JP2003018228A - シンボル同期回路 - Google Patents
シンボル同期回路Info
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- JP2003018228A JP2003018228A JP2001196261A JP2001196261A JP2003018228A JP 2003018228 A JP2003018228 A JP 2003018228A JP 2001196261 A JP2001196261 A JP 2001196261A JP 2001196261 A JP2001196261 A JP 2001196261A JP 2003018228 A JP2003018228 A JP 2003018228A
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 102100035695 Gamma-aminobutyric acid receptor-associated protein Human genes 0.000 description 1
- 101001001372 Homo sapiens Gamma-aminobutyric acid receptor-associated protein Proteins 0.000 description 1
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- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】デジタル受信機のシンボル同期回路にアナログ
回路が使用されているために、部品点数が多く、設計計
算に時間がかかり、組立て後の調整時間がかかるのを軽
減してコストダウンを図る。 【解決手段】受信信号を直交検波したベースバンドI
相,Q相信号をデジタル変換するA/D変換器1と、メ
モリ2と位相判定器3とD/A変換器4とLPF5とV
CO6と分周器7とからなる同期回路で、位相判定器3
は、シンボルレートの2倍の速度で動作する2つのレジ
スタを含み、ゼロクロス点を保持するとともに位相の符
号と変化量を保持することにより位相の判定値を出力す
るように構成した。
回路が使用されているために、部品点数が多く、設計計
算に時間がかかり、組立て後の調整時間がかかるのを軽
減してコストダウンを図る。 【解決手段】受信信号を直交検波したベースバンドI
相,Q相信号をデジタル変換するA/D変換器1と、メ
モリ2と位相判定器3とD/A変換器4とLPF5とV
CO6と分周器7とからなる同期回路で、位相判定器3
は、シンボルレートの2倍の速度で動作する2つのレジ
スタを含み、ゼロクロス点を保持するとともに位相の符
号と変化量を保持することにより位相の判定値を出力す
るように構成した。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル通信にお
ける受信機の復調回路に用いられるシンボル同期回路に
関するものである。 【0002】 【従来の技術】デジタル受信機においてシンボル同期を
行う場合、従来は、直交検波後のI相,Q相のアナログ
信号を用い、受信信号の極性変化点や振幅のピーク点と
同期再生中のクロックの位相を比較し、その比較結果に
応じてクロックの位相をフィードバックループ構成によ
り補正制御するPLL(Phase Locked Loop :位相同
期)方式のシンボル同期回路が広く用いられている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のシンボル同期回路には、通常、ループフィルタとし
てアナログ回路のLPF(ローパスフィルタ)が使用さ
れており、この回路には、オペアンプ,抵抗,回路調整
用の可変抵抗,コンデンサ等の部品が数多く使用されて
おり、設計時には回路定数の計算に時間がかかり、さら
に、製作時には所望の動作をさせるために組立ての後、
可変抵抗などによる特性調整に時間がかかるという問題
がある。 【0004】本発明の目的は、前記従来のシンボル同期
回路の問題点を解消し、設計工数の削減と調整工数の削
減を図るため、回路の簡素化を図ったシンボル同期回路
を提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明のシンボル同期回
路は、デジタル受信信号を直交検波したベースバンドI
相,Q相信号をそれぞれデジタル変換するA/D変換器
と、該A/D変換器から出力されるデジタルI相,Q相
信号を外部から指定される書込みアドレスに記憶するメ
モリと、該メモリに記憶された信号を読出しその信号か
ら位相変化量を計算して位相判定値を出力する位相判定
器と、該位相判定器から出力される前記位相判定値をア
ナログ変換した信号の高調波成分と雑音成分を除去する
LPFと、該LPFの出力を制御電圧としてそれに応じ
