JPH02230845A - Psk信号復調方法 - Google Patents
Psk信号復調方法Info
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- JPH02230845A JPH02230845A JP4994589A JP4994589A JPH02230845A JP H02230845 A JPH02230845 A JP H02230845A JP 4994589 A JP4994589 A JP 4994589A JP 4994589 A JP4994589 A JP 4994589A JP H02230845 A JPH02230845 A JP H02230845A
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- Japan
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- signal
- frequency
- psk
- phase
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、PSK変調信号の同期検波復調方式に関する
。
。
(従来の技術)
PSK変調信号の復調方式としては、同期検波方式と遅
延検波方式とに大別される.このうち、同期検波方式は
遅延検波方式に比べ、多少復調器の構成が複雑になるが
、優れた復調ビット誤り率特性を持つ。従って、PSK
変調信号の復調方式としては同期検波方式が近年、広く
用いられている。
延検波方式とに大別される.このうち、同期検波方式は
遅延検波方式に比べ、多少復調器の構成が複雑になるが
、優れた復調ビット誤り率特性を持つ。従って、PSK
変調信号の復調方式としては同期検波方式が近年、広く
用いられている。
同期検波方式は、受信側において受信信号搬送波に位相
同期した参照搬送波を再生する必要かあ、るが、搬送波
再生の方式としてはこれまでに逓倍・分周方式、P L
L (Phase Locked Loop)方式な
どが提案されている。
同期した参照搬送波を再生する必要かあ、るが、搬送波
再生の方式としてはこれまでに逓倍・分周方式、P L
L (Phase Locked Loop)方式な
どが提案されている。
(発明が解決しようとする課題)
従来のこれら方式では、回線の状態が悪い場合、例えば
受信信号が弱い場合、すなわち受信信号の搬送波電力対
雑音電力比(C/N)が低い場合は受信信号の搬送波と
再生搬送波との位相同期確立までに長い時間がかかり、
また、受信周波数やC/Nの変動などによって同期が外
れ易く、一度同期が外れた場合、再び同期を確立するま
でに長い時間を要するという問題があった。
受信信号が弱い場合、すなわち受信信号の搬送波電力対
雑音電力比(C/N)が低い場合は受信信号の搬送波と
再生搬送波との位相同期確立までに長い時間がかかり、
また、受信周波数やC/Nの変動などによって同期が外
れ易く、一度同期が外れた場合、再び同期を確立するま
でに長い時間を要するという問題があった。
以上述べたように、これまでのPSK信号の同期検波方
式では搬送波再生が可能である受信信号のC/Nや、定
常的な受信信号の周波数偏差の大きさ、あるいは周波数
変動の大きさに限界があり、回線状態の悪い場合には搬
送波再生を精度よく行うことができず、PSK信号を用
いた通信方式の適用も限られるという問題があった。
式では搬送波再生が可能である受信信号のC/Nや、定
常的な受信信号の周波数偏差の大きさ、あるいは周波数
変動の大きさに限界があり、回線状態の悪い場合には搬
送波再生を精度よく行うことができず、PSK信号を用
いた通信方式の適用も限られるという問題があった。
本発明は、上述した従来技術の欠点を解決するためにな
されたもので、受信信号のC/Nが非常に低く、受信信
号に大きな周波数偏差が存在する場合にも精度よく復調
することが出来るPSK信号復調方式を提供することを
目的とする。
されたもので、受信信号のC/Nが非常に低く、受信信
号に大きな周波数偏差が存在する場合にも精度よく復調
することが出来るPSK信号復調方式を提供することを
目的とする。
(課題を解決するための手段)
