JP2003018230A - 復調装置、放送システム及び半導体デバイス - Google Patents
復調装置、放送システム及び半導体デバイスInfo
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Abstract
い、品質及び信頼性の向上を図る。 【解決手段】 デジタル信号生成手段21は、変調され
た入力信号の同期検波を行った後に、A/D変換をし
て、位相軸に対応したデジタル信号を生成する。タイミ
ング再生手段22は、デジタル信号のシンボルタイミン
グを抽出して、タイミング再生を行う。キャリア再生手
段23は、位相雑音補正信号にもとづいて、タイミング
再生後のデジタル信号の位相差のゲインを設定し、ゲイ
ンに応じて発振した発振信号により、位相雑音を抑制す
る方向に、シンボルを回転させてキャリア再生を行う。
位相雑音補正手段24は、位相差がプラス側に増加した
ときには増加分の値、マイナス側に増加したときには増
加分の−1倍の値である位相雑音補正信号を出力する。
Description
テム及び半導体デバイスに関し、特に変調信号の復調を
行う復調装置、デジタル衛星放送の通信を行う放送シス
テム及び変調信号の復調を行う回路素子が同一基板内に
集積化された半導体デバイスに関する。
ase Shift Keying)がある。PSKはキャリア(搬送
波)のパラメータとして位相を変化させる変調方式であ
り、衛星通信等の分野で広く使用されている。
示す図である。PSK復調機400は、ローカルオシレ
ータ401、乗算器402a、402b、π/2移相器
403、再生部404、位相雑音補正部405から構成
される。
調に用いたキャリアと同一の周波数、同位相の正弦波を
発振する。π/2移相器403は、ローカルオシレータ
401からの局発信号をπ/2移相する。乗算器402
aは、入力信号とローカルオシレータ401からの局発
信号との積をとる。乗算器402bは、入力信号とπ/
2移相器403の出力との積をとる。
bの出力信号の低周波成分を通過させ、A/D変換を施
して、位相軸に対応したデジタル信号を生成し、タイミ
ング再生、キャリア再生を行ってベースバンド信号の復
調を行う。
振される局発信号の周波数成分をfLとすると、実際の
ローカルオシレータ401から発振される信号の周波数
成分は、fL±Δfとなる。Δfは、周波数ずれや位相
ノイズ等を含んだ周波数の不安定部位を表している。
出力には、周波数の不安定部位が含まれる(発振周波数
が変動する)。そして、この局発信号を用いてキャリア
再生を行っているため、ベースバンド信号は、位相雑音
(位相ジッタ)を含んだものとなる。この位相雑音が大
きければ、その分、Iチャネル、Qチャネルの信号の位
相差もより開いてしまう状態になる。
これにすみやかに追従して、位相雑音の影響を抑制する
方向に制御して、位相差のない信号を即座に生成する必
要がある。このために、通常のキャリア再生の制御に対
して、位相雑音の補正制御をあらたに加えて、ベースバ
ンド信号のシンボルをできるだけ速く、正常なシンボル
位置に戻すことが重要である。
すPSK復調機400では、まず、位相雑音補正部40
5が、シンボルの位相方向のばらつきと、振幅方向のば
らつきとの比率を算出し、算出結果による補正値を生成
する。そして、再生部404は、シンボルの位相回転
を、位相雑音補正部405で生成された補正値にもとづ
いて行うことで、位相雑音の影響を抑制していた。
従来のPSK復調機400では、位相雑音の補正制御と
して、シンボルの位相方向のばらつきと、振幅方向のば
らつきとの比率にもとづく補正制御を行っているため、
特にアンテナを通じて無線信号に混入するノイズの影響
を容易に受けやすく、位相雑音補正の精度が悪いといっ
た問題があった。
C/N(Carrier to Noise ratio)の状態では、コンス
タレーション上のシンボル分布に対して、隣り合うシン
ボルの隙間がなくなってしまう現象が生じる可能性があ
り、このような場合には、位相雑音の補正がまったく不
可能となってしまい、無線通信制御の品質の低下を引き
起こしていた。
のであり、位相雑音の補正制御を効率よく高精度に行
