JP2996965B2 - 受信機のフレ―ム同期信号捕捉回路 - Google Patents
受信機のフレ―ム同期信号捕捉回路Info
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Description
期信号捕捉回路に係り、とくに、階層化伝送方式など
で、BPSK変調されたフレーム同期信号またはBPS
K変調されたフレーム同期信号及びスーパーフレーム識
別信号と、8PSK変調されたディジタル信号とQPS
K変調されたディジタル信号とBPSK変調されたディ
ジタル信号の内の少なくとも1つの変調方式のディジタ
ル信号が時間多重されたPSK被変調信号を受信・復調
して得た2系列のI、Qシンボルストリームデータ中の
フレーム同期信号部分を捕捉する受信機のフレーム同期
信号捕捉回路に関する。
式、例えば8PSK被変調波、QPSK被変調波、BP
SK被変調波を時間多重し、フレーム毎に繰り返し伝送
するようにした階層化伝送方式によるディジタル衛星T
V放送の実用化が進められている。
成例を示す説明図である。1フレームは、BPSK変調
された32シンボルから成るフレーム同期信号区間、B
PSK変調された128シンボルから成る伝送多重構成
識別のためのTMCC(Transmission and Multiplexin
g Configuration Control )信号区間、32シンボルか
ら成るスーパーフレーム識別信号区間、8PSK(トレ
リス符号化8PSK)変調された203シンボルの主信
号区間、擬似ランダム雑音(PN)信号がBPSK変調
された4シンボルのバーストシンボル信号(BS)区
間、8PSK(トレリスコーディック8PSK)変調さ
れた203シンボルの主信号区間、擬似ランダム雑音
(PN)信号がBPSK変調された4シンボルのバース
トシンボル信号(BS)区間、・・、QPSK変調され
た203シンボルの主信号区間、擬似ランダム雑音(P
N)信号がBPSK変調された4シンボルのバーストシ
ンボル信号(BS)区間、QPSK変調された203シ
ンボルの主信号区間、BPSK変調された4シンボルの
バーストシンボル信号(BS)区間の順序で構成されて
いる。
レーム構成例を示す説明図である。連続する8フレーム
で1つのスーパーフレームが構成されており、スーパー
フレーム識別信号はスーパーフレームを識別するための
情報である。なお、フレーム同期信号区間の先頭からス
ーパーフレーム識別信号区間の最後までの192シンボ
ルはヘッダとも称せられる。32シンボルのフレーム同
期信号区間の内、実際にフレーム同期信号として使うの
は後半の20シンボルである。これは本来、別の目的に
使用される32シンボル区間の後半20シンボルがユニ
ークワードとなり、該ユニークワードをフレーム同期信
号として利用するからである。この20シンボルから成
るフレーム同期信号は“W1”とも称せられ、 W1=(S0S1・・・S18S19) =(11101100110100101000) である(但し、S0側から送信される)。
識別信号の内、実際にスーパーフレーム識別信号として
使うのは後半の20シンボルである。これも本来別の目
的に使用される32シンボル区間の後半20シンボルが
ユニークワードとなり、該ユニークワードをスーパーフ
レーム識別信号として利用するからである。この20シ
ンボルから成るスーパーフレーム識別信号の内、スーパ
ーフレームの先頭フレームのものは“W2”とも称せら
れ、 W2=(U0U1・・・U18U19) =(00001011011001110111) である(但し、U0側から送信される)。スーパーフレ
ーム識別信号の内、スーパーフレームの先頭フレーム以
外のフレームのものは“W3”とも称せられ、W2の各
ビットを反転したものである。 W3=(V0V1・・・V18V19) =(11110100100110001000) である(但し、V0側から送信される)。
ッピングについて図9を用いて説明する。図9(1)は
変調方式に8PSKを用いた場合のI−Q位相面(I−
Qベクトル面またはI−Q信号スペースダイアグラムと
もいう)での信号点配置を示す。8PSK変調方式は3
ビットのディジタル信号(abc)を1シンボルで伝送
できて、1シンボルを構成するビットの組み合わせは
(000)、(001)、(010)、(011)、
(100)、(101)、(110)、(111)の8
通りである。これら3ビットのディジタル信号は図9
(1)の送信側I−Q位相面上における信号点配置
“0”〜“7”に変換され、この変換を8PSKマッピ
ングと呼んでいる。
0)を信号点配置“0”に、ビット列(001)を信号
点配置“1”に、ビット列(011)を信号点配置
“2”に、ビット列(010)を信号点配置“3”に、
ビット列(100)を信号点配置“4”に、ビット列
(101)を信号点配置“5”に、ビット列(111)
を信号点配置“6”に、ビット列(110)を信号点配
置“7”に変換している。
場合のI−Q位相面での信号点配置を示し、QPSK変
調方式では2ビットのディジタル信号(de)を1シン
ボルで伝送できて、該シンボルを構成するビットの組み
合わせは(00)、(01)、(10)、(11)の4
通りである。図9(2)の例では例えばビット列(0
0)を信号点配置“1”に、ビット列(01)を信号点
配置“3”に、ビット列(11)を信号点配置“5”
に、ビット列(10)を信号点配置“7”に変換する。
場合の信号点配置を示し、BPSK変調方式では1ビッ
トのディジタル信号(f)を1シンボルで伝送する。デ
ィジタル信号(f)は例えばビット(0)を信号点配置
“0”に、ビット(1)を信号点配置“4”に変換され
る。なお、各変調方式の信号点配置と配置番号の関係
は、8BPSKを基準にして信号点配置と配置番号との
関係を同一にしてある。階層化伝送方式におけるQPS
KとBPSKのI軸及びQ軸は8PSKのI軸及びQ軸
と一致している。
(PSK被変調波)を受信する受信機では、図10に示
す如く、図示しない受信回路で受信された受信信号の中
間周波信号IFが復調回路1により復調されて、互いに
直交関係にあるI軸とQ軸のシンボル毎の瞬時値を表す
I、Qベースバンド信号( 以下、I、Qベースバンド信
号をI、Qシンボルストリームデータとも記す) が得ら
れる。この復調したI、Qベースバンド信号から、フレ
ーム同期検出/再生回路2によりフレーム同期信号が一
定のフレーム周期毎に繰り返し捕捉されたとき、フレー
ム同期が確立したとして、フレーム同期パルスFSYN
Cが出力されたり、再生フレーム同期信号が出力された
りする。
検出/再生回路2で捕捉したI、Qベースバンド信号中
のフレーム同期信号部分の信号点配置から、現在の受信
信号位相回転角が求められ、求めた受信信号位相回転角
を元に、I、Qべースバンド信号を逆位相回転させるこ
とによって、送信信号位相角に一致させる絶対位相化が
行われる。また、フレーム同期確立後、伝送多重構成識
別情報(図7のTMCC参照)が分離されて、I、Qべ
ースバンド信号がいずれの変調方式部分であるか識別さ
れる。この識別結果に基づき、絶対位相化後のI、Qべ
ースバンド信号から8PSK変調による主信号、QPS
K変調による主信号の分離等がなされる。
波を用いて直交検波し、I軸及びQ軸のシンボル毎の瞬
時値を表す量子化ビット数8ビット(2の補数系)の
I、Qベースバンド信号(I、Qシンボルストリームデ
ータともいう)I(8)、Q(8)(括弧内の数字は量
子化ビット数を示し、以下、量子化ビット数を省略して
単に、I、Qとも記す。)を送出する。階層化伝送方式
での復調回路1はフレーム同期が確立し、変調方式が識
別されるまでは8PSK復調動作をしている。フレーム
同期が確立し、変調方式が識別されたあとは、受信信号
の各変調方式に従い、各々の変調方式に適した復調動作
をする。
に対する再生搬送波の位相状態によっては、送信側の
I、Q軸に対し受信側のI、Q軸は(π/4)×n(但
し、nは0〜7の内の1つの整数)だけ回転し、送信側
でのI−Q位相面上の信号点配置“0”〜“7”に対応
付けたディジタル信号を受信した時の受信側のI、Qベ
ースバンド信号I(8)、Q(8)によるI−Q位相面
上の受信信号点の位相が回転する。例えば、BPSKマ
ッピングにより、送信側で信号点配置“0”と“4”に
マッピングされたビット(0)と(1)は、受信側での
受信信号位相回転角θが0であれば、送信側と同じ信号
点配置“0”と“4”に現れる。
していた場合、送信側のビット(0)と(1)は、信号
点配置“1”と“5”に現れ、受信側でθ=2π/4だ
け位相回転していた場合、信号点配置“2”と“6”に
現れ、受信側でθ=3π/4だけ位相回転していた場
合、信号点配置“3”と“7”に現れ、受信側でθ=4
π/4だけ位相回転していた場合、信号点配置“4”と
“0”に現れ、受信側でθ=5π/4だけ位相回転して
いた場合、信号点配置“5”と“1”に現れ、受信側で
θ=6π/4だけ位相回転していた場合、信号点配置
“6”と“2”に現れ、受信側でθ=7π/4だけ位相
回転していた場合、信号点配置“7”と“3”に現れる
ことになる。フレーム同期検出/再生回路2は復調回路
1の再生搬送波がどのような位相状態であっても、フレ
ーム同期信号を正しく捕捉できなければならない。