本発明の特徴は、位相変調されているPSK受信信号を
準同期検波した後、所定の周期でサンプリングしてディ
ジタル値に変換されたPSK信号をディジタル信号処理
により復調するPSK信号復調方式において、前記ディ
ジタル化されているPSK信号を分岐して分岐されたP
SK信号の一方をFFTにより時間領域の受信信号から
周波数領域の信号に変換してその電力スペクトルを求め
、該得られた電カスベクトルより受信信号の搬送波周波
数を推定し、該推定された搬送波周波数を用いて前記分
岐された他方の時間領域のPSK信号の周波数を補正し
た後、前記推定された搬送波周波数を中心に持つ帯域通
過フィルタにより伝送路上で相加された雑音成分を軽減
した後分岐した一方をクロック再生を行うと共に、該分
岐された他方の信号変調成分を除去して無変調信号とし
た後、入力信号の周波数変動に対してアダプティブな処
理を行うスライディングDFT手法により周波数領域に
変換し、該周波数領域に変換された無変調信号を用いて
前記雑音成分を軽減されてクロック再生された受信信号
の周波数偏差偏差及び位相を補正した後、PSK信号の
復調を行うことにある. (発明の原理) 本発明は、PSK信号を受信側で一度、受信信号の持つ
搬送波周波数に近い周波数を持つ参照搬送波で準同期検
波を行い、準同期検波によって得られた、受信信号と参
照信号の搬送波周波数の差を持ったPSK変調信号を、
A/D変換によってディジタルデータとする。ディジタ
ル値とされた時間領域の受信信号は、FFT手法により
その電力スベクトルが求められ、受信PSK信号の搬送
波周波数が周波数領域で推定される。時間領域の受信信
号は、推定された周波数を中心周波数に持つ帯域通過フ
ィルタによって、あるいは推定した周波数にて補正し、
低域通過フィルタによって雑音を低減される.雑音を低
減された時間領域の受信信号は変調成分を除去するため
に、例えばM逓倍されて無変調信号にされる。ここで、
MとはPSK信号の相数を表し、例えば、2相PSK(
BPSK)信号の場合はM=2となる。時間領域の無変
調信号は次にスライディングDFT手法(以下、rS−
DFTJと称す)によって電力スペクトルが求められ、
搬送波周波数及び位相が推定される。そして、これら推
定された周波数と位相値を用いて、時間領域の準同期検
波信号を補正すればPSK信号の同期検波がされたこと
になる。
準同期検波した後、所定の周期でサンプリングしてディ
ジタル値に変換されたPSK信号をディジタル信号処理
により復調するPSK信号復調方式において、前記ディ
ジタル化されているPSK信号を分岐して分岐されたP
SK信号の一方をFFTにより時間領域の受信信号から
周波数領域の信号に変換してその電力スペクトルを求め
、該得られた電カスベクトルより受信信号の搬送波周波
数を推定し、該推定された搬送波周波数を用いて前記分
岐された他方の時間領域のPSK信号の周波数を補正し
た後、前記推定された搬送波周波数を中心に持つ帯域通
過フィルタにより伝送路上で相加された雑音成分を軽減
した後分岐した一方をクロック再生を行うと共に、該分
岐された他方の信号変調成分を除去して無変調信号とし
た後、入力信号の周波数変動に対してアダプティブな処
理を行うスライディングDFT手法により周波数領域に
変換し、該周波数領域に変換された無変調信号を用いて
前記雑音成分を軽減されてクロック再生された受信信号
の周波数偏差偏差及び位相を補正した後、PSK信号の
復調を行うことにある. (発明の原理) 本発明は、PSK信号を受信側で一度、受信信号の持つ
搬送波周波数に近い周波数を持つ参照搬送波で準同期検
波を行い、準同期検波によって得られた、受信信号と参
照信号の搬送波周波数の差を持ったPSK変調信号を、
A/D変換によってディジタルデータとする。ディジタ
ル値とされた時間領域の受信信号は、FFT手法により
その電力スベクトルが求められ、受信PSK信号の搬送
波周波数が周波数領域で推定される。時間領域の受信信
号は、推定された周波数を中心周波数に持つ帯域通過フ
ィルタによって、あるいは推定した周波数にて補正し、
低域通過フィルタによって雑音を低減される.雑音を低
減された時間領域の受信信号は変調成分を除去するため
に、例えばM逓倍されて無変調信号にされる。ここで、
