JPH04245835A - バースト復調器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バースト復調器、特に
、キャリア再生のためのＣＲ（キャリアリカバリ）ポー
ションとそれに続くビットタイミング再生のためのＢＴ
Ｒ（ビットタイミングリカバリ）ポーションをプリアン
ブルに含むバースト通信信号を受信するためのバースト
復調器に関する。

【０００２】各無線機から電波がバースト的に送出され
るバースト通信は、衛星通信および移動通信のみならず
固定局間の通信においても広く行なわれている。通常、
バースト通信においては、復調器側でキャリアを再生し
、さらにベースバンド信号からデータをサンプリングす
るタイミングを再生するために、バースト通信信号には
、それぞれＣＲポーション及びそれに続くＢＴＲポーシ
ョンをプリアンブルに含んでいる。復調器側では、まず
これらを順次受信している間にキャリア再生およびビッ
トタイミング再生のためのＰＬＬループがそれぞれ引き
込まれ、その後、データの復調が開始される。

【０００３】したがって、バースト復調器には、この限
られた時間内で迅速にＰＬＬループの引込みを完了する
ことができ、かつ、雑音にも強いことが要求される。

【０００４】

【従来の技術】大規模なＴＤＭＡ（時分割多元接続）方
式の衛星通信等においては、基準バーストを送出する基
準局が設けられ、この基準バーストを基準として各タイ
ムスロットが割り当てられているので、各受信局に備え
られたバースト復調器はこの基準バーストに基づいてＣ
ＲポーションおよびＢＴＲポーションが受信される期間
を予め知ることができる。

【０００５】したがってこのようなシステムにおいては
、ＣＲポーションおよびＢＴＲポーションの受信期間中
に受信フィルタの特性、ループフィルタの特性、キャリ
ア再生用ＰＬＬループの処理、等をそれぞれに適合する
ように切り換えることで、実効的なＳ／Ｎ比を改善して
引き込み速度を改善する方法が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より小
規模なるシステムで、このようなシステム全体の基準と
なる信号が他から得られない場合には、上記の改善策が
実施できないという問題があった。また、一般にビット
タイミング再生用ＰＬＬループはその引込みの初期状態
によってはいわゆるハングアップを起こすことがある。 これは、アイパターン上で振幅最大の位置をサンプリン
グすべきところ、振幅最小の位置をサンプリングする状
態が長く続くことをいう。このハングアップ状態から脱
出するための手法として、ハングアップ状態を検出した
らビットタイミングを表わすクロックの位相を　１８０
°ジャンプさせる、いわゆる「キックオフ」という手法
が知られている。これを実現するためには、このハング
アップ状態を検出するための回路を追加する必要がある
。

【０００７】したがって本発明の第１の目的は、ＢＴＲ
ポーションの開始タイミングを他から得られない場合で
あっても、復調器内の処理でこのタイミングを知ること
のできるバースト復調器を提供することにある。また本
発明の第２の目的は、前述のキックオフの処理を有利に
実現することのできるバースト復調器を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
を表わすブロック図であり、図２は本発明のバースト復
調器において受信されるバースト通信信号の形式の代表
的な例を表わす図である。図において本発明のバースト
復調器は、キャリア再生のためのＣＲポーション５０と
、該ＣＲポーション５０に続くビットタイミング再生の
ためのＢＴＲポーション５２とをプリアンブルに含むバ
ースト通信信号を受信し復調するバースト復調器におい
て、該バースト通信信号が入力されるフィルタ手段１０
と、該フィルタ手段１０の出力信号の振幅を算出する振
幅算出手段１２と、該振幅算出手段１２が算出した振幅
値と基準値とを比較する比較手段１４とを具備し、前記
フィルタ手段１０には前記ＣＲポーション５０と前記Ｂ
ＴＲポーション５２とでは異なる通過特性を呈するため
の第１のフィルタ定数２４が設定され、前記比較手段１
４には第１の基準値２０が設定され、該比較手段１４の
比較結果が変化したタイミングをＢＴＲポーションの開
始のタイミングとすることを特徴とするものである。