い、品質及び信頼性の向上を図った復調装置を提供する
ことを目的とする。
正制御を効率よく高精度に行い、品質及び信頼性の向上
を図った放送システムを提供することである。さらに、
本発明の他の目的は、位相雑音の補正制御を効率よく高
精度に行い、品質及び信頼性の向上を図った半導体デバ
イスを提供することである。
決するために、図1に示すような、変調信号の復調を行
う復調装置20において、変調された入力信号の同期検
波を行った後に、A/D変換をして、位相軸に対応した
デジタル信号を生成するデジタル信号生成手段21と、
デジタル信号のシンボルタイミングを抽出して、タイミ
ング再生を行うタイミング再生手段22と、位相雑音補
正信号にもとづいて、タイミング再生後のデジタル信号
の位相差のゲインを設定し、ゲインに応じて発振した発
振信号により、位相雑音を抑制する方向に、シンボルを
回転させてキャリア再生を行うキャリア再生手段23
と、位相差がプラス側に増加したときには増加分の値、
マイナス側に増加したときには増加分の−1倍の値であ
る位相雑音補正信号を出力する位相雑音補正手段24
と、を有することを特徴とする復調装置20が提供され
る。
調された入力信号の同期検波を行った後に、A/D変換
をして、位相軸に対応したデジタル信号を生成する。タ
イミング再生手段22は、デジタル信号のシンボルタイ
ミングを抽出して、タイミング再生を行う。キャリア再
生手段23は、位相雑音補正信号にもとづいて、タイミ
ング再生後のデジタル信号の位相差のゲインを設定し、
ゲインに応じて発振した発振信号により、位相雑音を抑
制する方向に、シンボルを回転させてキャリア再生を行
う。位相雑音補正手段24は、位相差がプラス側に増加
したときには増加分の値、マイナス側に増加したときに
は増加分の−1倍の値である位相雑音補正信号を出力す
る。
を参照して説明する。図1は本発明の復調装置の原理図
である。復調装置20は、変調信号の復調を行う。な
お、n相PSK変調された信号の復調を行うものとして
以降説明する。
シレータ210a、π/2移相器210b、乗算器21
1a、211b、LPF(ローパスフィルタ)212
a、212b、A/D(アナログ/デジタル)変換器2
13a、213bから構成される。
変調に用いたキャリアと同一の周波数、同位相の正弦波
を発振する。π/2移相器210bは、ローカルオシレ
ータ210aからの局発信号をπ/2移相する。乗算器
211aは、入力信号とローカルオシレータ210aか
らの局発信号との積をとる。乗算器211bは、入力信
号とπ/2移相器210bの出力との積をとる。
1a、211bの出力信号の低周波成分を通過させる。
A/D変換器213a、213bは、LPF212a、
212bのそれぞれの出力にA/D変換を施して、I
軸、Q軸の位相軸に対応したデジタル信号を生成する。
このように、デジタル信号生成手段21は、n相PSK
変調信号を準同期直交検波して、デジタル化したI軸チ
ャネル及びQ軸チャネルの信号を出力する。
のシンボルタイミングを抽出して、タイミング再生を行
う。そして、キャリア再生手段23は、抽出されたタイ
ミングにもとづいて、変調信号からベースバンド信号を
抽出する。
雑音補正手段24から送信された位相雑音補正信号にも
とづいて、タイミング再生後のデジタル信号の位相差の
ゲインを設定する。そして、ゲインに応じて発振した発
振信号により、位相雑音(位相ジッタ)を抑制する方向
に、シンボルを回転させてキャリア再生を行う。キャリ
ア再生手段23の内部構成は図5で後述する。
軸の信号との位相差が、プラス側に増加したときには増
加分の値を、マイナス側に増加したときには増加分の−
1倍の値を位相雑音補正信号として出力する。位相雑音
補正制御の内容の詳細については図6以降で後述する。
8PSKの場合を例にして詳しく説明する。図2は高C
/Nで位相雑音がない場合の8PSKコンスタレーショ
ンを示す図である。横軸がI軸、縦軸がQ軸である。
は、図の双方向の矢印Bのように位相方向に変動する。
従来の技術では、位相方向のばらつきをP、振幅方向の
ばらつきをAとして、PとAの比率P/Aを算出し、算
出結果をあらかじめ設定したしきい値と比較する。そし