MとはPSK信号の相数を表し、例えば、2相PSK(
BPSK)信号の場合はM=2となる。時間領域の無変
調信号は次にスライディングDFT手法(以下、rS−
DFTJと称す)によって電力スペクトルが求められ、
搬送波周波数及び位相が推定される。そして、これら推
定された周波数と位相値を用いて、時間領域の準同期検
波信号を補正すればPSK信号の同期検波がされたこと
になる。
ここで、S−DFT手法とは、通常のDFT、あるいは
FFT手法のようにあるNポイントからなる入力からブ
ロック毎に一括して周波数領域の信号に変換するもので
はな《、例えば文献(L.R.Rabiner他”Th
eory and Application of D
igitalSignal Processing ,
Prentice−Hall 1975)に記載され
ているように、入力の各時間領域のサンプル値に対して
DFT操作を逐次行うものである。
FFT手法のようにあるNポイントからなる入力からブ
ロック毎に一括して周波数領域の信号に変換するもので
はな《、例えば文献(L.R.Rabiner他”Th
eory and Application of D
igitalSignal Processing ,
Prentice−Hall 1975)に記載され
ているように、入力の各時間領域のサンプル値に対して
DFT操作を逐次行うものである。
一般に、DFTあるいはFFT手法においては、入力の
観測時間を長《とればとるほど、精度の高い周波数スペ
クトルが得られるが、ポイント数が増えるので演算時間
も長《なってしまう。
観測時間を長《とればとるほど、精度の高い周波数スペ
クトルが得られるが、ポイント数が増えるので演算時間
も長《なってしまう。
それに対し、S−DFT手法を用いれば、遅延無しに周
波数領域への変換が高精度で可能である。
波数領域への変換が高精度で可能である。
従って、本発明では、時間領域の無変調信号を用いてS
−DFT手法により周波数領域で搬送波再生を行うこと
によって、低い受信C/Nでしかも、周波数偏差の大き
い場合でも精度のよいPSK信号の復調を可能としたも
のである。
−DFT手法により周波数領域で搬送波再生を行うこと
によって、低い受信C/Nでしかも、周波数偏差の大き
い場合でも精度のよいPSK信号の復調を可能としたも
のである。
(実施例)
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第1図は、本発明によるPSK信号復調方式のブロック
図である。なお、以下では、入力PSK変調信号として
はM相PSK信号とする。
図である。なお、以下では、入力PSK変調信号として
はM相PSK信号とする。
図において、100は受信PSK信号の人力端子、1は
帯域通過フィルタ(以下、rBPFJと称す)、2.2
’は乗算器、3はπ/2移相器、4は固定周波数発振器
、5.5′は低域通過フィルタ(以下、rLPFJと称
す)、6はA/D(アナログ/ディジタル)変換器、7
は本発明の特徴であるディジタル信号処理型復調器、1
11は復調データ出力端子、101〜110はそれぞれ
の信号を示す。
帯域通過フィルタ(以下、rBPFJと称す)、2.2
’は乗算器、3はπ/2移相器、4は固定周波数発振器
、5.5′は低域通過フィルタ(以下、rLPFJと称
す)、6はA/D(アナログ/ディジタル)変換器、7
は本発明の特徴であるディジタル信号処理型復調器、1
11は復調データ出力端子、101〜110はそれぞれ
の信号を示す。
ここで、入力端子100には次式で表されるM相PSK
信号が入力される。
信号が入力される。
Sk(t) =JAcos ((IJ c’t+θエ+
θo)−−(t)式(1)は、伝送路上で相加されてい
る雑音は考慮されていない。Aは振幅レベルを示し、ω
。゛は搬送波角周波数、θ。は初期位相を示し、θうは
k番目の情報ビットに応じた情報位相であり、例えば、
2相PSK (M=2)ではOまたはπ、4相PSK
(M=4)ではO,π/2,π,3π/2をとる。ここ
で式(1)で表される受信信号の搬送波の角周波数ω。
θo)−−(t)式(1)は、伝送路上で相加されてい
る雑音は考慮されていない。Aは振幅レベルを示し、ω
。゛は搬送波角周波数、θ。は初期位相を示し、θうは