に示す如く、BPSKデマッパ部3、同期検出回路40
〜47、ORゲート回路53、フレーム同期回路5、フ
レーム同期信号発生器6から構成されている。復調回路
1から出力されたI、Qベースバンド信号I(8)、Q
(8)は、フレーム同期信号を捕捉するためフレーム同
期検出/再生回路2のBPSKデマッパ部3に入力さ
れ、8種類の受信信号位相回転角θの別にBPSKデマ
ッピングされたビットストリームB0〜B7が出力され
る。BPSKデマッパ部3は例えばROMによって構成
されている。
同期信号はスーパーフレーム識別信号とともに必要とす
るC/Nが最も低いBPSK変調されて伝送される。2
0ビットで構成されるフレーム同期信号のビットストリ
ームはW1=(S0S1……S18S19)=(11101
100110100101000)であり、S0から順
次送出される。このビットストリームは送信側にて図9
(3)に示すBPSKマッピングにより信号点配置
“0”または“4”に変換され、変換されたシンボルス
トリームが伝送される。
ではフレーム同期信号のビット(0)が信号点配置
“0”、ビット(1)が信号点配置“4”に現れる。B
PSK変調されて伝送される20ビット、すなわち20
シンボルのフレーム同期信号を捕捉するために、送信側
にて変換されるマッピングとは逆に、図12(1)に示
すBPSKデマッピングによって受信シンボルをビット
データに変換する必要がある。図12(1)では、I、
Qベースバンド信号I、Qの示す受信信号点が受信側の
I−Q位相面上でQ軸の右側(I軸の正の側。斜線の部
分参照)に入った場合に(0)、またQ軸の左側(I軸
の負の側。斜線のない部分参照)に入った場合に(1)
と判定する。すなわち図12(1)において太線で示す
BPSK判定基準境界線(Q軸と一致)によって分けら
れた2つの判定領域のどちらで受信したかによって出力
を(0)または(1)とし、これによりBPSKデマッ
ピングとしている。
(8)はBPSKデマッパ部3の図11に示すBPSK
デマッパ30に入力され、BPSKデマッパ30におい
て図12(1)のBPSKデマッピングがされたビット
ストリームB0が出力される。本明細書においてデマッ
パとはデマッピングする回路のことを指す。ビットスト
リームB0は同期検出回路40に入力され、同期検出回
路40においてビットストリームB0からフレーム同期
信号のビットストリームが捕捉される。
よって説明する。同期検出回路40は直列接続された2
0個のD−フリップフロップ(以下、D−F/Fとい
う)D19〜D0を有し、これらD−F/FD19〜D0に
より、20段のシフトレジスタが構成されている。ビッ
トストリームB0がD−F/FD19に入力され、逐次、
D−F/FD0までシフトアップされると同時にD−F
/FD19〜D0の出力が所定のビットに対して論理反転
が施された後アンドゲート51に入力される。アンドゲ
ート51ではD−F/FD19〜D0の出力状態(D0D
1……D18D19)が(111011001101001
01000)となった場合にアンドゲート51の出力S
YNA0が高電位となる。すなわち、W1を捕捉した場
合にSYNA0が高電位になる。
ゲート回路53を介してフレーム同期回路5に入力され
る。フレーム同期回路5ではORゲート回路53の出力
するフレーム同期信号捕捉信号SYNAが一定のフレー
ム周期毎に繰り返し高電位になることが確認されたとき
フレーム同期が確立したと判別され、フレーム周期毎に
フレーム同期パルスFSYNCが出力される。
も有り、このとき、BPSKデマッパ30と同期検出回
路40の組み合わせではフレーム同期信号を捕捉するこ
とができない。BPSKデマッパ部3には図11に示す
ように受信信号位相回転角θ=π/4、2π/4、3π
/4、4π/4、5π/4、6π/4、7π/4に対応
させたBPSKデマッパ31〜37が設けられている。
号のシンボルストリームがθ=π/4位相回転してお
り、ビット(0)が信号点配置“1”に、ビット(1)
が信号点配置“5”に現れた場合に対するBPSKデマ
ッピングを示している。図12(2)において太線で示
したBPSK判定基準境界線は、送信側と同位相で受信
した場合の図12(1)のBPSKデマッピングの太線
で示す基本のBPSK判定基準境界線に対し、反時計方
向にπ/4回転している。BPSKデマッパ31は図1
2(2)に従いBPSKデマッピングを行う。図12
(2)では、I、Qベースバンド信号I、Qの示す受信
信号点がBPSK判定基準境界線の右上側のエリアに入
った場合に(0)、左下のエリアに入った場合に(1)
と判定する。BPSKデマッパ31でBPSKデマッピ
ングしたビットストリームが図10のBPSKデマッパ
部3の出力B1ということになる。
は、各々、図12(1)のBPSKデマッピングの太線
で示す基本のBPSK判定基準境界線に対し、反時計方
向に2π/4、3π/4、・・、7π/4だけ回転して
いるBPSK判定基準境界線でBPSKデマッピングし
(図12(3)、(4)、図13(1)〜(4)参
照)、送信側に対しθ=2π/4、3π/4、・・、7
π/4だけ位相回転したフレーム同期信号を安定して捕
捉する。BPSKデマッパ32〜37でBPSKデマッ
ピングしたビットストリームが図10のBPSKデマッ
パ部3の出力B2〜B7ということになる。
路構成は同期検出回路40と同様である。このような同
期検出回路40〜47を備えることにより、復調回路1
における再生搬送波の位相状態によるベースバンド信号
の送信側に対する位相回転にかかわらず、いずれかのB
PSKデマッパと同期検出回路の組み合わせにてフレー
ム同期信号が捕捉され、フレーム同期信号を捕捉した系
統の同期検出回路から、高電位のSYNAn(n=0〜
7の整数)が送出される。
YNAnはORゲート回路53に入力されて論理和が取
られる。いずれかのSYNAnが高電位になるとORゲ
ート回路53からはフレーム同期信号が捕捉されたこと
を示す高電位のフレーム同期信号捕捉信号SYNAが出
力される。フレーム同期回路5は、SYNAの高電位が
一定のフレーム間隔毎に繰り返し入力されることが確認
されたときフレーム同期が確立したと判断し、フレーム
周期毎にフレーム同期パルスFSYNCを出力する。フ
レーム同期回路5からフレーム同期パルスFSYNCを
入力する度に、フレーム同期信号発生器6は、BPSK
デマッパ部3、同期検出回路40〜47で捕捉されたフ
レーム同期信号のビットパターンW1と同じビットスト
リーム(これを再生フレーム同期信号という)を発生す
る。
2により、復調回路1から出力されたI、Qベースバン
ド信号I(8)、Q(8)からフレーム同期信号が捕捉
され、一定時間遅れでフレーム同期パルスFSYNCが
出力されるとともに再生フレーム同期信号が出力される
までの過程を説明した。フレーム同期が確立すると、伝
送多重構成の識別をしたり、受信信号位相回転角の検出
及び受信信号位相を送信側と一致させる絶対位相化をし
たりするなどの処理がされる。例えば、図示しない伝送
構成識別回路による伝送構成識別動作は次の通りであ
る。フレーム同期パルスFSYNCが出力されると、S
YNA0〜SYNA7の中で繰り返し高電位となってい
る系統のビットストリームBnを取り込み、フレーム同
期パルスFSYNCから生成した所定のタイミング信号
を用いて、図9のTMCCパターンを抽出し、解読して
現在のI、Qベースバンド信号I、Qが如何なる変調方
式によるものかを示す変調方式識別信号を復調回路1な
どに出力する。復調回路1は入力した変調方式識別信号
に従い、受信信号の変調方式に合わせた復調動作をす
る。
が0dBとなるような最悪の受信環境下では、BPSK
変調方式での伝送誤り率が10-1程度となることから、
20シンボルからなるフレーム同期信号の内、2ビット
程度にエラーが生じてしまう。このとき、上記した従来
のフレーム同期検出/再生回路2では、いずれの同期検
出回路40〜47でもフレーム同期信号を捕捉すること
ができず、フレーム同期を確立できなくなってしまい、
ディジタル信号が受信不能になるという問題があった。
この対策として、仮に、各同期検出回路40〜47が各
々、数ビット程度の誤りを許してフレーム同期検出信号
を出力することにすると、I、Qシンボルストリーム中
にはフレーム同期信号のシンボルパターンに近似したパ
ターンが多く現れることから、真のフレーム同期信号を
捕捉できなくなってしまう。本発明は、最悪の受信環境
下でも安定してフレーム同期信号を捕捉できる受信機の
フレーム同期信号捕捉回路を提供することを、その目的
とする。
受信機のフレーム同期信号捕捉回路では、BPSK変調
されたフレーム同期信号及びスーパーフレーム識別信号
と、8PSK変調されたディジタル信号とQPSK変調
されたディジタル信号とBPSK変調されたディジタル
信号の内の少なくとも1つの変調方式のディジタル信号
が時間多重されたPSK被変調信号を受信・復調した
I、Qシンボルストリームデータからフレーム同期信号
を捕捉する受信機のフレーム同期信号捕捉回路におい
て、I、Qシンボルストリームデータによる受信信号点
がI−Q位相面上でQ軸を境界にして右側と左側のいず
れに存在するかでビット(0)と(1)(または(1)
と(0))にBPSKデマッピングする判定基準境界線
