JP3103604B2 - π/4シフトQPSK変調波信号の遅延検波復調器における周波数制御方法 - Google Patents

π/4シフトQPSK変調波信号の遅延検波復調器における周波数制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタル移動体通信にお
いて効率的な周波数の利用の見地から奨用されるπ/4
シフト4相シフトキーイング(QPSK)方式の遅延検
波復調器における周波数制御に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル移動体通信、特に自動車電話に
おける変調方式としては、周波数の効率的な利用上、こ
こに用いられる変復調器として回路構成が簡単で、搬送
波の有するる位相の遷移軌跡が原点を通過しないため帯
域外の減衰特性も良く、π/4シフトQPSK方式が有
力視されていて、復調器としては、静的伝送時の誤り率
特性が良好であること、レイリーフェーデイング下にお
ける誤り率が劣化しないこと等の条件を満足するものと
して遅延検波方式が有望である。
【0003】しかしその反面、搬送波の周波数偏差によ
る誤り率特性が同期検波方式よりも劣り、この周波数変
化が装置全体の構成、性能にまで及ぶために、受信側の
局発周波系と送信機の送出する搬送波とを一致させる制
御手段つまり周波数調整機能を備えしめることが必要に
なる。
【0004】図3におけるπ/4シフトQPSK遅延検
波方式復調器の周波数補正制御回路では、(1)IF帯
の遅延検波復調器によって最初に復調したベースバンド
伝送信号を、一旦4逓倍して変調分を除去し、その信号
をループフィルタを介して増幅することにより、搬送周
波数オフセットに比例した位相差出力を得て、この制御
電圧によって遅延素子のサンプル・クロックを変え、上
記搬送周波数オフセットに対応した遅延量に基づいて周
波数補正しようとするものである。
【0005】次に図4に示す従来の周波数調整回路にお
いて、(2)I、Q各ベースバンド信号を夫々A/D変
換し、搬送波オフセット検波器を通過後シンボル・クロ
ック信号CL とモード制御器MCとから信号入力される
アップ/ダウン・デジタルカウンタ及びチャンネルゲー
ト信号S1 をもらってする予めプリセット可能なセレク
タSELを経由した後、D/A変換して局発周波数を調
整するVCO(VCXO)の制御信号S2 を得るように
したものが知られている。
【0006】しかしながら、前記(1)の方法による
と、π/4シフトQPSK信号は、崩落線の振幅が一定
でないために周波数の補正が容易でなく、I、Q信号を
一旦4逓倍してから周波数補正用に信号再生する必要が
あり、回路構成が大がかりになることが免れないし、前
記(2)の方法ではI、Q各ベースバンド信号出力を周
波数オフセットを示す量がA/D変換されてから行うデ
ジタル演算の速度を上げるために、デジタル化回路が無
闇に大きくなる。
【0007】従って従来のπ/4シフトQPSK変調波
信号の遅延検波復調器を周波数制御する方法では、図
3、図4に見られるように回路構成が煩雑であり、搬送
波再生回路以降について見ても莫大になるとともに、通
信システムが求めている周波数安定度に対して10pp
mの周波数のずれの補正が難かしく、復調器等の生産能
率からもこれらの難点は未だ解消するに至っていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来の障
害を払拭するとともに、π/4QPSK変調搬送中間周
波数のベースバンド信号を読みとれるようにするまでに
要する回路構成を簡易化し、読取り後の演算に要する処
理量を削減し得る周波数制御方法にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】かくしてπ/4シフトQ
PSK変調中間周波をπ/2移相器によってI、Q各ベ
ースバンド信号に分離してデジタル信号に夫々変換後
に、過去の受信信号をデータとして記憶させて演算処理
と判断機能を備えたプロセッサを介して調整さるべき局
発周波数を直接制御する温度補償された電圧制御発振器
と局発との逓倍作用により、信号の読取り前後2段階に
分けて周波数制御することを特徴とするものである。
【0010】以下図1及び図2により本発明の周波数制
御方法について詳説する。先ず図1は本発明の周波数制
御方法を実施するπ/4シフトQPSK遅延検波復調器
の周波数制御回路で、π/4シフトQPSK中間搬送波
の受信によってミキサM1 及びM2 とπ/2移相器によ
ってI、Q各ベースバンド信号に分離され、ベースバン
ド信号の周波数のみを夫々ループフィルタLPF1 、L
PF2 により取出した後、アナログ/デジタル変換器A
/Dにより夫々デジタル変換したベースバンド信号
D 、QD を得て、受信信号を逐次貯蔵するRAMを備
えたプロセッサPRCSに夫々入力し、その出力をデジ
タル/アナログ信号にD/A変換器を介して変換し、ノ
イズ又はジッタを除去するループフィルタLPF3 を経
て温度補償型TCXOつまりVCO(電圧制御発振器)
に戻す帰還ループが形成されている。
【0011】OSCは前記ミキサの局発周波数をつくる
局部発振器(局発)であり、上記VCOと逓倍機能を奏
せしめて、局発周波数の10ppmを±0に微調するま
で上記VCOが走査する。
【0012】送信側は信号フォーマットとして1バース
ト中にプリアンブル信号とIDコード信号とを制御チャ
ンネルを使って送出し、受信側は制御チャンネル上でデ
ータ信号つまりI,Qベースバンド信号が送信されたプ