k番目の情報ビットに応じた情報位相であり、例えば、
2相PSK (M=2)ではOまたはπ、4相PSK
(M=4)ではO,π/2,π,3π/2をとる。ここ
で式(1)で表される受信信号の搬送波の角周波数ω。
゛は,送信搬送波の安定度、及び回線中で使用される周
波数変換器、固定発振器などの安定度により送信側にお
ける搬送波周波数ω。とは異なった値を持つ。すなわち
、受信側では(ω。′一ωC)の周波数偏差を持つこと
になる。従って、帯域通過フィルタ1は、伝送路で発生
しつる周波数偏差の最大値を考慮してその帯域幅を決定
されなければならない。帯域通過フィルタ1で帯域外の
信号と雑音が除去された信号は、固定発振器4から得ら
れる参照搬送波により準同期検波される。固定発振器4
で発生される参照搬送波104(R.) 、及びπ/2
移相器3から出力される参照搬送波103(R.)は次
のように表される。
波数変換器、固定発振器などの安定度により送信側にお
ける搬送波周波数ω。とは異なった値を持つ。すなわち
、受信側では(ω。′一ωC)の周波数偏差を持つこと
になる。従って、帯域通過フィルタ1は、伝送路で発生
しつる周波数偏差の最大値を考慮してその帯域幅を決定
されなければならない。帯域通過フィルタ1で帯域外の
信号と雑音が除去された信号は、固定発振器4から得ら
れる参照搬送波により準同期検波される。固定発振器4
で発生される参照搬送波104(R.) 、及びπ/2
移相器3から出力される参照搬送波103(R.)は次
のように表される。
Re(t) :17TcOs ( (xJ c ” t
十〇I)−−−(2)R*(t) =Jsin( ωe
”t+θ,)・ ・・(3)式(2), (3)でω。
十〇I)−−−(2)R*(t) =Jsin( ωe
”t+θ,)・ ・・(3)式(2), (3)でω。
′゛,θ1は固定発振器の持つ角周波数及び初期位相値
を示す。ここで、ω。゛′は送信された角周波数ω。に
近い値を持ち、以下の説明ではω。=ω。″と仮定する
。
を示す。ここで、ω。゛′は送信された角周波数ω。に
近い値を持ち、以下の説明ではω。=ω。″と仮定する
。
式(1)の受信信号101は、式(2). (3)で示
される参照搬送波103, 104で乗積されて、次式
のよう゜な信号105, 106を得る。
される参照搬送波103, 104で乗積されて、次式
のよう゜な信号105, 106を得る。
el(t)一=S,l(t)・Rc(t)= Acos
{(ωc’− ωe)t+θ5+(θ。−θ1)}+
Acos{(ω。′+ω。)t÷θ5+θ。+θ1}θ
5+θ。+θ1}・・(4) ex(t) =Sv(t’) ・R−(t):−As
tn{( (aJc’− Cdc)j十〇よ+(θ。一
〇+)) + Asin{(ωe” ωc)t+θ5+
θ。+01}・・・(5) 式(4), (5)で示される信号は低域フィルタ(
LPF)5.5’によって高調波成分が除去されて、次
式のような信号107, 108を得る。
{(ωc’− ωe)t+θ5+(θ。−θ1)}+
Acos{(ω。′+ω。)t÷θ5+θ。+θ1}θ
5+θ。+θ1}・・(4) ex(t) =Sv(t’) ・R−(t):−As
tn{( (aJc’− Cdc)j十〇よ+(θ。一
〇+)) + Asin{(ωe” ωc)t+θ5+
θ。+01}・・・(5) 式(4), (5)で示される信号は低域フィルタ(
LPF)5.5’によって高調波成分が除去されて、次
式のような信号107, 108を得る。
e+’(t) = Acos(Δωt十05÷Δθ)
−−−(6)ex’(t) =−Asin(Δωt+
θ8÷Δθ) − − (7)ここで、Δω、Δθ
はそれぞれ、受信信号と参照搬送波の周波数偏差量、位
相差の(ω。゛−ω。),(θ。一01)を示す。
−−−(6)ex’(t) =−Asin(Δωt+
θ8÷Δθ) − − (7)ここで、Δω、Δθ
はそれぞれ、受信信号と参照搬送波の周波数偏差量、位
相差の(ω。゛−ω。),(θ。一01)を示す。
式(6), (7)で示される信号はA/D変換器6に
より次式のようなディジタル信号109. 110とな
る。
より次式のようなディジタル信号109. 110とな
る。
X1 ” e+’(t.)