を、(π/4)×m(但し、mは0〜7の整数の中から
重複せずに選択した4つで、選択した角度をπ回転して
も他と一致しないもの)だけ回転した4個の判定基準境
界線に従い、I、Qシンボルストリームデータを独立に
BPSKデマッピングし、4系統のビットストリームを
出力するBPSKデマッピング手段と、BPSKデマッ
ピング手段の出力の各系統別に設けられて、ビットスト
リームをシフトレジスタに入力しながらシフトレジスタ
に保持されたデータパターンをフレーム同期信号パター
ンまたは反転フレーム同期信号パターンと比較し、ビッ
ト単位の一致数が所定の第1規定値P以上有るときと、
所定の第2規定値R以下しかないときに相関検出出力を
行う第1比較手段と、BPSKデマッピング手段から出
力された各系統別に設けられて、ビットストリームをシ
フトレジスタに入力しながらシフトレジスタに保持され
たデータパターンをスーパーフレーム識別信号パターン
または反転スーパーフレーム識別信号パターンと比較
し、ビット単位の一致数が所定の第3規定値P´以上有
るときと、所定の第4規定値R´以下しかないときに相
関検出出力を行う第2比較手段と、第1比較手段の1つ
からの相関検出出力と第2比較手段の1つからの相関検
出出力が所定の時間関係で生じると、フレーム同期信号
捕捉信号を出力するフレーム同期信号捕捉信号発生手段
と、を備えたことを特徴としている。
ボルストリームデータによる受信信号点がI−Q位相面
上でQ軸を境界にして右側(I軸の正側)と左側(I軸
の負側)のいずれに存在するかでビット(0)と(1)
(または(1)と(0))にBPSKデマッピングする
基本の判定基準境界線を、(π/4)×m(但し、mは
0〜7の整数の中から重複せずに選択した4つで、選択
した角度をπ回転しても他と一致しないもの)だけ回転
した4個の判定基準境界線に従い、I、Qシンボルスト
リームデータを独立にBPSKデマッピングし、4系統
のビットストリームを出力する。基本判定基準境界線に
対する4個の判定基準境界線の回転角をΘ1 〜Θ4 とす
ると、Θ1 の判定基準境界線を用いたデマッピングによ
り、受信信号位相回転角θ=Θ1 とΘ1 +πで受信した
シンボルストリームがビットストリーム化される(但
し、Θ1 +πの場合、ビット(0)と(1)が反転した
ビットストリームとなる)。Θ2 〜Θ4 の判定基準境界
線を用いたデマッピングと合わせて、受信信号位相回転
角θ=0、π/4、2π/4、3π/4、4π/4、5
π/4、6π/4、7π/4の全ての場合について、ビ
ットストリーム化される。
て、Θi (iは1〜4の整数)の判定基準境界線でデマ
ッピングされたビットストリームを入力する第1比較手
段は、フレーム同期信号パターンが比較対象の場合、受
信信号位相回転角θ=Θi であるときに、ビットストリ
ーム中にフレーム同期信号と(FL−P)ビット以内の
相違しかないパターンが出現すると、相関検出出力を
し、受信信号位相回転角θ=Θi +πであるときに、送
信側に対し反転されたビットストリーム中にフレーム同
期信号とRビット以内しか一致しないパターンが出現す
ると、反転しなければフレーム同期信号とRビット以内
の相違しかないパターンが出現したとして相関検出出力
をする(なお、反転フレーム同期信号パターンが比較対
象の場合、受信信号位相回転角θ=Θi であるときに、
ビットストリーム中に反転フレーム同期信号とRビット
以内しか一致しないパターンが出現すると、フレーム同
期信号とRビット以内の相違しかないパターンが出現し
たとして相関検出出力をし、受信信号位相回転角θ=Θ
i +πであるときに、送信側に対し反転したビットスト
リーム中に反転フレーム同期信号と(FL−P)ビット
以内の相違しかないパターンが出現すると、反転しなけ
ればフレーム同期信号と(FL−P)ビット以内の相違
しかないパターンが出現したとして相関検出出力をす
る)。
長をSFLとして、Θi (iは1〜4の整数)の判定基
準境界線でデマッピングされたビットストリームを入力
する第2比較手段は、スーパーフレーム識別信号パター
ンが比較対象の場合、受信信号位相回転角θ=Θi であ
るときに、ビットストリーム中にスーパーフレーム識別
信号と(SFL−P´)ビット以内しか相違しないパタ
ーンが出現すると、相関検出出力をし、受信信号位相回
転角θ=Θi +πであるときに、送信側に対し反転され
たビットストリーム中にスーパーフレーム識別信号とR
´ビット以内しか一致しないパターンが出現すると、反
転しなければスーパーフレーム識別信号とR´ビット以
内の相違しかないパターンが出現したとして相関検出出
力をする(なお、反転スーパーフレーム識別信号パター
ンが比較対象の場合、受信信号位相回転角θ=Θi であ
るときに、ビットストリーム中に反転スーパーフレーム
識別信号とR´ビット以内しか一致しないパターンが出
現すると、反転しなければスーパーフレーム識別信号と
R´ビット以内の相違しかないパターンが出現したとし
て相関検出出力をし、受信信号位相回転角θ=Θi +π
であるときに、送信側に対し反転されたビットストリー
ム中に反転スーパーフレーム識別信号と(SFL−P
´)ビット以内の相違しかないパターンが出現すると、
反転しなければスーパーフレーム識別信号と(SFL−
P´)ビット以内の相違しかないパターンが出現したと
して相関検出出力をする)。フレーム同期信号捕捉信号
発生手段は、第1比較手段の1つからの相関検出出力と
第2比較手段の1つからの相関検出出力が所定の時間関
係で生じたとき、フレーム同期信号捕捉信号を出力す
る。
ーム同期信号とスーパーフレーム識別信号が予め定めら
れた位置関係で配置されている。復調後のI、Qシンボ
ルストリームデータに、フレーム同期信号のパターンと
1〜数ビット程度の差しかないパターンと、スーパフレ
ーム識別信号のパターンと1〜数ビット程度の差しかな
いパターンがフレームフォーマットで定められた所定の
時間関係で出現したとき、フレーム同期信号のパターン
と1〜数ビット程度の差しかないパターンはフレーム同
期信号である確率が極めて高い。よって、第1比較手段
の1つからの相関検出出力と第2比較手段の1つからの
相関検出出力が所定の時間関係で生じたとき、フレーム
同期信号捕捉信号を出力することで、安定してフレーム
同期信号を捕捉でき、受信不能にならない。
同期信号捕捉回路では、I、Qシンボルストリームデー
タによる受信信号点がI−Q位相面上でQ軸を境界にし
て右側と左側のいずれに存在するかでビット(0)と
(1)(または(1)と(0))にBPSKデマッピン
グする基本の判定基準境界線を、(π/4)×m(但
し、mは0〜7の整数の中から重複せずに選択した4つ
で、選択した角度をπ回転しても他と一致しないもの)
だけ回転した4個の判定基準境界線に従い、I、Qシン
ボルストリームデータを独立にBPSKデマッピング
し、4系統のビットストリームを出力するBPSKデマ
ッピング手段と、BPSKデマッピング手段の出力の各
系統別に設けられて、ビットストリームをシフトレジス
タに入力しながらシフトレジスタに保持されたデータパ
ターンをフレーム同期信号パターンまたは反転フレーム
同期信号パターンと比較し、ビット単位の一致数が所定
の第1規定値P以上有るときと、所定の第2規定値R以
下しかないときに相関検出出力を行う比較手段と、比較
手段の1つから相関検出出力が生じたあと、所定時間だ
け経過したタイミングで再び比較手段の1つから相関検
出出力が生じると、フレーム同期信号捕捉信号を出力す
るフレーム同期信号捕捉信号発生手段と、を備えたこと
を特徴としている。
ーム同期信号が予め定められた位置に配置されている。
復調後のI、Qシンボルストリームデータに、フレーム
同期信号のパターンと1〜数ビット程度の差しかないパ
ターンがフレーム周期で出現したとき、フレーム同期信
号のパターンと1〜数ビット程度の差しかないパターン
はフレーム同期信号である確率が極めて高い。よって、
比較手段の1つから相関検出出力が生じたあと、1フレ
ーム周期、2フレーム周期など所定時間だけ経過したタ
イミングで再び比較手段の1つから相関検出出力が生じ
たとき、フレーム同期信号捕捉信号を出力することによ
り、安定してフレーム同期信号を捕捉でき、受信不能に
ならない。
同期信号捕捉回路では、I、Qシンボルストリームデー
タによる受信信号点がI−Q位相面上でQ軸を境界にし
て右側と左側のいずれに存在するかでビット(0)と
(1)(または(1)と(0))にBPSKデマッピン
グする基本の判定基準境界線を、(π/4)×m(但
し、mは0〜7の整数の中から重複せずに選択した4つ
で、選択した角度をπ回転しても他と一致しないもの)
だけ回転した4個の判定基準境界線に従い、I、Qシン
ボルストリームデータを独立にBPSKデマッピング
し、4系統のビットストリームを出力するBPSKデマ
ッピング手段と、BPSKデマッピング手段の出力の各
系統別に設けられて、ビットストリームをシフトレジス
タに入力しながらシフトレジスタに保持されたデータパ
ターンをスーパーフレーム識別信号パターンまたは反転
スーパーフレーム識別信号パターンと比較し、ビット単
位の一致数が所定の規定値P´以上有るときと、所定の
規定値R´以下しかないときに相関検出出力を行う比較