て、しきい値との大小によって補正値を生成していた。
なお、図の場合では、P/A=1であり、位相雑音のな
い理想的な状態を示している。
PSKコンスタレーションを示す図である。高C/Nで
位相雑音があると、シンボルは位相方向に変動するた
め、イメージとしては、シンボルは位相方向に膨らんだ
楕円状で表現できる。このような場合、P/A>1とな
り、位相雑音の影響大とみなすことができる。
PSKコンスタレーションを示す図である。低C/Nで
位相雑音があると、隣り合うシンボルの隙間がなくなっ
てしまう現象が生じる可能性があり、この場合、図から
わかるように、Pの幅の検出が不可能となる。すなわ
ち、従来技術の方式では、位相雑音の補正が不可能とな
ってしまう。
場合に限って、位相雑音の補正を行うことができ、混入
ノイズの影響を受けた場合には、位相雑音補正制御の精
度を保つことができなかった(特に、シンボルの隙間が
なくなるほどの低C/Nになると補正不可能であっ
た)。本発明の復調装置20では、ノイズの影響下に対
しても、効率よく位相雑音を補正し、復調制御の品質の
向上を図るものである。
説明する。図5はキャリア再生手段23の内部構成と、
キャリア再生手段23及び位相雑音補正手段24の接続
関係を示す図である。キャリア再生手段23は、複素乗
算器23a、位相比較器23b、ループフィルタ23
c、数値制御発振器23d、関数値生成器(以下、si
nθ,cosθ生成器とする)23eから構成される。
較器23bの出力である位相差が入力され、位相雑音補
正手段24は、出力である位相雑音補正信号をループフ
ィルタ23cに送信する。
22から出力されたI、Qチャネルの信号と、sin
θ,cosθ生成器23eから出力された関数値(si
nθ及びcosθ)との複素乗算を行って、シンボルを
θ〔rad〕回転させて、ベースバンド信号を生成す
る。
ら出力されたI、Qチャネルのデジタル信号の位相を比
較して位相差を検出する。ループフィルタ23cは、位
相比較器23bから出力された位相差を平滑化し、位相
雑音補正信号にもとづくゲインで出力する。
e Controlled Oscillator)のような機能を持ってお
り、入力信号のレベルに応じて発振する。すなわち、ル
ープフィルタ23cのゲイン出力に応じて発振して、発
振信号を出力する。sinθ,cosθ生成器23e
は、発振信号の値に応じて、sinθ及びcosθの値
を生成する。
詳しく説明する。図6、図7は位相雑音と位相差の関係
を説明するための図である。図6はコンスタレーション
を示す図であり(例としてQPSKを考える)、プラス
とマイナスの極性を図のように設定する。また、図7は
位相比較器23bの出力(位相差)を示している。縦軸
が位相差、横軸が時間である。
常な位置にあるシンボルS0に対して、位相雑音がプラ
スの極性側に増加して、次の周期のシンボルが、シンボ
ルS1に変化した場合(矢印Y1)、図7の位相差波形
でこれを見ると、位相差0の点d1から、点d2へのプ
ラス側に位相差が変化した状態に対応する。また、図6
のコンスタレーション上で、シンボルS1が次の周期で
シンボルS0に変化する場合(正常位置に戻る場合であ
り、矢印Y2)、図7の位相差波形でこれを見ると、点
d3から点d4への位相差変化に対応する。
常な位置にあるシンボルS0に対して、位相雑音がマイ
ナスの極性側に増加して、次の周期のシンボルが、シン
ボルS2に変化した場合(矢印Y3)、図7の位相差波
形でこれを見ると、位相差0の点d4から点d5へのマ
イナス側に位相差が変化した状態に対応する。また、図
6のコンスタレーション上で、シンボルS2が次の周期
でシンボルS0に変化する場合(正常位置に戻る場合で
あり、矢印Y4)、図7の位相差波形でこれを見ると、
点d6から点d7への位相差変化に対応することにな
る。
れば、位相差もプラス側に増加し、位相雑音がマイナス
側に増加すれば、位相差もマイナス側に増加することが
わかる。また、位相雑音の大きさと位相差の大きさも比
例する。
4では、位相比較器23bから出力される位相差を、位
相雑音情報として利用し、この位相差にもとづいた位相
雑音補正信号を補正値とする。すなわち、位相差がプラ