【０００９】このバースト復調器は、前記第１のフィル
タ定数２４および前記フィルタ手段１０が少なくとも前
記ＢＴＲポーション５２の信号を通過せしめる通過特性
を呈するための第２のフィルタ定数２６のいずれか一方
を選択して該フィルタ手段１０に設定するフィルタ定数
切換手段１８と、前記第１の基準値２０およびハングア
ップ状態検出のための第２の基準値２２のいずれか一方
を選択して前記比較手段１４へ比較のための基準値とし
て供給する基準値切換手段１６とをさらに具備し、前記
ＢＴＲ開始のタイミングが検知された後において、該フ
ィルタ定数切換手段１８および該基準値切換手段１６は
、それぞれ第２のフィルタ定数２６および第２の基準値
２２を選択し、該比較手段１４の比較結果をハングアッ
プ検出信号とすることが好適である。

【００１０】

【作用】図３は本発明のバースト復調器の動作を説明す
るための周波数スペクトルを表わす図である。ベースバ
ンドにおいて、通常、ＣＲポーション５０は１１１　…
のパターンを有し、ＢＴＲポーション５２は１０１０…
のパターンを有するので、周波数スペクトルにおいて、
前者は周波数０、後者はボーレートＢの周波数の１／２
の周波数Ｂ／２に集中している（図３（ａ）欄参照）。

【００１１】したがって、フィルタ手段１０の特性を（
ｂ）欄に示すように設定しておけば、ＣＲポーション５
０において信号は通過するが（（ｃ）欄）、その後のＢ
ＴＲポーション５２において信号が通過しなくなるので
（（ｄ）欄）、フィルタ手段（１０）の出力信号の振幅
はＢＴＲポーション５２の開始タイミングにおいて急激
に低下する。したがってこれを第１の基準値２０と比較
することによってＢＴＲポーション５２の開始タイミン
グを検知することができる。

【００１２】また、ハングアップの検出は信号の振幅が
所定値以下になったことを検出することによって行なわ
れる。したがって前述の構成とすることで、振幅算出手
段１２と比較手段１４をＢＴＲ部開始の検出とハングア
ップの検出とで共用することができ、キックオフの処理
が有利に実現される。

【００１３】

【実施例】図４は本発明の第１の実施例に係るバースト
復調器のブロック図である。図では１例として４相　Ｐ
ＳＫ（ＱＰＳＫ）変調された信号を対象とする復調器が
示されており、直交するＩ相およびＱ相の２つのベース
バンド信号を生成した後の処理を行なう部分が示されて
いる。

【００１４】Ｉ相信号およびＱ相信号はそれぞれＡ／Ｄ
変換器　５００および　５０２でディジタル信号に変換
され、ディジタルトランスバーサルフィルタ　５０４お
よび　５０６を経てキャリア再生部　３００とビットタ
イミング再生部　４００とに供給される。キャリア再生
（ＣＲ）部　３００はベースバンド信号に残存する局発
周波数のずれの成分をキャンセルして信号を位相面上で
静止させる機能を有しており、ビットタイミング再生（
ＢＴＲ）部　４００はベースバンド信号をアイパターン
の振幅最大の位置でサンプリングするためのクロックを
生成する機能を有している。生成されたクロックはＡ／
Ｄ変換器　５００，５０２　のサンプリングクロックと
して供給され、これにより、ビットタイミング再生のた
めのＰＬＬループが形成される。図中、ＢＴＲ部　４０
０で生成されるクロックはＡ／Ｄ変換器　５００，　５
０２　のサンプリングブロックとしてのみ供給されてい
るが、実際は、同期処理のための基本クロックとして各
ブロックにも供給されている。また、図ではＢＴＲ部　
４００の入力はＣＲ部　３００の入力側からとられてい
るが、ＣＲ部　３００の出力側からとる構成でも良い。 キャリア再生のためのＰＬＬループはＣＲ部　３００内
で構成されているが、局部発信信号の周波数を可変とす
る構成とすることもできる。