た周波数のクロック信号を出力する電圧制御発振器と、
該電圧制御発振器の出力クロックを分周して前記A/D
変換器のクロックとするともに前記メモリの前記書込み
アドレスとする分周器とが備えられたシンボル同期回路
であって、前記位相判定器は、シンボルレートの2倍の
速度で動作する第1のシフトレジスタと第2のシフトレ
ジスタとを含み、該第1のシフトレジスタはゼロクロス
点を保持し該第2のシフトレジスタは位相の符号及び変
化量を保持し、I相Q相の計算結果を加算しその結果の
位相情報を前記位相判定値として出力するように構成さ
れたことを特徴とするものである。 【0006】 【発明の実施の形態】以下図面により本発明を詳細に説
明する。図1は、本発明によるシンボル同期回路の一構
成例を示すブロック図である。図において、1はA/D
変換器、2はメモリ、3は位相判定器、4はD/A変換
器、5はLPF(ローパスフィルタ)、6はVCO(電
圧制御発振器)、7は分周器である。 【0007】図1において、直交検波された受信信号は
I相,Q相はそれぞれA/D変換器1に入力され、それ
ぞれアナログ信号からデジタル信号に変換される。A/
D変換器1の動作クロックは分周器2から供給されてお
り、シンボルレートの偶数倍例えば2倍に設定されてい
る。A/D変換器1から出力されるI相,Q相のデジタ
ル信号はメモリ2に記憶される。メモリ2には、分周器
7からA/D変換器1の動作スピードと同じタイミング
でアドレスが出力されており、そのアドレスにデータが
書き込まれる。 【0008】位相判定器3は、フレームタイミング毎に
メモリ2からデータを読み出して、後述する位相判定を
行い、D/A変換器4に位相判定値を示す位相情報を出
力する。D/A変換器4は、位相判定器3から出力され
るデジタル位相判定値をアナログ電圧値に変換して出力
する。 【0009】LPF5は、D/A変換器4から出力され
るアナログ電圧から高調波成分を取り除き、VCO6の
制御電圧として出力する。VCO6は、制御電圧によっ
て周波数が変化し、それに応じたクロックを出力すると
ともに分周器7に与える。以上の処理を繰り返すことに
より、シンボル同期をとることができる。 【0010】上記の位相判定器3について以下に説明す
る。位相判定には、多種多様の方法があるが、この場合
はゼロクロスによる判定を用いる。ゼロクロスでの判定
には、シンボルレートの2倍の速度で動作するI相Q相
それぞれ2つのシフトレジスタと、各1つずつの乗算器
と加算器と、I相Q相の加算器が1つあれば構成でき
る。 【0011】図2は本発明の位相判定器3の詳細ブロッ
ク図(A)と動作説明のためのアイパターン(B)であ
る。図2において、31,32及び31’,32’はシ
フトレジスタ(Z-1/2)であり、33,33’は加算
器、34,34’は乗算器、35は加算器である。図2
(A)のシフトレジスタ31,32の入出力点のT0,
T1,T2における振幅を次の数1で計算し、その結果
が正か負かによって位相の“進み”,“遅れ”を検出す
る。 【0012】 【数1】T1×(T0−T2) ………(1) 【0013】(i)計算結果が負の場合、位相が遅れて
いることを示す。 (例1)T0=+1,T2=+1,T1=+△のとき T1・(T0−T2)=+△・(−2)<0(負) (例2)T0=+1,T2=−1,T1=−△のとき T1・(T0−T2)=−△・(+2)<0(負) (ii)計算結果が正の場合、位相が進んでいることを示
す。 (例3)T0=−1,T2=+1,T1=−△のとき T1・(T0−T2)=−△・(−2)>0(正) (例4)T0=+1,T2=−1,T1=+△のとき T1・(T0−T2)=+△・(+2)>0(正) 【0014】図2(A)の回路は、I相,Q相ともそれ
ぞれT1×(T0−T2)を計算し加算器35で加算し
て平均化された位相情報が出力されるように構成されて
おり、入力データの処理はシンボルレートの2倍の速度
でシフト動作が行われ、シンボル速度で加算,乗算処理
が行われる。 【0015】図2(B)のアイパターンは、実際のアイ
パターンでは説明がしにくいので、sin 関数のみで作成
したBPSK(Binary Phase Shift Keying )のアイパ
ターンで説明する。シンボル同期が完全にとれていると
き、図2(A)の回路には、図2(B)のアイパターン
のグリッド点(格子のクロス点)の値のデータが入力さ
れる。例えば、図2(B)の曲線の場合は、T0=
1、T1=0、T2=−1となり、出力結果は0とな
る。同様に曲線の場合は、T0=−1、T1=0、T
2=1となり、出力は0となる。そして、処理を繰り返
すことによって、曲線とのデータが入力される確率
は等しいと考えることができるので、互いに相殺されて
結果は0となる。 【0016】次に、シンボル同期にずれが生じており、
図2(B)に点線で示したT0,T1,T2の点でデー
タが入力されたとする。曲線のデータの場合、それぞ
れおよそT0=0.9、T1=−0.1、T2=−1.
