JPH07114390B2 - 副搬送波再生方式 - Google Patents

副搬送波再生方式

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JPH07114390B2
JPH07114390B2 JP61255760A JP25576086A JPH07114390B2 JP H07114390 B2 JPH07114390 B2 JP H07114390B2 JP 61255760 A JP61255760 A JP 61255760A JP 25576086 A JP25576086 A JP 25576086A JP H07114390 B2 JPH07114390 B2 JP H07114390B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、FM多重放送など多重放送の受信に関し、特に
多重信号の副搬送波再生方式の改良を図ったものであ
る。
〔従来の技術〕
FM多重放送では、多重信号として、BPSKあるいは、QPSK
が用いられることが多い。FM多重放送を受信して、これ
らの多重信号を正しく再生するためには、適確な副搬送
波を再生することが必要である。
第4図は、従来の受信回路例の構成を示すブロック図で
ある。
図において、101は受信信号、108は帯域通過回路(BP
F)、109は多重信号であり、受信信号101に多重されて
いる信号をBPF108で抜き取った信号である。
110は副搬送波再生回路、111および112は乗算回路、113
はπ/2移相器、114は再生副搬送波、115および116は乗
算回路出力、401はクロック再生回路である。402および
403は低域ろ波器を含んだデータ検波部、404はデータ検
波のためのクロック信号である。405および406はI軸デ
ータ検波部402およびQ軸データ検波部403それぞれのデ
ータ検波出力、407は結合部、408は出力データ信号であ
る。
つぎに、第4図について、その動作を説明する。
受信信号101から、BPF108により、多重信号109が抜き取
られて、乗算回路111および112に加えられ、また、副搬
送波再生回路110にも加えられる。
副搬送波再生回路110で再生された再生副搬送波114は、
乗算回路111と、およびπ/2移相器113を介して、乗算回
路112とにそれぞれ加えられる。乗算回路111、および11
2からは、それぞれ乗算回路出力115、および116が得ら
れ、データ検波部402および403にそれぞれ加えられる。
一方、乗算回路出力115、および116により、クロック再
生回路401で、クロック信号404が再生される。クロック
信号404はデータ検波部402、および403に加えられ、I
軸、およびQ軸データ検波出力、405、および406が得ら
れ、結合部407に加えられる。クロック信号404が加えら
れた結合部407からは、所望の出力データ信号408が得ら
れる。
上述の従来例における副搬送波再生回路110について、
さらに説明する。
第5図は、従来、広く使用されているコスタスループタ
イプの副搬送波再生回路例の構成を示すブロック図であ
る。
101は受信信号であり、QPSKに変調された信号を多重し
ている。108は帯域通過回路(BPF)、109は多重信号(Q
PSK)、114は再生副搬送波であり、QPSK多重信号109を
検波するのに用いられる。
502、503、504、505、および510は乗算回路、506、50
7、508、509および、511は低域通過回路(LPF)であ
る。
512は位相誤差信号、513は電圧制御発振器(VCO)、514
は再生副搬送波である。515および516は45゜移相器、51
7は90゜移相器、518は135゜移相器、である。
受信信号101から、BPF108により取り出された多重信号1
09は、VCO513からの出力信号である再生副搬送波514、
および移相器516、517、および518により45゜、90゜お
よび135゜の位相回転を受けた副搬送波と、乗算回路50
2、503,504、および505でそれぞれ乗算されて検波され
る。
各々の検波出力はLPF506、507、508、および509を通
り、乗算回路510で互に乗算されて、LPF511を通り、位
相誤差信号512が取り出される。VCO513は、誤差信号512
によって励振される。
ここで、上述した全体の回路構成により、VCO513は誤差
信号512が最小値となるように動作し、受信信号101のQP