【００１５】ＢＴＲ開始検出部　１００はディジタルト
ランスバーサルフィルタ　５０４，　５０６　を通過す
る信号の振幅の変化にもとづいてＢＴＲポーションの開
始位置を検出してＢＴＲ開始検出信号を出力する。ハン
グアップ検出部　２００はＢＴＲ部　４００によるルー
プのハングアップ、すなわち、アイパターンの振幅最小
の位置をサンプリングする状態が一定期間以上続いたこ
とを検知し、ハングアップ検出信号を出力することによ
って、ＢＴＲ部４００が出力クロックの位相を　１８０
°シフトさせるいわゆる「キックオフ」の処理を行なう
。ハングアップの検出はＢＴＲ開始検出信号に基づきＢ
ＴＲポーション開始後一定期間の入力を対象として行な
われる。ＢＴＲ開始検出部　１００およびハングアップ
検出部の入力はＣＲ部　３００の出力側からとられてい
るが、ＣＲ部　３００の入力側からとる構成でも良い。

【００１６】ＤＴＦ制御部　５０８はディジタルトラン
スバーサルフィルタ　５０４，　５０６　の定数を設定
して所望の特性を与える。ＤＴＦ制御部　５０８によっ
てディジタルトランスバーサルフィルタ　５０４，　５
０６　は、最初に周波数０付近のみを通過させる特性を
持ち、ＢＴＲ開始検出とともにビットレートＢの半分の
周波数Ｂ／２付近のみを通過させる特性となり、ＢＴＲ
開始検出から所定クロック数の経過後、ユニークワード
　５４　（図２）の開始直前に通常の受信フィルタの特
性に切り換えられる。これによって、ＢＴＲ開始検出を
可能にするとともに、ＣＲポーションおよびＢＴＲポー
ションの受信期間中のＳ／Ｎ比が改善されて、引込み速
度が改善される。

【００１７】図５はＣＲ部　３００の詳細な構成を表わ
すブロック図である。位相回転器　３１６はディジタル
ＶＣＯ（電圧制御発振器）３０４の出力とそれを移相器
　３０２で９０°移相した信号とを乗算することによっ
て信号の位相を位相面上で回転させるものである。ＱＰ
ＳＫ用位相比較器　３１０は、入力信号を４乗したもの
を基準位相と比較してその結果を出力するものである。 ＢＰＳＫ用位相比較器　３１２は入力信号を２乗して位
相比較を行なう。ＢＰＳＫ用位相比較器　３１２はＣＲ
ポーションおよびＢＴＲポーションの受信期間における
Ｓ／Ｎを改善してＣＲ部　３００の引き込みを改善する
ために設けられる。つまり、ＣＲポーションおよびＢＴ
Ｒポーションはベースバンドにおいてそれぞれ１１１　
…および１０１０１　…のパターンを有しているのでＢ
ＰＳＫ変調信号とみなすことができ、ＢＰＳＫとして位
相比較を行なえばＳ／Ｎが改善される。セレクタ３０８
はＣＲポーションおよびＢＴＲポーションの受信期間に
おいてＢＰＳＫ用位相比較器　３１２の出力を選択して
ループフィルタ　３０６に供給する。セレクタ　３０８
はＢＴＲ開始検出信号をＢＴＲポーションの長さに相当
するクロック数だけ遅延器　３１４によって遅延させた
信号により制御される。ループフィルタ　３０６の出力
はＤＶＣＯ　３０４に制御信号として供給される。なお
、前述したようにループフィルタ　３０６の出力で直接
局部発振器を制御する構成とすることもできる。