1のデータが入力され、結果は−0.2となり、負であ
ることから位相が遅れており、そのずれ量は0.2とい
うことがわかる。曲線のデータの場合、それぞれおよ
そT0=−0 .9、T1=0.1、T2=1.1のデー
タが入力され、結果は−0.2となり、曲線のデータ
の場合と同じ結果が得られることがわかる。曲線と
のデータの場合は、前述と同様の理由により、処理を繰
り返すことによって、結果は0となる。以上のことか
ら、どのデータのパターンが入力されても、処理を繰り
返すことにより、−0.2との結果が得られることがわ
かる。16QAM以上のディジタル変調方式の場合で
も、ある程度処理を繰り返すことによって、位相検出が
できることがわかる。 【0017】この操作はメモリ2内のすべてのデータに
行ってもよいし、プリアンブル信号のような既知のシン
ボルのみに行ってもよい。メモリ2内のすべてのデータ
に対して行う場合、送信データの“1”と“0”の数は
統計的に見れば等しくなるので、結局、位相のずれ量の
みが残ることとなるので、問題はない。送信側では送信
データが一定とならないように差動符号化が施されてい
ると都合が良い。この処理は、DSP(デジタル信号処
理器)等のソフトウェアで容易に実現できる。 【0018】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ループフィルタ等のアナログ回路が必要なく、シ
ンポル同期を確立することができるので設計工数が削減
され調整工数も軽減される。また、DSP等のソフトウ
ェアで実現することが可能なので、復号などの処理と組
み合わせることにより、より多くの回路規模の縮小がで
きるなどの利点がある。
ける受信機の復調回路に用いられるシンボル同期回路に
関するものである。 【0002】 【従来の技術】デジタル受信機においてシンボル同期を
行う場合、従来は、直交検波後のI相,Q相のアナログ
信号を用い、受信信号の極性変化点や振幅のピーク点と
同期再生中のクロックの位相を比較し、その比較結果に
応じてクロックの位相をフィードバックループ構成によ
り補正制御するPLL(Phase Locked Loop :位相同
期)方式のシンボル同期回路が広く用いられている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のシンボル同期回路には、通常、ループフィルタとし
てアナログ回路のLPF(ローパスフィルタ)が使用さ
れており、この回路には、オペアンプ,抵抗,回路調整
用の可変抵抗,コンデンサ等の部品が数多く使用されて
おり、設計時には回路定数の計算に時間がかかり、さら
に、製作時には所望の動作をさせるために組立ての後、
可変抵抗などによる特性調整に時間がかかるという問題
がある。 【0004】本発明の目的は、前記従来のシンボル同期
回路の問題点を解消し、設計工数の削減と調整工数の削
減を図るため、回路の簡素化を図ったシンボル同期回路
を提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明のシンボル同期回
路は、デジタル受信信号を直交検波したベースバンドI
相,Q相信号をそれぞれデジタル変換するA/D変換器
と、該A/D変換器から出力されるデジタルI相,Q相
信号を外部から指定される書込みアドレスに記憶するメ
モリと、該メモリに記憶された信号を読出しその信号か
ら位相変化量を計算して位相判定値を出力する位相判定
器と、該位相判定器から出力される前記位相判定値をア
ナログ変換した信号の高調波成分と雑音成分を除去する
LPFと、該LPFの出力を制御電圧としてそれに応じ
た周波数のクロック信号を出力する電圧制御発振器と、
該電圧制御発振器の出力クロックを分周して前記A/D
変換器のクロックとするともに前記メモリの前記書込み
アドレスとする分周器とが備えられたシンボル同期回路
であって、前記位相判定器は、シンボルレートの2倍の
速度で動作する第1のシフトレジスタと第2のシフトレ
ジスタとを含み、該第1のシフトレジスタはゼロクロス
点を保持し該第2のシフトレジスタは位相の符号及び変
化量を保持し、I相Q相の計算結果を加算しその結果の
位相情報を前記位相判定値として出力するように構成さ
れたことを特徴とするものである。 【0006】 【発明の実施の形態】以下図面により本発明を詳細に説