= Acos(ΔωtI+θエ÷Δθ)−−−(8)y
I= e2’(tt) =−Asin(Δωtl÷θk÷Δθ) − − (
9)但し、1+はi番目のサンプル時刻を表す。
I= e2’(tt) =−Asin(Δωtl÷θk÷Δθ) − − (
9)但し、1+はi番目のサンプル時刻を表す。
これらディジタルデータとされた信号は逐次、本発明の
特徴であるディジタル信号処理型復調回路7に入力され
る。
特徴であるディジタル信号処理型復調回路7に入力され
る。
ここで、これら信号は帯域通過フィルタ(BPF)lを
通過した信号で、受信信号の周波数偏差が大きいことを
想定した場合には、・上記のようにBPFIの帯域幅を
広く取らねばならない。この場合、これら信号x.,y
.にはBPFIの帯域幅に相当する雑音を含むことにな
り、受信周波数偏差が大きければ大きいほどBPFI出
力信号のC/Nは悪くなってしまい搬送波再生が困難に
なってしまう。従って、本発明ではこのような回線状態
の悪い場合の受信信号を復調するため、ディジタル信号
処理を用いて周波数領域に変換された信号についての処
理を行い、雑音レベルの軽減を図る手法を用いている。
通過した信号で、受信信号の周波数偏差が大きいことを
想定した場合には、・上記のようにBPFIの帯域幅を
広く取らねばならない。この場合、これら信号x.,y
.にはBPFIの帯域幅に相当する雑音を含むことにな
り、受信周波数偏差が大きければ大きいほどBPFI出
力信号のC/Nは悪くなってしまい搬送波再生が困難に
なってしまう。従って、本発明ではこのような回線状態
の悪い場合の受信信号を復調するため、ディジタル信号
処理を用いて周波数領域に変換された信号についての処
理を行い、雑音レベルの軽減を図る手法を用いている。
第2図は、本発明によるディジタル信号処理型復調回路
7の具体的なブロック2図である。第2図の入力端子1
09, 110には式(8). (9)で表される信号
X * * V tが入力される。これらの信号はFF
T回路、8によって周波数領域の信号に変換される。F
FT回路8の出力としては、周波数領域の実数値、虚数
値振幅スペクトルが得られる。周波数推定器9では、こ
れら振幅スペクトルより入力信号の電力スペクトルを求
める。周波数領域では、白色雑音成分は一定の電力レベ
ルを持つのに対し、変調信号成分はその信号が存在する
帯域内においてのみ大きな電力レベルを持つ。従って、
周波数に相関を持つ変調信号と無相関な雑音成分とは、
周波数領域では低い受信C/Nにも関わらず容易に識別
することができる。このようにして、FFT手法を用い
て回線状態の悪い場合でも受信信号の中心周波数を比較
的正確に推定することができる。周波数推定器9で推定
された周波数によって、信号Xi ,y.は時間領域で
10. 10’において周波数補正されて中心周波数が
Oの信号とされる。このようにほぼベースバンドとされ
た信号は、変調帯域幅と同程度の通過帯域幅を持ったL
PFIIによって雑音成分を除去される。以上の操作に
よって受信信号のC/Nは(LPFIIの帯域幅/BP
FIの帯域幅)だけ改善され、後述の搬送波再生が容易
になる。ここで行うFFT手法を用いた周波数推定は、
連続モード信号の初期同期の時、あるいはいウたん同期
が確立された後、同期はずれが起きた場合などに限り行
うこととする。
7の具体的なブロック2図である。第2図の入力端子1
09, 110には式(8). (9)で表される信号
X * * V tが入力される。これらの信号はFF
T回路、8によって周波数領域の信号に変換される。F