ス側に増加したときには、増加分の値を位相雑音補正信
号とし、位相差がマイナス側に増加したときには、増加
分の−1倍の値を位相雑音補正信号として出力する。
図である。位相雑音補正手段24は、遅延手段24a、
演算手段24bから構成される(この構成の場合を第1
の実施の形態とする)。
遅延させる。ここで、1シンボル分遅延した位相差を
a、現在の位相差をbとした場合に、演算手段24bは
以下のようにして、位相差a、bを演算して位相雑音補
正信号cを出力する。
=0とする。
1に該当し、式(1b)は、区間t3に該当し、c=0
の場合は、区間t2、t4に該当する。すなわち、位相
差がプラス側、またはマイナス側に増加する場合には、
その増加分を位相雑音補正信号として出力し、区間t
2、t4のように、位相差が減少する場合には(正常位
置に戻る区間の場合には)、位相雑音補正信号は出力し
ない。
示す図である。区間t1では、位相雑音補正手段24
は、プラスレベルの位相雑音補正信号c1を生成し、区
間t3では、マイナスレベルの位相雑音補正信号c2を
生成する。
音補正手段24とキャリア再生手段23の動作について
考える。時間t1aのとき、位相比較器23bは、位相
差としてレベルH1を出力する。位相雑音補正手段24
は、位相雑音補正信号c1のレベルh1を出力する。
号の値と位相差とを加算して、(H1+h1)のゲイン
を出力する。したがって、数値制御発振器23dは、
(H1+h1)のゲインの入力信号を受信して、この入
力レベルに応じた発振信号を生成する。
で、発振信号にもとづくsinθ、cosθが生成さ
れ、複素乗算器23aによって、I、Qチャネルの信号
とsinθ、cosθとの複素乗算が行われ、シンボル
をθ〔rad〕回転させる(複素乗算器23aの動作と
しては、ループフィルタ23cの出力がプラス側のゲイ
ンであれば、シンボルのθを図6の矢印Y2の方向に動
かす。また、ループフィルタ23cからのプラス側のゲ
インが大きいほど、シンボルのθを矢印Y2の方向に速
く動かすことになる)。
側に移動する場合には、位相差レベルH1だけでなく、
位相雑音補正信号c1のレベルh1の分も加算された信
号に応じて発振した、数値制御発振器23dからの発振
信号にもとづいて、キャリア再生が行われるので、プラ
スの極性にずれたシンボルを正常なシンボル位置に即座
に戻すことが可能になる。
ど、より速く位相差をなくす方向に制御が行われること
になるため(追従性能を向上させたことになる)、例え
ば、図6で示すシンボルS1が、シンボルS0に即座に
戻ることになる。
でも上記と同様であり、時間t3aのときを考えると、
位相比較器23bは、位相差のレベル−H3を出力す
る。位相雑音補正手段24は、位相雑音補正信号c2の
値−h3を出力する。
号の値と位相差とを加算して、−(H3+h3)のゲイ
ンを出力する。以降、上記と同様にして、−(H3+h
3)のレベルの信号に応じて発振した、数値制御発振器
23dからの発振信号にもとづいて、キャリア再生が行
われる(複素乗算器23aの動作としては、ループフィ
ルタ23cの出力がマイナス側のゲインであれば、シン
ボルのθを図6の矢印Y4の方向に動かす。また、ルー
プフィルタ23cからのマイナス側のゲインが大きいほ
ど、シンボルのθを矢印Y4の方向に速く動かすことに
なる)。これにより、マイナスの極性にずれたシンボル
を、正常なシンボル位置に即座に戻すことが可能になる
(図6で示すシンボルS2が、シンボルS0に即座に戻
ることになる)。
3cは、位相雑音補正信号の値と位相差の値を加算する
ことによって、ゲインを設定する構成としたが(第1の
ゲイン設定)、位相雑音補正信号の値に応じて、ループ
フィルタ23cが自律的にゲインを設定する(第2のゲ
イン設定)ような構成にしてもよい(例えば、位相雑音
補正信号を受信した場合に、ループフィルタ23cの内
部制御により、その値を倍にしたゲインで出力するな
ど)。
相遅れについて説明する。図10はループフィルタ23
cの出力信号の位相遅れを説明するための図である。ル
ープフィルタ23cに入力された信号は、ループフィル
タ23cの位相特性により、出力位相は遅れることにな