【００１８】図６はＢＴＲ部　４００の詳細な構成を表
わすブロック図である。位相比較器　４１２は例えばＢ
ＴＲ部　４００の出力するクロックでサンプリングされ
た入力信号の振幅を算出して出力するものである。その
出力はループフィルタ　４０２を介してＤＶＣＯ　４０
４へ供給され、ＤＶＣＯ　４０４の出力とそれを反転器
　４０６で反転したものとがセレクタ４０８へ供給され
る。セレクタ　４０８はハングアップ検出信号によりそ
の選択を切り換えることによりクロックの位相を　１８
０°シフトさせる。帯域制御部　４１０はループフィル
タ　４０２のカットオフ周波数を制御してＢＴＲポーシ
ョン受信時にループフィルタ　４０２のカットオフ周波
数を大きくして引き込みを促進するためのものである。 帯域制御部　４１０はＢＴＲ開始検出信号に応じて、Ｂ
ＴＲ開始後一定期間経過したらカットオフ周波数を除々
に小さくしていき、ＵＷ５４（図２）の直前で通常のカ
ットオフ周波数になるような制御を行なう。

【００１９】図７はＢＴＲ開始検出部　１００の詳細な
構成を表わすブロック図である。振幅算出部　１０２は
入力信号の振幅を算出して移動平均部１０４へ出力する
。振幅の算出のための式は√（Ｉ２　＋Ｑ２　），｜Ｉ
｜＋｜Ｑ｜，　｜Ｉ｜または｜Ｑ｜のいずれでも良い。 移動平均部　１０４は入力信号に対して所定個数の移動
平均をとって比較器１０６の片側の入力へ供給する。比
較器　１０６の他方の入力へはＢＴＲ開始検出用基準値
が供給される。このＢＴＲ開始検出用基準値はＣＲポー
ション受信時に設定される特性のディジタルトランスバ
ーサルフィルタ　５０４，５０６　へＣＲポーションが
入力されたときの出力の振幅値とＢＴＲポーションが入
力されたときの出力の振幅値との中間の値に設定される
。したがって、比較器　１０６の出力はＣＲポーション
からＢＴＲポーションへの切り換わりとともにＬレベル
からＨレベルへと変化し、その立ち上がりのタイミング
がＢＴＲポーションの開始タイミングを与える。

【００２０】図８はハングアップ検出部　２００の詳細
な構成を表わす図である。振幅算出部　２０２は振幅算
出部　１０２（図７）と同等であり、その出力を平均値
算出部　２０４へ供給する。平均値算出部　２０４はＢ
ＴＲ開始の検出から所定個数のサンプルの平均値を算出
し、比較器　２０６の片側の入力へ供給する。比較器　
２０６の他方の入力へはハングアップ検出用基準値が供
給される。したがって比較器の出力は平均値算出部　２
０４が算出する平均値がハングアップ検出用基準値以下
であればＨレベルとなり、ハングアップの検出を示す。

【００２１】図９は本発明の第２の実施例に係るバース
ト復調器のブロック図である。ＢＴＲ開始・ハングアッ
プ検出部　１５０は図４のＢＴＲ検出部　１００とハン
グアップ検出部　２００の回路の一部を互いに共有する
形で構成されている。他の構成要素については図４と同
等である。図１０はこのＢＴＲ開始・ハングアップ検出
部　１５０の詳細な構成を表わすブロック図である。振
幅算出部　１５２は図７の振幅算出部　１０２および図
８の振幅算出部　２０２と同等である。移動平均部　１
５４は図７の移動平均部　１０４と同様であるが移動平
均の個数をセレクタ　１６２から与えることができる。 比較器　１５６は移動平均部　１５４の出力とセレクタ
　１６４から与えられる基準値とを比較してその結果を
出力する。Ｄフリップフロップ　１５８は比較器　１５
６の出力をハングアップ検出信号としてラッチするため
のものであり、ＪＫフリップフロップ　１６０は比較器
　１５６の出力をＢＴＲ開始検出信号としてラッチする
ためのものである。 ＪＫフリップフロップでラッチされた開始検出信号はセ
レクタ１６２，１６４の切換えのために供給されるとと
もに、ｍビット遅延器１６６　を経てＤフリップフロッ
プ　１５８のイネーブル入力へ供給される。