手段と、比較手段の1つから相関検出出力が生じたあ
と、所定時間だけ経過したタイミングで再び比較手段の
1つから相関検出出力が生じると、仮のフレーム同期信
号捕捉信号を出力するフレーム同期信号捕捉信号発生手
段と、を備えたことを特徴としている。
ーム同期信号とスーパーフレーム識別信号が予め定めら
れた位置に配置されている。復調後のI、Qシンボルス
トリームデータに、スーパーフレーム識別信号のパター
ンと1〜数ビット程度の差しかないパターンがフレーム
周期で出現したとき、スーパーフレーム識別信号のパタ
ーンと1〜数ビット程度の差しかないパターンはスーパ
ーフレーム識別信号である確率が極めて高く、一定の時
間関係でフレーム同期信号が出現している確率が極めて
高い。よって、比較手段の1つから相関検出出力が生じ
たあと、1フレーム周期、2フレーム周期、1スーパー
フレーム周期など所定時間だけ経過したタイミングで再
び比較手段の1つから相関検出出力が生じたとき、仮の
フレーム同期信号捕捉信号を出力することにより、安定
してフレーム同期信号を捕捉でき、受信不能にならな
い。
つの実施の形態を説明する。図1は本発明に係るPSK
被変調波の受信機の要部のブロック図であり、図10、
図11と同一の構成部分には同一の符号が付してある。
復調回路1から出力されたI、Qベースバンド信号I
(8)、Q(8)は、フレーム同期信号を捕捉するため
フレーム同期検出/再生回路2AのBPSKデマッパ部
3Aに入力され、8種類の受信信号位相回転角θ=0、
π/4、2π/4、3π/4、4π/4、5π/4、6
π/4、7π/4を、互いにπだけ異なる関係に有る2
つずつ、4組に分けた各組別にBPSKデマッピングさ
れたビットストリームB0〜B3が出力される。BPS
Kデマッパ部3Aは例えばROMによって構成されてい
る。
Kデマッパ30〜33を有している(BPSKデマッパ
30〜33については図11参照)。各BPSKデマッ
パ30〜33は、I、QシンボルストリームデータI
(8)、Q(8)による受信信号点がI−Q位相面上で
Q軸を境界にして右側(I軸の正側)と左側(I軸の負
側)のいずれに存在するかでビット(0)と(1)(ま
たは(1)と(0))にBPSKデマッピングする基本
のBPSK判定基準境界線(図12(1)の太線参照)
を、Θ=(π/4)×m(但し、mは0〜7の整数の中
から重複せずに選択した4つで、選択した角度をπ回転
しても他と一致しないもの)だけ回転した4個のBPS
K判定基準境界線に従い、I、Qシンボルストリームデ
ータI(8)、Q(8)を独立にBPSKデマッピング
し、4系統のビットストリームB0〜B3を出力する。
0は、受信信号位相回転角θが0とπの場合に受信シン
ボルストリームを正しくBPSKデマッピングするため
のものであり、m=0(Θ1 =0)が選択されており、
図12(1)に示す基本のBPSK判定基準境界線に従
い、I、QシンボルストリームデータI(8)、Q
(8)による受信信号点がI−Q位相面上で基本のBP
SK判定基準境界線(Q軸と一致)を境界にして右側と
左側のいずれに存在するかでビット(0)と(1)にデ
マッピングする。但し、受信信号位相回転角θが0であ
れば、送信側と同じビットストリームが出力されるが、
θ=πであれば送信側に対しビット(0)と(1)が反
転されたビットストリームが出力される。
位相回転角θがπ/4と5π/4の場合に受信シンボル
ストリームを正しくBPSKデマッピングするためのも
のであり、m=1(Θ2 =π/4)が選択されており、
図12(1)に示す基本のBPSK判定基準境界線を反
時計方向にπ/4だけ回転したBPSK判定基準境界線
に従い(図12(2)参照)、I、Qシンボルストリー
ムデータI(8)、Q(8)による受信信号点がI−Q
位相面上でBPSK判定基準境界線を境界にして右上側
と左下側のいずれに存在するかでビット(0)と(1)
にデマッピングする。但し、受信信号位相回転角θがπ
/4であれば、送信側と同じビットストリームが出力さ
れるが、θ=5π/4であれば送信側に対しビット
(0)と(1)が反転されたビットストリームが出力さ
れる。
転角θが2π/4と6π/4の場合に受信シンボルスト
リームを正しくBPSKデマッピングするためのもので
あり、m=2(Θ3 =2π/4)が選択されており、図
12(1)に示す基本のBPSK判定基準境界線を反時
計方向に2π/4だけ回転したBPSK判定基準境界線
に従い(図12(3)参照)、I、Qシンボルストリー
ムデータI(8)、Q(8)による受信信号点がI−Q
位相面上でBPSK判定基準境界線を境界にして上側と
下側のいずれに存在するかでビット(0)と(1)にデ
マッピングする。但し、受信信号位相回転角θが2π/
4であれば、送信側と同じビットストリームが出力され
るが、θ=6π/4であれば送信側に対しビット(0)
と(1)が反転されたビットストリームが出力される。
転角θが3π/4と7π/4の場合に受信シンボルスト
リームを正しくBPSKデマッピングするためのもので
あり、m=3(Θ4 =3π/4)が選択されており、図
12(1)に示す基本のBPSK判定基準境界線を反時
計方向に3π/4だけ回転したBPSK判定基準境界線
に従い(図12(4)参照)、I、Qシンボルストリー
ムデータI(8)、Q(8)による受信信号点がI−Q
位相面上でBPSK判定基準境界線を境界にして左上側
と右下側のいずれに存在するかでビット(0)と(1)
にデマッピングする。但し、受信信号位相回転角θが3
π/4であれば、送信側と同じビットストリームが出力
されるが、θ=7π/4であれば送信側に対しビット
(0)と(1)が反転されたビットストリームが出力さ
れる。
は、各々、第1比較回路60〜63と、第2比較回路6
4〜67が設けられている。第1比較回路60〜63は
同一の構成を有しており、この内、第1比較回路60の
構成を図2に示す。第1比較回路60は直列接続された
20個のD−フリップフロップ(以下、D−F/Fとい
う)D19〜D0を有し、これらD−F/FD19〜D0に
より、20段のシフトレジスタが構成されている。ビッ
トストリームB0がD−F/FD19に入力され、逐次、
D−F/FD0までシフトアップされる。D−F/FD
19〜D0の各々に保持(格納)されたデータR19〜R0
が、個別に設けられた20個のEX−NOR回路EX19
〜EX0の一方の入力端子に入力されている。EX−N
OR回路EX19〜EX0の他方の入力端子には、フレー
ム同期信号のビットストリームパターンW1を構成する
ビットデータS19〜S0が入力されている。
X0〜X19は、2つの入力が一致するとき(1)、不一
致のとき(0)となる。各EX−NOR回路EX0〜E
X19の出力側には5つの一致数計測回路70〜74が設
けられており、4つずつに分けて接続されている。一致
数計測回路70〜74は入力された(1)の数を計測
し、計測した一致数データND0〜ND4を出力する。
例えば、一致数計測回路70はEX−NOR回路EX0
〜EX3 から入力したX0〜X3の状態に応じて図3の
対応関係によるND0を出力する。他の一致数計測回路
71〜74についても全く同様である。これらの一致数
計測回路70〜74は、ROMによるテーブル変換や、
組み合わせ論理回路により、小規模で簡単に構成でき
る。
〜ND4は加算器75で加算され、加算値がNDとして
比較判定回路76に入力される。比較判定回路76は、
予め定められた第1規定値P、第2規定値Rに対し、N
D≧Pであるか、またはND≦Rである場合に、高電位
の相関検出信号SYNA0を出力する。ここではP=1
8、R=2に設定されているものとする。
回路60の動作を説明すると、受信信号位相回転角θ=
0の場合、BPSK変調されたフレーム同期信号W1の
部分が誤りなく受信されるとBPSKデマッパ30から
フレーム同期信号W1の部分であって(0)と(1)が
反転されていないビットストリームB0が送出される。
このとき、第1比較回路60のシフトレジスタを構成す
るD−F/FD0〜D19に丁度フレーム同期信号部分が
保持されて、出力状態(R0R1……R18R19)が(1
1101100110100101000)となった場
合にいずれの一致数計測回路70〜74の出力ND0〜
ND5も4となり、加算器75の出力ND=20とな
る。このとき、比較判定回路76はND≧Pであり、ビ
ットパターンW1と(20−P)ビット以下しか相違し
ていないので、高電位の相関検出信号SYNA0を出力
する(高電位の相関検出信号SYNA0はフレーム同期
信号を捕捉した可能性が有ることを示す)。
化したとき、BPSKデマッパ30から送出されたフレ
ーム同期信号部分のビットストリームB0に生じるエラ
ーは1〜2ビット程度である。この場合、D−F/FD
0〜D19に丁度、フレーム同期信号部分が保持されたと
き、加算器75の出力ND=18〜19であり、比較判
定回路76はND≧Pなので、フレーム同期信号を捕捉
した可能性が有ることを示す高電位の相関検出信号SY
NA0を出力する。但し、ビットストリームB0のフレ
ーム同期信号以外の20ビット部分で、フレーム同期信
号とたまたま2ビット程度だけ異なるパターンが有った
場合も、比較判定回路76は高電位の相関検出信号SY
NA0を出力するので、ND≧Pとなっただけではフレ