SK多重信号109を検波するのに、正しく同期した副搬送
波を再生することができる。
45゜移相器515により、45゜の移相を受けた再生副搬送
波114が、QPSK多重信号109の検波に使われる副搬送波で
ある。
つぎに、上述した原理を数式を用いて説明する。
まず、 受信入力多重信号109:cos(wt+θ) VCO513からの再生副搬送波514:cos(wt+α) とする。
乗算回路502、503、504および505の各出力信号はそれぞ
れ 乗算回路502: 乗算回路503: 乗算回路504: 乗算回路505: となる。さらにLPF506、507、508および509の各出力信
号は、それぞれ、次のようになる。
乗算回路510の出力信号は、 となり、θは0゜、90゜、180゜、および270゜であるか
ら、上述した式は となる。この誤差信号によって、位相差が0゜になるよ
うにVCO513を励振する。
上述のコスタスループタイプの副搬送波再生回路につい
ては、William C.Lindsay著のTelecommunication Syste
ms Engineering:(Prentice−Hall Inc.1973年)に詳細
に説明がなされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述した従来の副搬送波再生回路では、
受信信号それ自体の信号対雑音比(S/N)が悪い場合に
は、忠実に副搬送波信号を再生することができない欠点
があった。
すなわち、FM多重放送のように、両立性を満足させると
いう観点から本来のFM信号レベルに対して多重信号レベ
ルを数%程度しか、多重させることができない場合にお
いては、回線自身の搬送波信号対雑音比(C/N)はある
程度、基準値を確保されたとしても、多重信号のS/Nが
劣化して、副搬送波再生回路が正常に動作しない欠点が
あった。
そこで、本発明の目的は、FM多重放送のステレオ放送時
に、その受信信号のS/Nが悪い場合、あるいはC/Nは或る
程度確保されても、多重信号のS/Nが劣化するような場
合においても、良好に多重信号を再生できる副搬送波再
生方式を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
このような目的を達成するために、上述した悪条件にお
いても、本発明では、FMステレオ放送に用いられるパイ
ロット信号(基準信号)を受信しこれを逓倍して副搬送
波を再生するようにする。
すなわち、本発明は、基準信号からつくり出される副搬
送波を主たる情報とは異なる情報により変調して得られ
た信号を、必要に応じて前記基準信号とともに前記主た
る情報の放送波に多重して伝送された信号を受信し、そ
の受信信号から前記主たる情報とは異なる情報を復調す
るための前記副搬送波を再生する副搬送波再生方式にお
いて、前記副搬送波を前記基準信号から再生する第1手
段と、前記副搬送波を前記主たる情報とは異なる情報に
対応した受信信号から再生する第2手段と、前記基準信
号の有無を判定するしきい値にヒステリシス特性を有す
る基準信号の有無判定手段と、前記有無判定手段の出力
に応じて前記第1手段と第2手段との出力を切換選択す
る切換え選択手段とから成ることを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、ステレオ放送時に放送波に多重されて
いるパイロット信号を用いて副搬送波を再生し、その副
搬送波でFM多重信号を適確に、効率よく検波することが
できる。
〔実施例〕
先づ、実施例の説明に入る前に、第3図には、FM多重放
送で考えうるFMステレオ信号および多重信号の一例の配
置図を示してある。
多重信号の副搬送波は、FMステレオ信号のパイロット信
号19KHzを4倍した76KHzに選定しており、送信側では、
パイロット信号と副搬送波とが、互に一定の位相関係を
保って送出される。
たとえば、図示したように、76KHz±20.8KHz(55.2KHz
〜96.8KHz)の占有帯域幅を使うことができれば、32Kbp
s BPSK、あるいは64Kbps QPSKの信号を、ある程度の信
頼度をもって多重して送ることができる。
信頼度(ビット誤り率)は、受信電界強度、多重信号レ
ベル、受信地点でのマルチパス(多重反射伝播)などに
よる妨害の程度によって変わってくる。
一般には数%の多重信号レベルであっても十分サービス