【００２２】最初にセレクタ１６２　は入力としてのｍ
′を選択して移動平均部　１５４へ設定し、セレクタ１
６４　はＢＴＲ開始検出用基準値を選択して比較器　１
５６へ供給する、ここでｍ′は図７の移動平均部　１０
４における移動平均の個数に相当する。したがって、こ
の状態で図１０の回路はＢＴＲ開始検出部　１００とし
ての動作を行ない、ＢＴＲポーション開始とともにＢＴ
Ｒ開始検出信号が出力される。

【００２３】これにより、セレクタ１６２　はｍをセレ
クタ１６４　はハングアップ検出用基準値を選択するよ
うになる。ｍクロック経過後、Ｄフリップフロップ　１
５８のイネーブル入力がアクティブとなり、比較器　１
５６の出力がラッチされる。ここでｍは図８の平均値算
出部　２０４における平均の個数に相当する。したがっ
て図１０の回路の動作はハングアップ検出部　２００と
しての動作と同等になり、Ｄフリップフロップ１５８　
の出力はハングアップ検出信号となる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
ＢＴＲポーション開始のタイミングを外部からの情報で
知ることができない場合であっても自からそのタイミン
グを見い出して各種の引き込み速度改善のための処理を
実行することができ、キックオフ処理を有利に実施する
ことのできるバースト復調器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成を表わすブロック図である。

【図２】代表的なバースト通信信号の形式を表わす図で
ある。

【図３】本発明のバースト復調器の動作を証明するため
の周波数スペクトル図である。

【図４】本発明の第１の実施例を表わすブロック図であ
る。

【図５】図４のＣＲ部　３００の詳細な構成を表わすブ
ロック図である。

【図６】図４のＢＴＲ部　４００の詳細な構成を表わす
ブロック図である。

【図７】図４のＢＴＲ開始検出部　１００の詳細な構成
を表わすブロック図である。

【図８】図４のハングアップ検出部　２００の詳細な構
成を表わすブロック図である。

【図９】本発明の第２の実施例を表わすブロック図であ
る。

【図１０】図９のＢＴＲ開始・ハングアップ検出部　１
５０の詳細な構成を表わすブロック図である。

【符号の説明】

１４…比較手段 １６…基準値切換手段 １８…フィルタ定数切換手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　キャリア再生のためのＣＲポーション
   （５０）と、該ＣＲポーション（５０）に続くビットタ
   イミング再生のためのＢＴＲポーション（５２）とをプ
   リアンブルに含むバースト通信信号を受信し復調するバ
   ースト復調器において、該バースト通信信号が入力され
   るフィルタ手段（１０）と、該フィルタ手段（１０）の
   出力信号の振幅を算出する振幅算出手段（１２）と、該
   振幅算出手段（１２）が算出した振幅値と基準値とを比
   較する比較手段（１４）とを具備し、前記フィルタ手段
   （１０）には前記ＣＲポーション（５０）と前記ＢＴＲ
   ポーション（５２）とでは異なる通過特性を呈するため
   の第１のフィルタ定数（２４）が設定され、前記比較手
   段（１４）には第１の基準値（２０）が設定され、該比
   較手段（１４）の比較結果が変化したタイミングをＢＴ
   Ｒポーションの開始のタイミングとすることを特徴とす
   るバースト復調器。
2. 【請求項２】　　前記第１のフィルタ定数（２４）およ
   び前記フィルタ手段（１０）が少なくとも前記ＢＴＲポ
   ーション（５２）の信号を通過せしめる通過特性を呈す
   るための第２のフィルタ定数（２６）のいずれか一方を
   選択して該フィルタ手段（１０）に設定するフィルタ定
   数切換手段（１８）と、前記第１の基準値（２０）およ
   びハングアップ状態検出のための第２の基準値（２２）
   のいずれか一方を選択して前記比較手段（１４）へ比較
   のための基準値として供給する基準値切換手段（１６）
   をさらに具備し、前記ＢＴＲ開始のタイミングが検知さ
   れた後において、該フィルタ定数切換手段（１８）およ
   び該基準値切換手段（１６）は、それぞれ第２のフィル
   タ定数（２６）および第２の基準値（２２）を選択し、
   該比較手段（１４）の比較結果をハングアップ検出信号
   とする請求項１記載のバースト復調器。