ーム同期信号を捕捉したと扱わない。
K変調されたフレーム同期信号が誤りなく受信されると
BPSKデマッパ30からフレーム同期信号(W1)の
部分であって(0)と(1)が反転されたビットストリ
ームB0が送出される。このとき、第1比較回路60の
D−F/FD0〜D19の出力状態(R0R1……R18R
19)がフレーム同期信号のビットパターンの反転である
(00010011001011010111)となっ
た場合にいずれの一致数計測回路70〜74の出力ND
0〜ND5も0となり、加算器75の出力ND=0とな
る。このとき、比較判定回路76はND≦Rであり、こ
れは反転していなければW1と(20−R)ビット以上
一致しているので、フレーム同期信号を捕捉した可能性
が有ることを示す高電位の相関検出信号SYNA0を出
力する。
化したとき、BPSKデマッパ30から送出されたフレ
ーム同期信号部分の反転されたビットストリームB0に
生じるエラーは1〜2ビット程度である。この場合、D
−F/FD0〜D19に丁度、フレーム同期信号部分の反
転パータンが保持されたとき、加算器75の出力ND=
1〜2であり、比較判定回路76はND≦Rなので、フ
レーム同期信号を捕捉した可能性が有ることを示す高電
位の相関検出信号SYNA0を出力する。但し、ビット
ストリームB0の反転フレーム同期信号以外の20ビッ
ト部分で、反転フレーム同期信号とたまたま2ビット程
度だけ異なるパターンが有った場合も、比較判定回路7
6は高電位の相関検出信号SYNA0を出力するので、
ND≦Rとなっただけではフレーム同期信号を捕捉した
と扱わない。
に構成されている。受信信号位相回転角θがπ/4の場
合、BPSK変調されたフレーム同期信号が受信される
とBPSKデマッパ31からフレーム同期信号部分の非
反転のビットストリームが出力され、受信信号位相回転
角θが5π/4の場合、BPSK変調されたフレーム同
期信号が受信されるとBPSKデマッパ31からフレー
ム同期信号部分の反転ビットストリームが出力される。
第1比較回路60の場合と同様にして、フレーム同期信
号が誤りなく受信されるか、受信環境が悪化して1、2
ビット程度のエラーで受信されたとき、第1比較回路6
1はフレーム同期信号を捕捉した可能性が有ることを示
す高電位の相関検出信号SYNA1を出力する。
BPSK変調されたフレーム同期信号が受信されるとB
PSKデマッパ32からフレーム同期信号部分の非反転
のビットストリームが出力され、受信信号位相回転角θ
が6π/4の場合、BPSK変調されたフレーム同期信
号が受信されるとBPSKデマッパ32からフレーム同
期信号部分の反転ビットストリームが出力される。フレ
ーム同期信号が誤りなく受信されるか、受信環境が悪化
して1、2ビット程度のエラーで受信されたとき、第1
比較回路62はフレーム同期信号を捕捉した可能性が有
ることを示す高電位の相関検出信号SYNA2を出力す
る。
BPSK変調されたフレーム同期信号が受信されるとB
PSKデマッパ33からフレーム同期信号部分の非反転
のビットストリームが出力され、受信信号位相回転角θ
が7π/4の場合、BPSK変調されたフレーム同期信
号が受信されるとBPSKデマッパ33からフレーム同
期信号部分の反転ビットストリームが出力される。フレ
ーム同期信号が誤りなく受信されるか、受信環境が悪化
して1、2ビット程度のエラーで受信されたとき、第1
比較回路63はフレーム同期信号を捕捉した可能性が有
ることを示す高電位の相関検出信号SYNA3を出力す
る。
しており、この内、第2比較回路64の構成を図4に示
す。第2比較回路64は直列接続された20個のD−フ
リップフロップ(以下、D−F/Fという)D19´〜D
0´を有し、これらD−F/FD19´〜D0´により、
20段のシフトレジスタが構成されている。ビットスト
リームB0がD−F/FD19´に入力され、逐次、D−
F/FD0´までシフトアップされる。D−F/FD19
´〜D0´の各々に保持(格納)されたデータR19´〜
R0´が、個別に設けられた20個のEX−NOR回路
EX19´〜EX0´の一方の入力端子に入力されてい
る。EX−NOR回路EX19´〜EX0´の他方の入力
端子には、スーパーフレーム識別信号のビットストリー
ムパターンW2を構成するビットデータU19〜U0が入
力されている。
出力X0´〜X19´は、2つの入力が一致するとき
(1)、不一致のとき(0)となる。各EX−NOR回
路EX0´〜EX19´の出力側には5つの一致数計測回
路80〜84が設けられており、4つずつに分けて接続
されている。一致数計測回路80〜84は入力された
(1)の数を計測し、計測した一致数データND0´〜
ND4´を出力する。例えば、一致数計測回路80はE
X−NOR回路EX0´〜EX3´から入力したX0´
〜X3´の状態に応じて、図1の一致数計測回路70で
のX0〜X3に対するND0の場合(図3参照)と同様
の対応関係のND0´を出力する。他の一致数計測回路
81〜84についても全く同様である。これらの一致数
計測回路80〜84は、ROMによるテーブル変換や、
組み合わせ論理回路により、小規模で簡単に構成でき
る。
´〜ND4´は加算器85で加算され、加算値がND´
として比較判定回路86に入力される。比較判定回路8
6は、予め定められた第1規定値P´、第2規定値R´
に対し、ND´≧P´であるか、またはND´≦R´で
ある場合に、高電位の相関検出信号SYNB0を出力す
る。ここでは一例としてP´=18、R´=2に設定さ
れているものとする。
回路64の動作を説明すると、受信信号位相回転角θ=
0の場合、BPSK変調されたスーパーフレーム識別信
号W2の部分が誤りなく受信されるとBPSKデマッパ
30からスーパーフレーム識別信号W2の部分であって
(0)と(1)が反転されていないビットストリームB
0が送出される。このとき、第2比較回路64のシフト
レジスタを構成するD−F/FD0´〜D19´に丁度ス
ーパーフレーム識別信号W2の部分が保持されて、出力
状態(R0´R1´……R18´R19´)が(00001
011011001110111)となった場合にいず
れの一致数計測回路80〜84の出力ND0´〜ND5
´も4となり、加算器85の出力ND´=20となる。
このとき、比較判定回路86はND´≧P´となるので
(これはW2のパターンと(20−P´)ビットしか相
違していないことになる)、高電位の相関検出信号SY
NB0を出力する(高電位の相関検出信号SYNB0は
スーパーフレーム識別信号W2またはW3を捕捉した可
能性が有ることを示す)。
BPSK変調されたスーパーフレーム識別信号W3の部
分が誤りなく受信されるとBPSKデマッパ30からス
ーパーフレーム識別信号W3の部分の反転されていない
ビットストリームB0が送出される。このとき、シフト
レジスタを構成するD−F/FD0´〜D19´に丁度ス
ーパーフレーム識別信号W3の部分が保持されて、出力
状態(R0´R1´……R18´R19´)が(11110
100100110001000)となった場合にいず
れの一致数計測回路80〜84の出力ND0´〜ND5
´も0となり、加算器85の出力ND´=0となる。こ
のとき、比較判定回路86はND´≦R´となるので
(W3のパターンとR´ビットしか相違していないこと
になる)、スーパーフレーム識別信号W2またはW3を
捕捉した可能性が有ることを示す高電位の相関検出信号
SYNB0を出力する。
化したとき、BPSKデマッパ30から送出されたスー
パーフレーム識別信号W2の部分のビットストリームB
0に生じるエラーは1〜2ビット程度である。この場
合、D−F/FD0´〜D19´に丁度、スーパーフレー
ム識別信号W2の部分が保持されたとき、加算器85の
出力ND´=18〜19であり、比較判定回路86はN
D´≧P´なので、スーパーフレーム識別信号W2また
はW3を捕捉した可能性が有ることを示す高電位の相関
検出信号SYNB0を出力する。
境が悪化したとき、BPSKデマッパ30から送出され
たスーパーフレーム識別信号W3の部分のビットストリ
ームB0に生じるエラーは1〜2ビット程度である。こ
の場合、D−F/FD0´〜D19´に丁度、スーパーフ
レーム識別信号W3の部分が保持されたとき、加算器8
5の出力ND´=1〜2であり、比較判定回路86はN
D´≦R´なので、スーパーフレーム識別信号W2また
はW3を捕捉した可能性が有ることを示す高電位の相関
検出信号SYNB0を出力する。
K変調されたスーパーフレーム識別信号W2の部分が誤
りなく受信されるとBPSKデマッパ30からスーパー
フレーム識別信号W2の部分であって(0)と(1)が
反転されたビットストリームB0が送出される。このと
き、シフトレジスタを構成するD−F/FD0´〜D19
´に丁度スーパーフレーム識別信号W2の反転した部分
が保持されて、出力状態(R0´R1´……R18´R19
´)がスーパーフレーム識別信号W2のビット反転であ
る(11110100100110001000)とな
った場合にいずれの一致数計測回路80〜84の出力N
D0´〜ND5´も0となり、加算器85の出力ND´
=0となる。このとき、比較判定回路86はND´≦R
´となるので(反転していなければW2と(20−R