FT回路8の出力としては、周波数領域の実数値、虚数
値振幅スペクトルが得られる。周波数推定器9では、こ
れら振幅スペクトルより入力信号の電力スペクトルを求
める。周波数領域では、白色雑音成分は一定の電力レベ
ルを持つのに対し、変調信号成分はその信号が存在する
帯域内においてのみ大きな電力レベルを持つ。従って、
周波数に相関を持つ変調信号と無相関な雑音成分とは、
周波数領域では低い受信C/Nにも関わらず容易に識別
することができる。このようにして、FFT手法を用い
て回線状態の悪い場合でも受信信号の中心周波数を比較
的正確に推定することができる。周波数推定器9で推定
された周波数によって、信号Xi ,y.は時間領域で
10. 10’において周波数補正されて中心周波数が
Oの信号とされる。このようにほぼベースバンドとされ
た信号は、変調帯域幅と同程度の通過帯域幅を持ったL
PFIIによって雑音成分を除去される。以上の操作に
よって受信信号のC/Nは(LPFIIの帯域幅/BP
FIの帯域幅)だけ改善され、後述の搬送波再生が容易
になる。ここで行うFFT手法を用いた周波数推定は、
連続モード信号の初期同期の時、あるいはいウたん同期
が確立された後、同期はずれが起きた場合などに限り行
うこととする。
LPFII出力信号は、逓倍器12でM逓倍されて式(
10)のような無変調信号S2とされる。
10)のような無変調信号S2とされる。
s*(t+) ”A” 6−j(’Δωtt+MΔθ’
−−−(10)この無変調信号が、受信搬送波成分その
ものを表している。逓倍器12の出力としては、実際に
は式(lO)の信号に雑音成分も含まれている.無変調
信号とされた信号は、次にスライディングDFT回路(
以下、rS−DFTJと称す) 13に入力される.S
−DFT13とは、時間サンプル毎に逐次入力される信
号に対する周波数領域への変換を行うものである.すな
わち、時間の経過と共に変化する周波数成分を各時間サ
ンプル毎に求めることができるものである。S−DFT
13の出力としては通常のDFTと同様、lサンプル目
からNサンプル目までのN個の時間領域の信号に対する
、最大N個までの周波数成分が得られる。以降入力され
る1サンプル毎にその時点までに入力されたN個の時間
信号に対応した周波数成分が出力される。
−−−(10)この無変調信号が、受信搬送波成分その
ものを表している。逓倍器12の出力としては、実際に
は式(lO)の信号に雑音成分も含まれている.無変調
信号とされた信号は、次にスライディングDFT回路(
以下、rS−DFTJと称す) 13に入力される.S
−DFT13とは、時間サンプル毎に逐次入力される信
号に対する周波数領域への変換を行うものである.すな
わち、時間の経過と共に変化する周波数成分を各時間サ
ンプル毎に求めることができるものである。S−DFT
13の出力としては通常のDFTと同様、lサンプル目
からNサンプル目までのN個の時間領域の信号に対する
、最大N個までの周波数成分が得られる。以降入力され
る1サンプル毎にその時点までに入力されたN個の時間
信号に対応した周波数成分が出力される。
第3図は本発明で用いるS−DFT13回路の具体的な
ブロック図である。ここでは、.信号は複素信号とする
。第3図において、30,〜30,は遅延回路(Z−N
)で、Nは遅延時間サンプル数を、31.〜31nは加
算器を、32.〜32.は乗算器をそれぞれ表す。また
、入力端子120.〜120,,1には,第2図の周波
数・位相推定器14より求まる重み係数が与えられる。
ブロック図である。ここでは、.信号は複素信号とする