る。
相雑音補正信号c1が入力したときのループフィルタ2
3cの出力をフィルタ出力信号f1、マイナス側に増加
した位相差及び位相雑音補正信号c2が入力したときの
ループフィルタ23cの出力をフィルタ出力信号f2と
する。
分に応じた位相雑音補正信号c1、c2を出力する構成
としているために、図に示すように、フィルタ出力信号
f1、f2が位相雑音補正信号c1、c2に比べて、点
線の波形のように大きく位相が遅れた場合でも、位相差
と同じ極性を維持することができる。
示す図である。ここで、位相比較器23bの出力段に増
幅部を設けて、位相比較器23bから出力された位相差
を、この増幅部でゲインを上げることで、本発明と同様
な効果を得ようとした場合を考える。
倍にし、この信号gをループフィルタ23cに入力し、
以降同様な制御を行うものとする。この場合、増幅部の
位相特性により、増幅部の出力信号の位相は、入力の位
相差に対して遅れることになる。
対して大きく遅れた場合、区間t5では、位相差と信号
gの極性が逆の状態が生じてしまう。すると、この区間
t5では、シンボルを正常位置に戻す方向とは逆方向
に、シンボル回転させるといった不都合なことが生じて
しまう。
はマイナス側に増加するときのみ、ループフィルタ23
cの出力ゲインを上げて、位相雑音補正制御を行い、複
素乗算器23aの応答性を向上させているため、図10
で上述したように、ループフィルタ23cの出力位相が
大きく遅れた場合でも、極性を維持することができ、精
度の向上を図ることが可能になる。
明する。図12は第2の実施の形態の位相雑音補正手段
の構成を示す図である。第2の実施の形態である位相雑
音補正手段24−2は、位相差の平均値から、位相雑音
補正信号を生成するものであり、遅延手段24a−2、
演算手段24b−2、平均化手段24c−1、24c−
2から構成される。
差を1シンボル分遅延させる遅延ブロックを7段有して
いる。また、平均化手段24c−1は、入力位相差p0
と、1段目から3段目の遅延ブロックでそれぞれ遅延さ
れた位相差p1〜p3との平均値を求める。平均化手段
24c−2は、4段目から7段目の遅延ブロックでそれ
ぞれ遅延された位相差p4〜p7との平均値を求める。
ンボル前までの位相差の平均値をa、m−1シンボル前
から現在のシンボルまでの位相差の平均値をbとした場
合に、演算手段24b−2は以下のようにして、位相差
a、bを演算して位相雑音補正信号cを出力する(この
例では、n=7、m=4であり、aは平均化手段24c
−2の出力、bは平均化手段24c−1の出力)。
=0とする。
は、位相差の平均値が、プラス側に増加したときには増
加分を出力し、マイナス側に増加したときには増加分の
−1倍を出力する構成となっている。
より、隣り合うシンボルの隙間がなくなる程度の低C/
Nに対しても、位相比較器23bの出力位相差の増加度
合いを検出することができる。
んだI、Qチャネルの信号が入力して、その信号から生
成された位相差に対して、第2の実施の形態では位相差
の平均化処理を行っているので、ノイズの影響をある程
度除去することになる(隣り合うシンボルの隙間がなく
なるような低C/Nの場合でも、位相差の増加度合いを
検出するには、平均化処理で十分対応できる)。なお、
上記の例では平均値の算出に4シンボルを用いている
が、シンボル数を増加させると、さらに低C/Nに対応
することが可能になる。
図13は第3の実施の形態の位相雑音補正手段の構成を
示す図である。第3の実施の形態である位相雑音補正手
段24−3は、位相差の平均値と、あらかじめ設定した
しきい値から、位相雑音補正信号を生成するものであ
り、演算手段24b−3の入力部に、あらたにしきい値
が入力される。その他の構成は図12で示した構成と同
様である。
−3は以下のようにして、位相差a、bを演算して位相
雑音補正信号cを出力する
=0とする。
加分を判断することにより、混入ノイズが原因で発生す
る位相差の微少な増減による誤動作を防止することが可
能になる。すなわち、第1、第2の実施の形態の場合で
は、位相差がプラス方向またはマイナス方向のいずれの
増加に対しても、b−a>0,<0を判定条件としてい