´)ビット一致していることになる)、スーパーフレー
ム識別信号W2またはW3を捕捉した可能性が有ること
を示す高電位の相関検出信号SYNB0を出力する。
BPSK変調されたスーパーフレーム識別信号W3の部
分が誤りなく受信されるとBPSKデマッパ30からス
ーパーフレーム識別信号W3の部分であって(0)と
(1)が反転されたビットストリームB0が送出され
る。このとき、シフトレジスタを構成するD−F/FD
0´〜D19´に丁度スーパーフレーム識別信号W3の反
転した部分が保持されて、出力状態(R0´R1´……
R18´R19´)がスーパーフレーム識別信号W3のビッ
ト反転である(000010110110011101
11)となった場合にいずれの一致数計測回路80〜8
4の出力ND0´〜ND5´も4となり、加算器85の
出力ND´=20となる。このとき、比較判定回路86
はND´≧P´となるので(反転していなければW3と
(20−P´)ビットしか相違していないことにな
る)、スーパーフレーム識別信号W2またはW3を捕捉
した可能性が有ることを示す高電位の相関検出信号SY
NB0を出力する。
化したとき、BPSKデマッパ30から送出されたスー
パーフレーム識別信号W2の部分の反転されたビットス
トリームB0に生じるエラーは1〜2ビット程度であ
る。この場合、D−F/FD0´〜D19´に丁度、スー
パーフレーム識別信号W2の部分の反転パターンが保持
されたとき、加算器85の出力ND´=1〜2であり、
比較判定回路86はND´≦R´なので、スーパーフレ
ーム識別信号W2またはW3を捕捉した可能性が有るこ
とを示す高電位の相関検出信号SYNB0を出力する。
境が悪化したとき、BPSKデマッパ30から送出され
たスーパーフレーム識別信号W3の部分の反転されたビ
ットストリームB0に生じるエラーは1〜2ビット程度
である。この場合、D−F/FD0´〜D19´に丁度、
スーパーフレーム識別信号W3の部分の反転パターンが
保持されたとき、加算器85の出力ND´=18〜19
であり、比較判定回路86はND´≧P´なので、スー
パーフレーム識別信号W2またはW3を捕捉した可能性
が有ることを示す高電位の相関検出信号SYNB0を出
力する。
4と全く同一に構成されており、受信信号位相回転角θ
がπ/4と5π/4の場合に、スーパーフレーム識別信
号W2またはW3が誤りなく受信されるか、1、2ビッ
ト程度のエラーで受信されたとき、第2比較回路65は
スーパーフレーム識別信号W2またはW3を捕捉した可
能性が有ることを示す高電位のフレーム同期検出信号S
YNB1を出力し、受信信号位相回転角θが2π/4と
6π/4の場合に、スーパーフレーム識別信号W2また
はW3が誤りなく受信されるか、1、2ビット程度のエ
ラーで受信されたとき、第2比較回路66はスーパーフ
レーム識別信号W2またはW3を捕捉した可能性が有る
ことを示す高電位の相関検出信号SYNB2を出力す
る。更に、受信信号位相回転角θが3π/4と7π/4
の場合に、スーパーフレーム識別信号W2またはW3が
誤りなく受信されるか、1、2ビット程度のエラーで受
信されたとき、第2比較回路67はスーパーフレーム識
別信号W2またはW3を捕捉した可能性が有ることを示
す高電位の相関検出信号SYNB3を出力する。
4〜67の出力側には、フレーム同期信号捕捉信号発生
回路90が設けられている。このフレーム同期信号捕捉
信号発生回路90は、第1比較回路60〜63の1つか
らの相関検出出力と第2比較回路64〜67の1つから
の相関検出出力が所定の時間関係で生じると、フレーム
同期信号捕捉信号を出力する機能を有する。フレーム同
期信号捕捉信号発生回路90の内、91は第1比較回路
60〜63の出力SYNA0〜SYNA3の論理和を取
るORゲート回路、92は第2比較回路64〜67の出
力SYNB0〜SYNB3の論理和を取るORゲート回
路、93はORゲート回路91の出力を、フレーム同期
信号の最後からスーパーフレーム識別信号の最後までの
時間(160シンボル分)だけ遅延させるディレイ回
路、94はディレイ回路93とORゲート回路92の出
力の論理積を取るAND回路である。
りなく受信されたときは勿論のこと、最悪の受信環境下
で1〜2ビットの誤りを生じてフレーム同期信号が受信
されたときでも、受信信号位相回転角θが(π/4)×
n(nは0〜7の内、任意の整数)のいずれの場合も、
前記した第1比較回路60〜63の1つからフレーム同
期信号が受信された可能性の有ることを示す高電位の相
関検出信号が出力される。但し、第1比較回路60〜6
3の1つから高電位が出力されたとき、フレーム同期信
号と1〜2ビット異なるだけの類似したパターンが受信
された可能性も有る。
ム識別信号W2またはW3が誤りなく受信されたときは
勿論のこと、最悪の受信環境下にあって1〜2ビット分
の誤りを生じてスーパーフレーム識別信号W2またはW
3が受信されたときでも、受信信号位相回転角θが(π
/4)×n(nは0〜7の内、任意の整数)のいずれの
場合も、前記した第2比較回路64〜67の1つからス
ーパーフレーム識別信号W2またはW3が受信された可
能性の有ることを示す高電位の相関検出信号が出力され
る。
比較回路60〜63の1つから出力された高電位の相関
検出信号は、OR回路91を介してディレイ回路93に
入力され、160シンボル分だけ遅延されたあとAND
回路94に入力される。よって、スーパーフレーム識別
信号W2またはW3が受信されたときに第2比較回路6
4〜67の1つから出力され、OR回路92を介してA
ND回路94に入力される高電位の相関検出信号とタイ
ミングが一致することになり、AND回路94から高電
位が出力される。逆に言えば、AND回路94の出力が
高電位となったとき、I、Qシンボルストリーム中にフ
レーム同期信号のパターンと高々1〜数ビット程度の差
しかないパターンが出現したあと、160シンボル分遅
れてI、Qシンボルストリーム中にスーパーフレーム識
別信号W2またはW3のパターンと高々1〜数ビット程
度の差しかないパターンが出現したことになる。
ーム同期信号とスーパーフレーム識別信号が予め定めら
れた位置関係(フレーム同期信号の最後からスーパーフ
レーム識別信号の最後まで160シンボル)で配置され
ている(図7参照)。復調後のI、Qシンボルストリー
ムデータに、フレーム同期信号のパターンと高々1〜数
ビット程度の差しかないパターンと、スーパーフレーム
識別信号のパターンと高々1〜数ビット程度の差しかな
いパターンがフレームフォーマットで定められた所定の
時間関係で続けて出現したとき、フレーム同期信号のパ
ターンと高々1〜数ビット程度の差しかないパターンは
フレーム同期信号である確率が極めて高い。よって、A
ND回路94の高電位をフレーム同期信号捕捉信号とし
て出力することで、安定してI、Qシンボルストリーム
中のフレーム同期信号を一定の遅延時間で捕捉できるこ
とになる。
出力SYNはフレーム同期回路5に入力される。フレー
ム同期回路5ではフレーム同期信号捕捉信号SYNが一
定のフレーム周期毎に繰り返し高電位になることが確認
されたときフレーム同期が確立したと判別し、フレーム
周期毎にフレーム同期パルスFSYNCを出力する。こ
のフレーム同期パルスFSYNCは、受信したI、Qシ
ンボルストリーム中のフレーム同期信号と一定の時間関
係となっている。フレーム同期回路5からフレーム同期
パルスFSYNCを入力する度に、フレーム同期信号発
生器6は、BPSKデマッパ部3A、第1比較回路60
〜63、第2比較回路64〜67、フレーム同期信号捕
捉信号発生回路90により、I、Qシンボルストリーム
から捕捉されたフレーム同期信号のパターンW1と同じ
ビットストリーム(これを再生フレーム同期信号とい
う)を発生する。
号と高々1〜2ビットの相違しかない受信パターンを検
出するとともに、スーパーフレーム識別信号と高々1〜
2ビットの相違しかない受信パターンを検出し、これら
2つの検出がフレームフォーマットで定められた所定の
時間関係で生じるとフレーム同期信号捕捉信号を発生す
るようにしたので、受信環境が極めて悪化しても安定か
つ迅速に、I、Qシンボルストリーム中のフレーム同期
信号を一定の遅延時間で捕捉でき、受信不能に陥ること
がない。また、ROMで構成した場合、大きな容量を要
するBPSKデマッパを4つで済ますことができるの
で、回路規模を縮小できる。
同期信号とスーパーフレーム識別信号のビット長が20
ビットであることに対応して、P=P´=18、R=R
´=2としたがこれは一例であり、P=P´=17、R
=R´=3など、他の値としても良い。一般的には、0
dBという最悪の受信環境下でのエラー率が10-1程度
であることから、フレーム同期信号のビット長をFLと
すると、(FL−P)=R、R=FL/10程度とすれ
ば良く、例えば、FL=20ビットの場合、R=1〜4
程度、好ましくは2または3とすれば良い。同様に、ス
ーパーフレーム識別信号のビット長をSFLとすると、
(SFL−P´)=R´、R´=SFL/10程度とす
れば良く、例えば、SFL=20ビットの場合、R´=
1〜4程度、好ましくは2または3とすれば良い。
ート回路92とAND回路94の間に、スーパーフレー
ム識別信号の最後から次のフレーム同期信号の最後まで