明する。図1は、本発明によるシンボル同期回路の一構
成例を示すブロック図である。図において、1はA/D
変換器、2はメモリ、3は位相判定器、4はD/A変換
器、5はLPF(ローパスフィルタ)、6はVCO(電
圧制御発振器)、7は分周器である。 【0007】図1において、直交検波された受信信号は
I相,Q相はそれぞれA/D変換器1に入力され、それ
ぞれアナログ信号からデジタル信号に変換される。A/
D変換器1の動作クロックは分周器2から供給されてお
り、シンボルレートの偶数倍例えば2倍に設定されてい
る。A/D変換器1から出力されるI相,Q相のデジタ
ル信号はメモリ2に記憶される。メモリ2には、分周器
7からA/D変換器1の動作スピードと同じタイミング
でアドレスが出力されており、そのアドレスにデータが
書き込まれる。 【0008】位相判定器3は、フレームタイミング毎に
メモリ2からデータを読み出して、後述する位相判定を
行い、D/A変換器4に位相判定値を示す位相情報を出
力する。D/A変換器4は、位相判定器3から出力され
るデジタル位相判定値をアナログ電圧値に変換して出力
する。 【0009】LPF5は、D/A変換器4から出力され
るアナログ電圧から高調波成分を取り除き、VCO6の
制御電圧として出力する。VCO6は、制御電圧によっ
て周波数が変化し、それに応じたクロックを出力すると
ともに分周器7に与える。以上の処理を繰り返すことに
より、シンボル同期をとることができる。 【0010】上記の位相判定器3について以下に説明す
る。位相判定には、多種多様の方法があるが、この場合
はゼロクロスによる判定を用いる。ゼロクロスでの判定
には、シンボルレートの2倍の速度で動作するI相Q相
それぞれ2つのシフトレジスタと、各1つずつの乗算器
と加算器と、I相Q相の加算器が1つあれば構成でき
る。 【0011】図2は本発明の位相判定器3の詳細ブロッ
ク図(A)と動作説明のためのアイパターン(B)であ
る。図2において、31,32及び31’,32’はシ
フトレジスタ(Z-1/2)であり、33,33’は加算
器、34,34’は乗算器、35は加算器である。図2
(A)のシフトレジスタ31,32の入出力点のT0,
T1,T2における振幅を次の数1で計算し、その結果
が正か負かによって位相の“進み”,“遅れ”を検出す
る。 【0012】 【数1】T1×(T0−T2) ………(1) 【0013】(i)計算結果が負の場合、位相が遅れて
いることを示す。 (例1)T0=+1,T2=+1,T1=+△のとき T1・(T0−T2)=+△・(−2)<0(負) (例2)T0=+1,T2=−1,T1=−△のとき T1・(T0−T2)=−△・(+2)<0(負) (ii)計算結果が正の場合、位相が進んでいることを示
す。 (例3)T0=−1,T2=+1,T1=−△のとき T1・(T0−T2)=−△・(−2)>0(正) (例4)T0=+1,T2=−1,T1=+△のとき T1・(T0−T2)=+△・(+2)>0(正) 【0014】図2(A)の回路は、I相,Q相ともそれ
ぞれT1×(T0−T2)を計算し加算器35で加算し
て平均化された位相情報が出力されるように構成されて
おり、入力データの処理はシンボルレートの2倍の速度
でシフト動作が行われ、シンボル速度で加算,乗算処理
が行われる。 【0015】図2(B)のアイパターンは、実際のアイ
パターンでは説明がしにくいので、sin 関数のみで作成
したBPSK(Binary Phase Shift Keying )のアイパ
ターンで説明する。シンボル同期が完全にとれていると
き、図2(A)の回路には、図2(B)のアイパターン
のグリッド点(格子のクロス点)の値のデータが入力さ
れる。例えば、図2(B)の曲線の場合は、T0=
1、T1=0、T2=−1となり、出力結果は0とな
る。同様に曲線の場合は、T0=−1、T1=0、T
2=1となり、出力は0となる。そして、処理を繰り返
すことによって、曲線とのデータが入力される確率
は等しいと考えることができるので、互いに相殺されて
結果は0となる。 【0016】次に、シンボル同期にずれが生じており、
図2(B)に点線で示したT0,T1,T2の点でデー
タが入力されたとする。曲線のデータの場合、それぞ
れおよそT0=0.9、T1=−0.1、T2=−1.
