺される一方、信号成分が強調されたものとなる。これにより、搬送波再生回路１５に入力される雑音電力が低減する。
【００１９】
図２は、図１（ｂ）の多重送信搬送波再生部の搬送波再生回路１５の一例を示めすブロック構成図である。図２において、逓倍回路２１は、入力された変調波を逓倍するのものであり、これにより変調波成分が低減され搬送波成分が抽出される。逓倍回路２１の出力データは、ＡＬＥ回路２２で雑音電力が低減されている。ＡＬＥ回路２２の出力は、分周回路２３に入力され、ここで逓倍回路２１で逓倍された搬送波が本来の搬送波周波数に戻される。
【００２０】
このような構成の搬送波再生回路を用いることにより、多重送信搬送波再生部における収束時間が短くなるので、雑音のない搬送波の再生が高速になる。
【００２１】
なお、以上の説明は、送信側で１シンボル遅延させて反転させる、いわゆる１シンボル遅延の例についてであるが、数ビットまとめて送信する場合でも同様の手順で入力雑音電力を低減させることができる。また、多重送信する回数が３回以上に設定することにより、さらに入力雑音を低減させることができる。この結果、ＡＬＥ回路２２における収束時間が短縮される。
【００２２】
次に、上述の多重搬送波再生部ないし搬送波再生回路で使用されるＡＬＥ回路での多重送信の効果について、より詳細に説明する。
【００２３】
上述の説明は、１ビット遅延の例であったが、以後、１０ビット遅延を例に挙げて説明する。ここで、送信データが「０１００１１０１１」であるとする。ディジタル通信なので個々の送信データは、「０」または「１」のどちらかとなる。ところが、復調後の信号は、帯域制限の影響で、受信データは図４に示すように歪んだものとなる。これは主として伝送路中に付加される雑音電力に起因する。
【００２４】
一般に、伝送路で付加される雑音電力はランダム雑音電力なので、例えば１ビット目の“０”を何回か送信すると、図５に曲線で示すように種々のパターンが生じる。このようなパターンの変動幅は、一般にＳ／Ｎ比で決定される。ここで同じパターンを繰り返し送信し、図示しない平均化回路で平均をとると、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、受信側では雑音電力の無い、正しい波形に近付いて行く。
【００２５】
図６（ａ）〜（ｃ）はアナログ信号の例であるが、アナログ信号では、正確な遅延回路や平均化回路の実現が非常に難しい上に、回路規模が大きくなってしまう欠点があるため実現が難しかった。ところが、近年のディジタル信号処理の発展に伴い、多重送信が実現可能となり、図７に示すようなアナログ信号が存在する範囲を２５６段階に分解（８ビットの場合）し、その値を読めば良いことになった。ちなみに図７では“６４”付近になる。これを上記の例の１０ビットで考えると、図８（ａ）〜（ｃ）のようになる。
【００２６】
図８（ａ）は、１回目の受信データのパターン、図８（ｂ）は２回目の受信データのパターン、図８（ｃ）は両者の平均をとった後のデータのパターンである。
このように、平均化回路を用いると雑音成分が低減し、Ｓ／Ｎ比が向上することがわかる。
【００２７】
なお、１ビット遅延では、送信側で送信データにその遅延データを反転して付加するとともに、受信側で減算を行っているのに対し、１０ビット遅延では平均化回路を用いているので、この点について説明する。
【００２８】
１ビット遅延の場合に、反転を加えないで１ビット遅延をして加えることは、同じ信号を２回続けることと等価となる。このような信号では、受信側では、正しく再生ができない。そのため、１ビット遅延の場合には、送信側で遅延信号を反転して多重化するとともに受信側でこれを減算する必要がある。これに対し、２ビット以上（少ない遅延は相関が出やすいためにあまり好ましくない）の遅延の場合は減算することができないので、送信側では反転せず、受信側で平均化回路を用いることになる。この平均化回路は、複数のデータを蓄積してその平均値を出力するものであり、それ自体は公知の手法を採用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、入力雑音電力を低減するとともに信号成分が強調された信号を搬送波再生回路に入力することができ、搬送波の再生を高速化することができる。
【００３０】
請求項２記載の発明によれば、数ビットまとめて送信する場合でも、入力雑音電力を低減することができ、搬送波の再生を高速化することができる。
【００３１】
請求項３記載の発明によれば、搬送波再生回路内で不要な信号成分を低減することができ、搬送波の再生をより高速にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態となる搬送波再生装置のブロック構成図であり、（ａ）は送信側の多重送信部、（ｂ）は受信側の多重送信搬送波再生部を示す。
【図２】本発明の搬送波再生回路の一例を示すブロック構成図である。
【図３】本実施形態において使用されるデータフォーマットであり、（ａ）は多重送信データ、（ｂ）は減算器から出力されるデータ、（ｃ）はフリップフロップより選択的に出力されるデータの例を示す。
【図４】復調後の受信データの説明図。
【図５】伝送路中に雑音があったときのパターン説明図。
【図６】同じパターンの繰り返しを平均した場合のパターン説明図。
【図７】ディジタル信号処理の内容説明図。
【図８】１０ビットの場合におけるディジタル信号処理したときのパターン説明図。
【図９】従来の一般的な復調器のブロック構成図。
【図１０】従来の搬送波再生回路のブロック構成図。
【符号の説明】
２  反転回路
３  多重合成回路
４  変調器
１２  遅延回路
１３  減算器
１４  フリップフロップ
１５  搬送波再生回路
２１  逓倍回路
２２  ＡＬＥ回路
２３  分周回路
【図１】
0003859324.tif 000003
【図２】
0003859324.tif 000004
【図３】
0003859324.tif 000005
【図４】
0003859324.tif 000006
【図５】
0003859324.tif 000007
【図６】
0003859324.tif 000008
【図７】
0003859324.tif 000009
【図８】
0003859324.tif 000010
【図９】
0003859324.tif 000011
【図１０】
0003859324.tif 000012