るため、わずかな差分でも位相差の増加ありとみなすこ
とになるが、この微小差分は位相雑音によるものではな
く、混入ノイズが原因で発生する場合も考えられる。
a>th,<thを判定条件として、ある一定値を超え
たものだけを、位相雑音ありとみなして制御している。
これにより、位相雑音補正制御の柔軟性を増すことがで
き、精度の向上を図ることが可能になる。
図14は第4の実施の形態の構成を示す図である。第4
の実施の形態は、C/N検出制御手段25を設け、C/
Nの値に応じて、位相雑音補正信号の出力制御を行うも
のである。
3aの出力からC/Nを検出する。セレクタ26は、C
/N検出制御手段25からのセレクト信号にもとづい
て、位相雑音補正信号または“0”出力のいずれかの信
号を選択して、ループフィルタ23cへ送信する。
Nが、あらかじめ設定されている設定C/N値より小さ
い場合には、セレクタ26が“0”を選択するようなセ
レクト信号を出力する。また、検出したC/Nが、設定
C/N値より大きい場合には、セレクタ26が位相雑音
補正手段24からの位相雑音補正信号を選択するような
セレクト信号を出力する。
手段24が誤動作を生じるほどの大きさのC/Nの値と
する。したがって、設定C/N値よりも、検出したC/
Nが小さければ、ノイズの影響が強く、位相雑音補正手
段24が正常動作していないものとして、位相雑音補正
手段24の出力をシャットダウンする。
Nが大きければ、位相雑音補正手段24が正常動作して
いるものとして、位相雑音補正手段24の出力をループ
フィルタ23cに与える。このような、C/Nの状態に
応じた制御を行うことで、より位相雑音補正制御の品質
の向上を図ることが可能になる。
テム及び放送受信装置について説明する。図15は放送
システムの概略構成を示す図である。放送システム1
は、放送送信装置100、テレビ受像機5が接続する放
送受信装置200、衛星3とから構成される。
1は、送信すべき信号を変調して変調信号を生成する。
アップコンバータ102は、変調信号を無線信号に変換
する。送信手段103は、無線信号をアンテナ100a
を通じて衛星3へ向けて送信する。
1は、衛星3から地上へ向けて送信された信号をアンテ
ナ200aを通じて受信し、LNA(Low Noise Amplif
ier)で増幅する。ダウンコンバータ202は、増幅さ
れた受信信号の周波数変換(中間周波数帯への変換)を
行い、BPF(バンドパスフィルタ)で帯域制限して、
復調すべき信号を生成する。
施の形態の構成を有する)は、ダウンコンバータ202
から出力される、送信側で変調された信号の復調制御を
行う。その後は、デコーダ部(図示せず)でMPEGの
動画像再生処理等を行って、再生データを生成し、テレ
ビ受像機5へ送信する。また、テレビ受像機5は、再生
された信号を表示する。なお、本発明の復調装置は、変
調信号の復調を行う回路素子が同一基板内に集積化され
た半導体デバイスとして実用化されるものである。
ャリア再生に対して、位相比較器23bの出力がプラス
側に増加したときには増加分をループフィルタ23cに
出力し、マイナス側に増加したときには増加分の−1倍
をループフィルタ23cに出力して、位相雑音の補正制
御を行う構成とした。これにより、無線信号に混入する
ノイズの影響を受けにくい、位相雑音の補正制御を、効
率よく高精度に行うことができるので、無線通信制御の
品質及び信頼性の向上を図ることが可能になる。なお、
上記の説明では、復調装置の適用例として、衛星通信の
受信装置に適用したが、衛星通信以外の無線受信装置に
幅広く適用することが可能である。
は、位相軸に対応したデジタル信号の位相差が、プラス
側に増加したときには増加分の値、マイナス側に増加し
たときには増加分の−1倍の値である位相雑音補正信号
を生成し、この位相雑音補正信号にもとづいて、タイミ
ング再生後のデジタル信号の位相差のゲインを設定し、
このゲインに応じて発振した発振信号により、位相雑音
を抑制する方向に、シンボルを回転させてキャリア再生
を行う構成とした。これにより、無線信号に混入するノ
イズの影響を受けにくい、位相雑音の補正制御を、効率
よく高精度に行うことができるので、無線通信制御の品