1のデータが入力され、結果は−0.2となり、負であ
ることから位相が遅れており、そのずれ量は0.2とい
うことがわかる。曲線のデータの場合、それぞれおよ
そT0=−0 .9、T1=0.1、T2=1.1のデー
タが入力され、結果は−0.2となり、曲線のデータ
の場合と同じ結果が得られることがわかる。曲線と
のデータの場合は、前述と同様の理由により、処理を繰
り返すことによって、結果は0となる。以上のことか
ら、どのデータのパターンが入力されても、処理を繰り
返すことにより、−0.2との結果が得られることがわ
かる。16QAM以上のディジタル変調方式の場合で
も、ある程度処理を繰り返すことによって、位相検出が
できることがわかる。 【0017】この操作はメモリ2内のすべてのデータに
行ってもよいし、プリアンブル信号のような既知のシン
ボルのみに行ってもよい。メモリ2内のすべてのデータ
に対して行う場合、送信データの“1”と“0”の数は
統計的に見れば等しくなるので、結局、位相のずれ量の
みが残ることとなるので、問題はない。送信側では送信
データが一定とならないように差動符号化が施されてい
ると都合が良い。この処理は、DSP(デジタル信号処
理器)等のソフトウェアで容易に実現できる。 【0018】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ループフィルタ等のアナログ回路が必要なく、シ
ンポル同期を確立することができるので設計工数が削減
され調整工数も軽減される。また、DSP等のソフトウ
ェアで実現することが可能なので、復号などの処理と組
み合わせることにより、より多くの回路規模の縮小がで
きるなどの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるシンボル同期回路の一構成例図で
ある。 【図2】本発明の要部をなす位相判定器の詳細ブロック
図とアイパターン図である。 【符号の説明】 1 A/D変換器 2 メモリ 3 位相判定器 4 D/A変換器 5 LPF 6 VCO 7 分周器 31,31’,32,32’ シフトレジスタ 33,33’,35 加算器 34,34’ 乗算器
ある。 【図2】本発明の要部をなす位相判定器の詳細ブロック
図とアイパターン図である。 【符号の説明】 1 A/D変換器 2 メモリ 3 位相判定器 4 D/A変換器 5 LPF 6 VCO 7 分周器 31,31’,32,32’ シフトレジスタ 33,33’,35 加算器 34,34’ 乗算器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 5J106 AA04 CC01 CC21 CC38 CC41
CC52 DD33 DD35 DD36 JJ02
KK37 KK39
5K004 AA05 AA08 FG00 FH08 JG00
JH05
5K047 AA15 EE02 EE04 GG11 MM27
MM33 MM45 MM46 MM55 MM63
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 デジタル受信信号を直交検波したベース
バンドI相,Q相信号をそれぞれデジタル変換するA/
D変換器と、 該A/D変換器から出力されるデジタルI相,Q相信号
を外部から指定される書込みアドレスに記憶するメモリ
と、 該メモリに記憶された信号を読出しその信号から位相変
化量を計算して位相判定値を出力する位相判定器と、 該位相判定器から出力される前記位相判定値をアナログ
変換した信号の高調波成分と雑音成分を除去するLPF
と、 該LPFの出力を制御電圧としてそれに応じた周波数の
クロック信号を出力する電圧制御発振器と、 該電圧制御発振器の出力クロックを分周して前記A/D
変換器のクロックとするともに前記メモリの前記書込み
アドレスとする分周器とが備えられたシンボル同期回路
であって、 前記位相判定器は、シンボルレートの2倍の速度で動作
する第1のシフトレジスタと第2のシフトレジスタとを
含み、該第1のシフトレジスタはゼロクロス点を保持し
該第2のシフトレジスタは位相の符号及び変化量を保持
し、I相Q相の計算結果を加算しその結果の位相情報を
前記位相判定値として出力するように構成されたことを
特徴とするシンボル同期回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196261A JP2003018228A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | シンボル同期回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196261A JP2003018228A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | シンボル同期回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003018228A true JP2003018228A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=19034100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001196261A Pending JP2003018228A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | シンボル同期回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003018228A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010166605A (ja) * | 2006-06-29 | 2010-07-29 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 周波数シンセサイザ |
| JP2010230448A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Nec Corp | 航空機位置測定システム、受信局、航空機位置測定方法およびプログラム |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001196261A patent/JP2003018228A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010166605A (ja) * | 2006-06-29 | 2010-07-29 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 周波数シンセサイザ |
| JP2010230448A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Nec Corp | 航空機位置測定システム、受信局、航空機位置測定方法およびプログラム |
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