。第3図において、30,〜30,は遅延回路(Z−N
)で、Nは遅延時間サンプル数を、31.〜31nは加
算器を、32.〜32.は乗算器をそれぞれ表す。また
、入力端子120.〜120,,1には,第2図の周波
数・位相推定器14より求まる重み係数が与えられる。
このように、ある時間サンプルi番目の入力に対し、N
個までの周波数値を逐次、求めることができる。
個までの周波数値を逐次、求めることができる。
第5図は周波数・位相推定器l4の入力信号(S一DF
Tl3の出力)の周波数成分図である。Yo,YI,・
・・・ y..,はS−DFTl3の出力信号であり、
無変調信号は第5図に示すように周波数領域で大きなレ
ベルの周波数成分を有している。従って、第4図の最大
値レベル判定部41では、入力信号Yo,Y.,・・・
,Y1のうち最も大きいレベルの周波数成分を判定し、
周波数・位相計算部42は最大値レベル判定部41で判
定された最大レベルの周波数成分、あるいはその隣接し
た周波数成分により搬送波周波数及び位相を補間計算(
推定)し出力する。次に、補正信号発生部43は得られ
た搬送波周波数及び位相により受信信号を補正するため
の補正信号を発生する。一方、周波数・位相計算部42
で推定された搬送波周波数からその周波数f.を中心に
m個の周波数成分を計算すべ《、重み係数決定部44で
は重み係数W(0)〜W(m)が決定され出力される。
Tl3の出力)の周波数成分図である。Yo,YI,・
・・・ y..,はS−DFTl3の出力信号であり、
無変調信号は第5図に示すように周波数領域で大きなレ
ベルの周波数成分を有している。従って、第4図の最大
値レベル判定部41では、入力信号Yo,Y.,・・・
,Y1のうち最も大きいレベルの周波数成分を判定し、
周波数・位相計算部42は最大値レベル判定部41で判
定された最大レベルの周波数成分、あるいはその隣接し
た周波数成分により搬送波周波数及び位相を補間計算(
推定)し出力する。次に、補正信号発生部43は得られ
た搬送波周波数及び位相により受信信号を補正するため
の補正信号を発生する。一方、周波数・位相計算部42
で推定された搬送波周波数からその周波数f.を中心に
m個の周波数成分を計算すべ《、重み係数決定部44で
は重み係数W(0)〜W(m)が決定され出力される。
もし、受信搬送波周波数がf 1+1にずれた場合には
、今度は周波数f lli+を中心にm個の周波数成分
を計算するような新たな重み係数W(0)〜W(m)を
与えれば良いことになる。すなわち、第4図に示すよう
に、周波数・位相推定器14の周波数推定結果から、受
信搬送波周波数を中心にm個の周波数成分だけを計算す
るように重み係数W(0)〜W(m)を与えて、たとえ
無変調信号の周波数がずれても、常にその周波数を中心
としたNより少ない周波数成分を求めるようにすればよ
い。
、今度は周波数f lli+を中心にm個の周波数成分
を計算するような新たな重み係数W(0)〜W(m)を
与えれば良いことになる。すなわち、第4図に示すよう
に、周波数・位相推定器14の周波数推定結果から、受
信搬送波周波数を中心にm個の周波数成分だけを計算す
るように重み係数W(0)〜W(m)を与えて、たとえ
無変調信号の周波数がずれても、常にその周波数を中心
としたNより少ない周波数成分を求めるようにすればよ
い。
このようにして本発明では、注目している周波数近辺の
みの周波数成分に対して演算することによって回路規模
を抑えた構成とすることができる。また、搬送波周波数
の急激な変動に対しても、m△fの変動までは常に、追