リアンブル信号とIDコード信号として読取れるか否か
の可否をプロセッサにより判断させる。ここでプロセッ
サは第1段階の調整としてデータ信号が読取り可能にな
るようVCOを掃引する。データ信号が読取り可能にな
ると送信側へその旨を返信する。次に通信チャンネルに
より音声データに付加された既知の信号によってVCO
出力周波数を第2段階の調整として微調整する。
【0013】図2はベースバンド信号I及びQの各振幅
の空間図であり、π/4QPSKの8値をI、Qの各値
が1、−1、0の何れかを取る状態”1”を一重丸で、
+1/√2又は−1/√2の状態”2”を二重丸で夫々
表わしており伝送される信号は状態”1”と”2”を交
互に繰返すI、Q信号が遷移することを意味している。
【0014】今、状態”1”において周波数が完全に一
致していれば、I又はQの信号が±1であり、他方の信
号が0となるが、現実には周波数に誤差があるので上記
±1の値は小さなものとなり、他方も0とはならずに或
る値を持つ。即ち本来I、Qの値が(I、Q)=(1、
0)であるべき時に、(I、Q)=(0,9,0.4
4)のようになったとすると、Qの値が0でなく0.4
4であるということは、周波数オフセットが存在し、こ
の値が正であることは周波数がプラス方向つまり時計方
向に遷移していることを意味し、或る時刻にI、Q信号
の周波数の状態が”1”のうちの何の値を取るかが判っ
ていれば、I、Q信号の内、本来0となるべき方の、
正、負符号だけで周波数がプラス、マイナス何れの方向
にずれているかが判別される。
【0015】本発明においては、データ伝送時に将来の
I、Q値の予測はしていないが、プリアンブル信号の配
列は決まっているので、プリアンブル送出時に”1”の
状態における本来0であるべき方の正、負符号を判断す
ることができ、これをプロセッサの判断機能に委ねるこ
とができるのである。
【0016】例えばI信号が1→0→1、Q信号が0→
1→1と変化する時、1、Q値の組がI=1、Q=0の
時”1”、I=0、Q=1の組が”2”、I=1、Q=
1の組が”3”という情報の遷移を表わすことから、検
波出力(I、Q)は(1、0)→(−1/√2、−1/
√2)→(0、−1)となって、”3”の状態はI=
1、Q=1の時であってI信号が正であれば周波数をマ
イナス側へ遷移させ、負であればプラス側へ遷移させる
ようにVCOであるTCXOを制御すれば、局発OSC
の周波数が微調されるのである。
【0017】
【発明の効果】本発明は、π/4シフトQPSK変調中
間周波数からベースバンド信号をつくり出した後、回路
構成上、従来必要とされている搬送波再生回路、データ
タイミング再生回路、識別器、直並列変換器といった付
属回路に代替するプロセッサを局発周波数の2段階調整
を司るVCOを含む制御ループ内に取込んで、ベースバ
ンド信号の遷移パターンからI、Q値を予想できるよう
にしたから、遅延検波方式の復調器における局発周波数
のずれに対して敏速に制御ができ、ひいてはこのずれに
基因する信号の誤り率特性の悪化を阻止することができ
る。従ってπ/4シフトQPSK搬送波のオフセットに
対応した遅延量を以て局発周波数が、極めて簡易な構成
による遅延検波復調器を周波数制御帰還ループに組込め
るとともに、生産時に煩わしい調整工数もなく量産性に
優れ、経済的な周波数制御方法を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のπ/4シフトQPSK変調波信号の遅
延検波復調器における周波数制御方法を実施する回路構
成図である。
【図2】ベースバンドI、Q信号の空間図であり、各ル
ープフィルタ通過後、プロセッサへ入力される信号の状
態”1”、”2”を表わす。
【図3】従来の遅延検波方式ダイバーシテイ復調器の回
路構成図である。
【図4】従来の周波数調整回路の構成図である。
【符号の説明】
MIX1 、MIX2 ミキサ A/D アナログ/デジタル変
換器 PRCS プロセッサ D/A デジタル/アナログ変
換器 LPF1 、LPF2 、LPF3 ループフィルタ OSC 局部発振器(局発) TCXO VCO(電圧制御発振
器) π/2PS π/2移相器 I、Q ベースバンド信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38 H04B 7/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】π/4シフトQPSK変調波信号の遅延検
    波復調器を周波数制御する方法において、通信用信号フ
    ォーマットが1バースト中にプリアンブル及びIDコー
    ドをデータとして、制御チャンネルを介して送信される
    変調搬送波の受信時に、上記変調搬送波をI,Q各ベー
    スバンド信号に変換し、上記ベースバンド信号を夫々入
    力されるプロセッサが第1段階の調整として局発周波数
    を制御する電圧制御発振器への指令により周波数掃引し
    つつ該ベースバンド信号を監視し、該ベースバンド信号
    が上記データとして読取り可能になったときその旨を
    信側に返信し、しかる後に通話チャンネルを介して送信
    される信号の内、音声データに付加されたパターンの既
    知な信号により、上記電圧制御発振器の出力周波数を
    2段階の調整として微調整するようにしたことを特徴と
    するπ/4シフトQPSK変調波信号の遅延検波復調器
    における周波数制御方法。
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