が可能であると考えられている。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図は、本発明による一実施例の構成を示すブロック
図である。
図において、第4図と同様の箇所には同一の符号を付し
てその説明は省略する。
第1図において、102はパイロット信号再生回路、103は
パイロット再生信号であり、19KHzのパイロット信号が
再生される。
104は逓倍回路、105は76KHzの再生副搬送波であり、受
信した多重信号109を検波するために、π/4移相してあ
る。
106はパイロット信号の有無を示す制御信号、107は切換
えスイッチ(SW)であり、制御信号106で切換が制御さ
れる。
受信信号101は、パイロット信号再生回路102により、受
信信号101がステレオ信号の場合には、19KHzのパイロッ
ト信号が取り出される。また、ステレオ信号で無い場合
には、19KHzのパイロット信号を取り出すことができな
いので、そのパイロット信号の有無を判別する制御信号
106が得られる。
再生パイロット信号103は、逓倍回路104で、4逓倍さ
れ、送信側での副搬送波と同位相の76KHz副搬送波105が
取り出される。多重信号109を検波するために実際はさ
らに45゜移相されている。
19KHzの再生パイロット信号103から逓倍された76KHz副
搬送波信号105は、制御信号106によって切換スイッチ10
7を切換えることで、QPSK多重信号109を検波するための
乗算回路111およびπ/2移相器113を介して乗算回路112
にそれぞれ加えられる。乗算回路111からのI軸検波出
力115および乗算回路112からのQ軸検波出力116はそれ
ぞれI軸検波部、Q軸検波部に導びかれ、多重信号が復
号される。
受信信号がステレオ信号でない場合は、制御信号106に
より切換スイッチ107は副搬送波再生回路110からの再生
副搬送波114に切換えられて、QPSK多重信号109の検波に
使われる。
本実施例では、多重信号の副搬送波周波数が76KHzの場
合について説明したが、副搬送波周波数がパイロット信
号の3倍の57KHz副搬送波を用いる場合とか、さらには
n倍の周波数の副搬送波を用いた場合でも、同様に本発
明が適用できるのは当然である。
また、ここではQPSK多重信号の場合について説明した
が、BPSKなどM相PSKの復調にも適用可能なことも当然
である。
さらに、副搬送波再生回路110がコスタスループタイプ
の副搬送波再生回路でない場合、すなわちただ単なる逓
倍方式の搬送波再生回路、逆変調形搬送波再生回路など
の場合に対しても、本発明が適用可能なことも当然であ
る。
第2図は本発明による他の実施例の構成を示すブロック
図である。本実施例では、多重信号がBPSKの場合におけ
る副搬送波再生回路の構成を示したものである。
図において、第1図と同様の箇所には同一符号を付して
その説明は省略する。第2図において、201は2乗回路
であり、受信多重信号109を2乗する。202は乗算回路、
203は低域通過回路(LPF)、204は電圧制御発振器(VC
O)、205は1/2周波数逓倍回路である。
受信多重信号109は2乗回路210により2乗され、乗算回
路202、、LPF203、VCO204により、搬送波の2倍の周波
数信号を得る。
受信多重信号109の位相は、0゜と180゜の信号成分なの
で、上述の2倍の周波数信号は、0゜位相の信号成分で
あり、これを1/2周波数逓減回路205により、周波数が1/
2に逓減された信号の位相も0゜となる。
パイロット信号がある場合には、パイロット信号再生回
路102および逓倍回路104から再生した再生副搬送波を検
波用搬送波として使用する。
以上の説明は、すべて位相変調の多重信号を復号する副
搬送波の再生について述べたものであるが、SSB(単側
波帯変調波)、など同期副搬送波を必要とする場合にも
本発明が適用できることは当然である。
雑音レベルが大きい場合には、パイロット信号再生回路
102からのパイロット信号の有無を判別する制御信号106
のオン・オフが頻ぱんに発生することがあるが、このよ
うな場合には、オン・オフのしきい値にヒステリシス特
性をもたせ、安定に動作させる手段を設けることは当然
である。
以上はFM多重放送を実施例にして本発明を説明したが、
基本的には、本発明は、次のような場合に適用可能であ
る。
すなわち、大きなレベルで伝送される主幹チャンネルか
ら抽出可能なパイロット信号を整数倍した周波数で一定
位相の関係にある信号を多重チャンネル側の副搬送波と