の時間(39776シンボル分)だけ遅延させる別のデ
ィレイ回路を設けるようにしても良い。
意の回路について、図2のEX−NOR回路EX0〜E
X19の一方の入力端子にフレーム同期信号パータンW1
の各ビットS0〜S19を入力する代わりに、フレーム同
期信号パターンW1を反転した各ビットを入力するよう
にしても、フレーム同期信号と高々数ビット異なるだけ
のパターンを捕捉させることができる。例えば、第1比
較回路60の場合、受信信号位相回転角θ=0によりB
PSK変調されたフレーム同期信号W1の部分が2ビッ
ト以下の誤りで受信されると、第1比較回路60のシフ
トレジスタを構成するD−F/FD0〜D19に丁度フレ
ーム同期信号部分が保持されると、加算器75の出力N
D=0〜2となる。このとき、比較判定回路76はND
≦Rであり、これはフレーム同期信号のビットパターン
W1と(20−R)ビット以上一致しているので、フレ
ーム同期信号を捕捉した可能性の有ることを示す高電位
の相関検出信号SYNA0を出力する。
BPSK変調されたフレーム同期信号W1の部分が2ビ
ット以下の誤りで受信されると、第1比較回路60のシ
フトレジスタを構成するD−F/FD0〜D19に丁度フ
レーム同期信号部分が保持されると、加算器75の出力
ND=18〜20となる。このとき、比較判定回路76
はND≧Pであり、これはフレーム同期信号のビットパ
ターンW1と(20−P)ビット以下しか相違していな
いので、フレーム同期信号を捕捉した可能性の有ること
を示す高電位の相関検出信号SYNA0を出力する。他
の第1比較回路61〜63についても同様である。
任意の回路について、図4のEX−NOR回路EX0´
〜EX19´の一方の入力端子にスーパーフレーム識別信
号パータンW2の各ビットU0〜U19を入力する代わり
に、W2を反転したW3の各ビットV0〜V19を入力す
るようにしても、スーパーフレーム識別信号W2または
W3と高々数ビット異なるだけのパターンを捕捉させる
ことができる。
号位相回転角θ=0の下で、BPSK変調されたスーパ
ーフレーム識別信号W2の部分が2ビット以下の誤りで
受信されると、第2比較回路64のシフトレジスタを構
成するD−F/FD0´〜D19´に丁度スーパーフレー
ム識別信号W2の部分が保持されると、加算器85の出
力ND´=0〜2となる。このとき、比較判定回路86
はND´≦R´であり、これはスーパーフレーム識別信
号W2のビットパターンと(20−R´)ビット以上一
致しているので、W2またはW3を捕捉した可能性の有
ることを示す高電位の相関検出信号SYNB0を出力す
る。
BPSK変調されたスーパーフレーム識別信号W3の部
分が2ビット以下の誤りで受信されると、第2比較回路
64のシフトレジスタを構成するD−F/FD0´〜D
19´に丁度スーパーフレーム識別信号W3の部分が保持
されると、加算器85の出力ND´=18〜20とな
る。このとき、比較判定回路86はND´≧P´であ
り、これはスーパーフレーム識別信号W3のビットパタ
ーンと(20−P´)ビット以下しか相違していないの
で、W2またはW3を捕捉した可能性の有ることを示す
高電位の相関検出信号SYNB0を出力する。
BPSK変調されたスーパーフレーム識別信号W2の部
分が2ビット以下の誤りで受信されると、第2比較回路
64のシフトレジスタを構成するD−F/FD0´〜D
19´に丁度スーパーフレーム識別信号W2の部分が保持
されると、加算器85の出力ND´=18〜20とな
る。このとき、比較判定回路86はND´≧P´であ
り、これはスーパーフレーム識別信号W2のビットパタ
ーンと(20−P´)ビットしか相違していないので、
W2またはW3を捕捉した可能性の有ることを示す高電
位の相関検出信号SYNB0を出力する。
BPSK変調されたスーパーフレーム識別信号W3の部
分が2ビット以下の誤りで受信されると、第2比較回路
64のシフトレジスタを構成するD−F/FD0´〜D
19´に丁度スーパーフレーム識別信号W2の部分が保持
されると、加算器85の出力ND´=0〜2となる。こ
のとき、比較判定回路86はND´≦R´であり、これ
はスーパーフレーム識別信号W3のビットパターンと
(20−R´)ビット以上一致しているので、W2また
はW3を捕捉した可能性の有ることを示す高電位の相関
検出信号SYNB0を出力する。他の第2比較回路65
〜67についても同様である。
2Bに示す如く、図1中の第2比較回路64〜67を省
略するとともに、フレーム同期信号捕捉信号発生回路9
0Bでは、ORゲート回路91の出力をディレイ回路9
3BとAND回路94に出力し、ディレイ回路93Bの
出力をAND回路94に出力し、ディレイ回路93Bで
はフレーム周期の整数倍、好ましくは1フレーム周期ま
たは2フレーム周期分だけ遅延させるようにしても良
い。
ーム同期信号が予め定められた位置に配置されている
(図7参照)。復調後のI、Qシンボルストリームデー
タに、フレーム同期信号のパターンと高々1〜数ビット
程度の差しかないパターンが出現したあと、フレーム周
期の整数倍後に再び出現したとき、フレーム同期信号の
パターンと高々1〜数ビット程度の差しかないパターン
はフレーム同期信号である確率が極めて高い。よって、
AND回路94の高電位をフレーム同期信号捕捉信号S
YNとして出力することで、安定してI、Qシンボルス
トリーム中のフレーム同期信号を捕捉できることにな
る。図5の例によれば、第2比較回路64〜67の省略
により、回路規模を格段に縮小できる。
路2Cに示す如く、第1比較回路60〜63を省略する
とともに、フレーム同期信号捕捉信号発生回路90Cで
は、OR回路92の出力をディレイ回路93CとAND
回路94に出力し、ディレイ回路93Cの出力をAND
回路94に出力し、ディレイ回路93Cではフレーム周
期の整数倍、好ましくは1フレーム周期または2フレー
ム周期分だけ遅延させるようにしても良い。
ーム同期信号W1とスーパーフレーム識別信号W2、W
3が予め定められた位置関係に配置されている(図7参
照)。復調後のI、Qシンボルストリームデータに、ス
ーパーフレーム識別信号W2またはW3のパターンと高
々1〜数ビット程度の差しかないパターンが出現したあ
と、フレーム周期の整数倍後に再び出現したとき、スー
パーフレーム識別信号W2またはW3のパターンと高々
1〜数ビット程度の差しかないパターンはスーパーフレ
ーム識別信号W2またはW3である確率が極めて高く、
スーパーフレーム識別信号W2またはW3の出現より一
定時間前にフレーム同期信号が出現している確率が極め
て高い。よって、AND回路94の高電位を仮のフレー
ム同期信号捕捉信号SYN´として出力することで、安
定してI、Qシンボルストリーム中のフレーム同期信号
を一定の遅延時間で捕捉できることになる。図6の例に
よっても、第1比較回路60〜63の省略により、回路
規模を格段に縮小できる。
パーフレームの先頭以外のフレームのスーパーフレーム
識別信号W3がスーパーフレームの先頭フレームのスー
パーフレーム識別信号W2のビット反転パターンと一致
しているものとして説明したが、若し、スーパーフレー
ムの先頭以外のフレームのスーパーフレーム識別信号W
3がスーパーフレームの先頭フレームのスーパーフレー
ム識別信号W2のビット反転パターンと異なっている場
合、スーパーフレーム識別信号W3の部分が受信されて
も第2比較回路64〜67のいずれも捕捉しない。
分が受信されれば、第2比較回路64〜67のいずれか
で捕捉されてORゲート回路92から高電位が出力され
るので、160シンボル期間分先行して第1比較回路6
0〜63のいずれかでフレーム同期信号が捕捉されてい
れば、AND回路94から高電位のフレーム同期信号捕
捉信号SYNが出力される。この場合、フレーム同期回
路5は、AND回路94からスーパーフレーム周期で繰
り返し高電位のフレーム同期信号捕捉信号SYNが入力
されたとき、フレーム同期が確立したとして、フレーム
周期でフレーム同期パルスFSYNCを出力するように
すれば良い。
ーフレームの先頭以外のフレームのスーパーフレーム識
別信号W3がスーパーフレームの先頭フレームのスーパ
ーフレーム識別信号W2のビット反転パターンと一致し
ているものとして説明したが、若し、スーパーフレーム
の先頭以外のフレームのスーパーフレーム識別信号W3
がスーパーフレームの先頭フレームのスーパーフレーム
識別信号W2のビット反転パターンと異なっている場
合、スーパーフレーム識別信号W3の部分が受信されて
も第2比較回路64〜67のいずれも捕捉しない。但
し、スーパーフレーム識別信号W2の部分が受信されれ
ば、第2比較回路64〜67のいずれかで捕捉されてO
Rゲート回路92から高電位が出力される。
フレーム周期の整数倍に設定しておけば、スーパーフレ
ーム識別信号W2の部分が受信されてORゲート回路9
2から高電位が出力されたとき、ディレイ回路93Cの
遅延時間分先行して第2比較回路64〜67のいずれか
でスーパーフレーム識別信号W2が捕捉されていれば、
AND回路94から高電位のフレーム同期信号捕捉信号
SYN´が出力される。この場合、フレーム同期回路5
は、AND回路94からスーパーフレーム周期で繰り返
し高電位のフレーム同期信号捕捉信号SYN´が入力さ
れたとき、フレーム同期が確立したとして、フレーム周