質及び信頼性の向上を図ることが可能になる。
側で、位相軸に対応したデジタル信号の位相差が、プラ
ス側に増加したときには増加分の値、マイナス側に増加
したときには増加分の−1倍の値である位相雑音補正信
号を生成し、この位相雑音補正信号にもとづいて、タイ
ミング再生後のデジタル信号の位相差のゲインを設定
し、このゲインに応じて発振した発振信号により、位相
雑音を抑制する方向に、シンボルを回転させてキャリア
再生を行う構成とした。これにより、無線信号に混入す
るノイズの影響を受けにくい、位相雑音の補正制御を、
効率よく高精度に行うことができるので、無線通信制御
の品質及び信頼性の向上を図ることが可能になる。
軸に対応したデジタル信号の位相差が、プラス側に増加
したときには増加分の値、マイナス側に増加したときに
は増加分の−1倍の値である位相雑音補正信号を生成
し、この位相雑音補正信号にもとづいて、タイミング再
生後のデジタル信号の位相差のゲインを設定し、このゲ
インに応じて発振した発振信号により、位相雑音を抑制
する方向に、シンボルを回転させてキャリア再生を行う
構成とした。これにより、無線信号に混入するノイズの
影響を受けにくい、位相雑音の補正制御を、効率よく高
精度に行うことができるので、無線通信制御の品質及び
信頼性の向上を図ることが可能になる。
スタレーションを示す図である。
スタレーションを示す図である。
スタレーションを示す図である。
手段及び位相雑音補正手段の接続関係を示す図である。
ある。
ある。
る。
するための図である。
る。
を示す図である。
を示す図である。
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 変調信号の復調を行う復調装置におい
て、 変調された入力信号の同期検波を行った後に、A/D変
換をして、位相軸に対応したデジタル信号を生成するデ
ジタル信号生成手段と、 前記デジタル信号のシンボルタイミングを抽出して、タ
イミング再生を行うタイミング再生手段と、 位相雑音補正信号にもとづいて、タイミング再生後のデ
ジタル信号の位相差のゲインを設定し、前記ゲインに応
じて発振した発振信号により、位相雑音を抑制する方向
に、シンボルを回転させてキャリア再生を行うキャリア
再生手段と、 前記位相差がプラス側に増加したときには増加分の値、
マイナス側に増加したときには増加分の−1倍の値であ
る前記位相雑音補正信号を出力する位相雑音補正手段
と、 を有することを特徴とする復調装置。 - 【請求項2】 前記キャリア再生手段は、I、Qチャネ
ルのデジタル信号の前記位相差を検出する位相比較器
と、前記位相差を平滑化して、前記ゲインで出力するル
ープフィルタと、前記ループフィルタの出力ゲインに応
じて前記発振信号を出力する数値制御発振器と、前記発
振信号にもとづいて、前記シンボルを回転させるべき関
数値を生成する関数値生成器と、前記デジタル信号と前
記関数値との演算を行って、前記シンボルを回転させ
て、ベースバンド信号を生成する複素乗算器と、から構
成されることを特徴とする請求項1記載の復調装置。 - 【請求項3】 前記ループフィルタは、前記位相雑音補
正信号の値を前記位相差に加算することによって前記ゲ
インを設定する第1のゲイン設定、または前記位相雑音
補正信号の値に応じて自律的に前記ゲインを設定する第
2のゲイン設定、のいずれかを行うことを特徴とする請
求項2記載の復調装置。 - 【請求項4】 前記位相雑音補正手段は、1シンボル分
遅延した位相差をa、現在の位相差をbとした場合に、
以下の条件での前記位相雑音補正信号の出力cは、 a>0かつb−a>0ならば、c=b−a(>0) a<0かつb−a<0ならば、c=b−a(<0) とし、前記条件以外の場合にはc=0とすることを特徴
とする請求項1記載の復調装置。 - 【請求項5】 前記位相雑音補正手段は、nシンボル前
からm(n>m)シンボル前までの位相差の平均値を
a、m−1シンボル前から現在のシンボルまでの位相差
の平均値をbとした場合に、以下の条件での前記位相雑
音補正信号の出力cは、 a>0かつb−a>0ならば、c=b−a(>0) a<0かつb−a<0ならば、c=b−a(<0) とし、前記条件以外の場合にはc=0とすることを特徴