し、伝送されるべき多重信号をQPSK、BPSK、SSBなどで
変調する。さらに受信側では、副搬送波の再生にあたっ
て、多重信号自身から再生するのではなく、主幹チャン
ネルの基準となるパイロット信号を抽出し、その整数倍
の信号を再生して多重信号を復号するための副搬送波と
する方式に対して本発明が適応可能である。
例えば、現行のテレビジョン方式による音声信号帯域に
ディジタル信号を多重することも考えられる。この場
合、多重信号の副搬送波を、たとえば、6×fh(fh:水
平同期周波数)の周波数に選べば、水平同期信号から多
重信号を復号する副搬送波の再生が容易に可能であり、
多重信号自身から副搬送波を再生するよりも有効であ
る。
〔発明の効果〕
以上から明らかなように、本発明によれば、ステレオ放
送時に常に10%のレベルで多重されている19KHzパイロ
ット信号を使用して副搬送波を再生し、低いC/Nで受信
される場合においても、確実に多重信号を復号すること
ができる。また、パイロット信号のS/Nが悪い場合やモ
ノラル放送のときは、パイロット信号が微弱ないし無い
ので、多重信号の放送波から副搬送波を再生し、それに
より多重信号を復号することができる。
また、本発明によれば、受信地点でのマルチパスなどに
よる妨害の大きい場合でも、受信機で使用する副搬送波
を再生する性能が大幅に向上し、しかも受信機に付加さ
れる回路も極めて簡単な構成により実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一実施例の構成を示すブロック
図、 第2図は本発明による他の実施例の構成を示すブロック
図、 第3図はFMステレオ信号および多重信号の一例の配置
図、 第4図は従来の受信回路例の構成を示すブロック図、 第5図は従来のコスタスループタイプ副搬送波再生回路
例の構成を示すブロック図である。 101……受信信号、 102……パイロット信号再生回路、 103……パイロット再生信号、 104,205……逓倍回路、 105,114,206……再生副搬送波、 106……制御信号、 107……切換スイッチ(SW)、 108……帯域通過回路(BPF)、 109……多重信号、 110……副搬送波再生回路、 111,112,202,207,502,503,504,505,510……乗算回路、 113,517……π/2移相器、 115,116……乗算回路出力、 201……2乗回路、 203,506,507,508,509,511……低域通過回路(LPE)、 204,513……電圧制御発振器(VCO)、 401……クロック再生回路、 402……I軸データ検波部、 403……Q軸データ検波部、 404……クロック信号、 405,406……データ検波出力、 407……結合部、 408……出力データ信号、 512……位相誤差信号、 515,516……45゜移相器、 518……135゜移相器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基準信号からつくり出される副搬送波を主
    たる情報とは異なる情報により変調して得られた信号
    を、必要に応じて前記基準信号とともに前記主たる情報
    の放送波に多重して伝送された信号を受信し、その受信
    信号から前記主たる情報とは異なる情報を復調するため
    の前記副搬送波を再生する副搬送波再生方式において、 前記副搬送波を前記基準信号から再生する第1手段と、 前記副搬送波を前記主たる情報とは異なる情報に対応し
    た受信信号から再生する第2手段と、 前記基準信号の有無を判定するしきい値にヒステリシス
    特性を有する基準信号の有無判定手段と、 前記有無判定手段の出力に応じて前記第1手段と第2手
    段との出力を切換選択する切換え選択手段と から成ることを特徴とする副搬送波再生方式。
JP61255760A 1986-10-29 1986-10-29 副搬送波再生方式 Expired - Lifetime JPH07114390B2 (ja)

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NL7800581A (nl) * 1977-02-25 1978-08-29 Philips Nv Radio-omroepsysteem met kodesignalering.

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