期でフレーム同期パルスFSYNCを出力するようにす
れば良い。
(0)を信号点配置“0”、ビット(1)を信号点配置
“4”にマッピングする場合を例に挙げたが、本発明は
何らこれに限定されるものでなく、反対にビット(0)
を信号点配置“4”、ビット(1)を信号点配置“0”
にマッピングする場合にも同様に適用することができ
る。この場合、図12、図13のBPSKデマッピング
では、(0)と(1)の判定エリアを入れ換えれば良
い。
々数ビットの相違しかない受信パターンを検出するとと
もに、スーパーフレーム識別信号と高々数ビットの相違
しかない受信パターンも検出するようにし、これら2つ
の検出がフレームフォーマットで定められた所定の時間
関係で生じたときにフレーム同期信号捕捉信号を発生す
るようにしたので、受信環境が極めて悪化しても安定し
て受信シンボルストリーム中のフレーム同期信号を捕捉
できる。
波受信機の要部の構成を示すブロック図である。
である。
明図である。
である。
部の構成を示すブロック図である。
の要部の構成を示すブロック図である。
説明図である。
例を示す説明図である。
明図である。
受信機の復調回路周辺の構成を示すブロック図である。
ブロック図である。
図である。
図である。
である。
回路 5 フレーム同期回路 6 フレーム同期信号発生器
Claims (3)
- 【請求項1】 BPSK変調されたフレーム同期信号及
びスーパーフレーム識別信号と、8PSK変調されたデ
ィジタル信号とQPSK変調されたディジタル信号とB
PSK変調されたディジタル信号の内の少なくとも1つ
の変調方式のディジタル信号が時間多重されたPSK被
変調信号を受信・復調したI、Qシンボルストリームデ
ータからフレーム同期信号を捕捉する受信機のフレーム
同期信号捕捉回路において、 I、Qシンボルストリームデータによる受信信号点がI
−Q位相面上でQ軸を境界にして右側と左側のいずれに
存在するかでビット(0)と(1)(または(1)と
(0))にBPSKデマッピングする判定基準境界線
を、(π/4)×m(但し、mは0〜7の整数の中から
重複せずに選択した4つで、選択した角度をπ回転して
も他と一致しないもの)だけ回転した4個の判定基準境
界線に従い、I、Qシンボルストリームデータを独立に
BPSKデマッピングし、4系統のビットストリームを
出力するBPSKデマッピング手段と、 BPSKデマッピング手段の出力の各系統別に設けられ
て、ビットストリームをシフトレジスタに入力しながら
シフトレジスタに保持されたデータパターンをフレーム
同期信号パターンまたは反転フレーム同期信号パターン
と比較し、ビット単位の一致数が所定の第1規定値P以
上有るときと、所定の第2規定値R以下しかないときに
相関検出出力を行う第1比較手段と、 BPSKデマッピング手段から出力された各系統別に設
けられて、ビットストリームをシフトレジスタに入力し
ながらシフトレジスタに保持されたデータパターンをス
ーパーフレーム識別信号パターンまたは反転スーパーフ
レーム識別信号パターンと比較し、ビット単位の一致数
が所定の第3規定値P´以上有るときと、所定の第4規
定値R´以下しかないときに相関検出出力を行う第2比
較手段と、 第1比較手段の1つからの相関検出出力と第2比較手段
の1つからの相関検出出力が所定の時間関係で生じる
と、フレーム同期信号捕捉信号を出力するフレーム同期
信号捕捉信号発生手段と、 を備えたことを特徴とする受信機のフレーム同期信号捕
捉回路。 - 【請求項2】 BPSK変調されたフレーム同期信号
と、8PSK変調されたディジタル信号とQPSK変調
されたディジタル信号とBPSK変調されたディジタル
信号の内の少なくとも1つの変調方式のディジタル信号
が時間多重されたPSK被変調信号を受信・復調した
I、Qシンボルストリームデータからフレーム同期信号
を捕捉する受信機のフレーム同期信号捕捉回路におい
て、 I、Qシンボルストリームデータによる受信信号点がI
−Q位相面上でQ軸を境界にして右側と左側のいずれに
存在するかでビット(0)と(1)(または(1)と
(0))にBPSKデマッピングする判定基準境界線
を、(π/4)×m(但し、mは0〜7の整数の中から
重複せずに選択した4つで、選択した角度をπ回転して
も他と一致しないもの)だけ回転した4個の判定基準境
界線に従い、I、Qシンボルストリームデータを独立に
BPSKデマッピングし、4系統のビットストリームを
出力するBPSKデマッピング手段と、 BPSKデマッピング手段の出力の各系統別に設けられ
て、ビットストリームをシフトレジスタに入力しながら
シフトレジスタに保持されたデータパターンをフレーム
同期信号パターンまたは反転フレーム同期信号パターン
と比較し、ビット単位の一致数が所定の第1規定値P以
上有るときと、所定の第2規定値R以下しかないときに
相関検出出力を行う比較手段と、 比較手段の1つから相関検出出力が生じたあと、所定時
間だけ経過したタイミングで再び比較手段の1つから相
関検出出力が生じると、フレーム同期信号捕捉信号を出
力するフレーム同期信号捕捉信号発生手段と、 を備えたことを特徴とする受信機のフレーム同期信号捕
捉回路。 - 【請求項3】 BPSK変調されたフレーム同期信号及
びスーパーフレーム識別信号と、8PSK変調されたデ
ィジタル信号とQPSK変調されたディジタル信号とB
PSK変調されたディジタル信号の内の少なくとも1つ
の変調方式のディジタル信号が時間多重されたPSK被
変調信号を受信・復調したI、Qシンボルストリームデ
ータからフレーム同期信号を捕捉する受信機のフレーム
同期信号捕捉回路において、 I、Qシンボルストリームデータによる受信信号点がI
−Q位相面上でQ軸を境界にして右側と左側のいずれに
存在するかでビット(0)と(1)(または(1)と
(0))にBPSKデマッピングする判定基準境界線
を、(π/4)×m(但し、mは0〜7の整数の中から
重複せずに選択した4つで、選択した角度をπ回転して
も他と一致しないもの)だけ回転した4個の判定基準境
界線に従い、I、Qシンボルストリームデータを独立に
BPSKデマッピングし、4系統のビットストリームを
出力するBPSKデマッピング手段と、 BPSKデマッピング手段の出力の各系統別に設けられ
て、ビットストリームをシフトレジスタに入力しながら
シフトレジスタに保持されたデータパターンをスーパー
フレーム識別信号パターンまたは反転スーパーフレーム
識別信号パターンと比較し、ビット単位の一致数が所定
の規定値P´以上有るときと、所定の規定値R´以下し
かないときに相関検出出力を行う比較手段と、 比較手段の1つから相関検出出力が生じたあと、所定時
間だけ経過したタイミングで再び比較手段の1つから相
関検出出力が生じると、仮のフレーム同期信号捕捉信号
を出力するフレーム同期信号捕捉信号発生手段と、 を備えたことを特徴とする受信機のフレーム同期信号捕
捉回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10372883A JP2996965B2 (ja) | 1997-12-29 | 1998-12-28 | 受信機のフレ―ム同期信号捕捉回路 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9-368190 | 1997-12-29 | ||
JP36819097 | 1997-12-29 | ||
JP10372883A JP2996965B2 (ja) | 1997-12-29 | 1998-12-28 | 受信機のフレ―ム同期信号捕捉回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11252191A JPH11252191A (ja) | 1999-09-17 |
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ID=26581981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10372883A Expired - Fee Related JP2996965B2 (ja) | 1997-12-29 | 1998-12-28 | 受信機のフレ―ム同期信号捕捉回路 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2996965B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JP4847373B2 (ja) * | 2007-03-14 | 2011-12-28 | 日本無線株式会社 | フレーム同期検出方法 |
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1998
- 1998-12-28 JP JP10372883A patent/JP2996965B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH11252191A (ja) | 1999-09-17 |
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