とする請求項1記載の復調装置。 - 【請求項6】 前記位相雑音補正手段は、nシンボル前
からm(n>m)シンボル前までの位相差の平均値を
a、m−1シンボル前から現在のシンボルまでの位相差
の平均値をb、しきい値をthとした場合に、以下の条
件での前記位相雑音補正信号の出力cは、 a>0かつb−a>thならば、c=b−a(>0) a<0かつb−a<thならば、c=b−a(<0) とし、前記条件以外の場合にはc=0とすることを特徴
とする請求項1記載の復調装置。 - 【請求項7】 前記キャリア再生手段の出力からC/N
を検出するC/N検出制御手段をさらに有し、前記C/
N検出制御手段は、検出した前記C/Nにもとづいて、
前記位相雑音補正信号の出力制御を行うことを特徴とす
る請求項1記載の復調装置。 - 【請求項8】 デジタル衛星放送の通信を行う放送シス
テムにおいて、 送信すべき信号を変調して変調信号を生成する変調手段
と、前記変調信号を無線信号に変換するアップコンバー
タと、前記無線信号をアンテナを通じて衛星へ向けて送
信する送信手段と、から構成される放送送信装置と、 前記衛星から地上へ向けて送信された信号を受信する受
信手段と、受信信号の周波数変換を行って、復調すべき
信号を生成するダウンコンバータと、前記ダウンコンバ
ータから出力される、送信側で変調された信号の同期検
波を行った後に、A/D変換をして、位相軸に対応した
デジタル信号を生成するデジタル信号生成手段と、前記
デジタル信号のシンボルタイミングを抽出して、タイミ
ング再生を行うタイミング再生手段と、位相雑音補正信
号にもとづいて、タイミング再生後のデジタル信号の位
相差のゲインを設定し、前記ゲインに応じて発振した発
振信号により、位相雑音を抑制する方向に、シンボルを
回転させてキャリア再生を行うキャリア再生手段と、前
記位相差がプラス側に増加したときには増加分の値、マ
イナス側に増加したときには増加分の−1倍の値である
前記位相雑音補正信号を出力する位相雑音補正手段と、
から構成される放送受信装置と、 を有することを特徴とする放送システム。 - 【請求項9】 デジタル衛星放送で、変調された信号を
復調する放送受信装置において、 衛星から地上へ向けて送信された信号を受信する受信手
段と、 受信信号の周波数変換を行って、復調すべき信号を生成
するダウンコンバータと、 前記ダウンコンバータから出力される、送信側で変調さ
れた信号の同期検波を行った後に、A/D変換をして、
位相軸に対応したデジタル信号を生成するデジタル信号
生成手段と、 前記デジタル信号のシンボルタイミングを抽出して、タ
イミング再生を行うタイミング再生手段と、 位相雑音補正信号にもとづいて、タイミング再生後のデ
ジタル信号の位相差のゲインを設定し、前記ゲインに応
じて発振した発振信号により、位相雑音を抑制する方向
に、シンボルを回転させてキャリア再生を行うキャリア
再生手段と、 前記位相差がプラス側に増加したときには増加分の値、
マイナス側に増加したときには増加分の−1倍の値であ
る前記位相雑音補正信号を出力する位相雑音補正手段
と、 を有することを特徴とする放送受信装置。 - 【請求項10】 変調信号の復調を行う回路素子が同一
基板内に集積化された半導体デバイスにおいて、 変調された入力信号の同期検波を行った後に、A/D変
換をして、位相軸に対応したデジタル信号を生成するデ
ジタル信号生成手段と、 前記デジタル信号のシンボルタイミングを抽出して、タ
イミング再生を行うタイミング再生手段と、 位相雑音補正信号にもとづいて、タイミング再生後のデ
ジタル信号の位相差のゲインを設定し、前記ゲインに応
じて発振した発振信号により、位相雑音を抑制する方向
に、シンボルを回転させてキャリア再生を行うキャリア
再生手段と、 前記位相差がプラス側に増加したときには増加分の値、
マイナス側に増加したときには増加分の−1倍の値であ
る前記位相雑音補正信号を出力する位相雑音補正手段
と、 を有することを特徴とする半導体デバイス。
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