随することが可能である。さらに、周波数推定における
S一DFT手法において、入力信号の観測時間を充分長
《とることによって、周波数領域における搬送波電力対
雑音電力比の改善を図るととも:乙少ない数の周波数成
分の推定結果を用いてS−DFTl3の回路規模の軽減
を図ることも可能である。このように、従来のPLL搬
送波再生方式のように周波数引き込み範囲が制限される
ことな《、ゆっくりとした周波数変動に対しては引き込
み範囲を非常に広《とることが可能となる。
みの周波数成分に対して演算することによって回路規模
を抑えた構成とすることができる。また、搬送波周波数
の急激な変動に対しても、m△fの変動までは常に、追
随することが可能である。さらに、周波数推定における
S一DFT手法において、入力信号の観測時間を充分長
《とることによって、周波数領域における搬送波電力対
雑音電力比の改善を図るととも:乙少ない数の周波数成
分の推定結果を用いてS−DFTl3の回路規模の軽減
を図ることも可能である。このように、従来のPLL搬
送波再生方式のように周波数引き込み範囲が制限される
ことな《、ゆっくりとした周波数変動に対しては引き込
み範囲を非常に広《とることが可能となる。
周波数成分を求めるに際し、ここで得られた無変調信号
の周波数スペクトルは周波数M△ωに線スペクトルとし
て大きな電力を持っている。これに対し、雑音成分は帯
域内全ての周波数に平均して存在するため、無変調信号
の持つ周波数、位相を推定するためには周波数領域で行
う手法が優れていると言える。S−DFT13において
は通常のDFTやFFT手法と同様、入力の時間信号の
観測時間が長ければ長いほど、すなわち、ポイント数が
多ければ多いほど、得られる周波数スペクトルの解像度
が上がるので、精度のよい周波数推定が可能となる。入
力の無変調信号は線スペクトルなので、周波数の解像度
が高いということは周波数の刻み幅が小さいので雑音成
分の電力が少なくなり、相対的に高いレベルの線スペク
トルが得られることになる。従って、回線状態が悪く、
受信C/Nが低い場合でも、受信搬送波成分である無変
調信号を周波数領域上で容易に識別することができる。
の周波数スペクトルは周波数M△ωに線スペクトルとし
て大きな電力を持っている。これに対し、雑音成分は帯
域内全ての周波数に平均して存在するため、無変調信号
の持つ周波数、位相を推定するためには周波数領域で行
う手法が優れていると言える。S−DFT13において
は通常のDFTやFFT手法と同様、入力の時間信号の
観測時間が長ければ長いほど、すなわち、ポイント数が
多ければ多いほど、得られる周波数スペクトルの解像度
が上がるので、精度のよい周波数推定が可能となる。入
力の無変調信号は線スペクトルなので、周波数の解像度
が高いということは周波数の刻み幅が小さいので雑音成
分の電力が少なくなり、相対的に高いレベルの線スペク
トルが得られることになる。従って、回線状態が悪く、
受信C/Nが低い場合でも、受信搬送波成分である無変
調信号を周波数領域上で容易に識別することができる。
ただし、回路の規模はポイント数Nに比例して増大し、
通常のDFTやFFT手法ではその演算時間も大きくな
ってしまう。しかしながら、ここでは帯域内で最大の線
スペクトルを持つ周波数だけが分かればよく、S−DF
T13は通常のDFTやFFT手法と異なり、上述の通
りN個の成分全てについて演算を行う必要が無いので、
周波数変動が時間連続であれば、周波数・位相推定器l
4による周波数推定の結果を用いて、搬送波周波数近辺
の周波数成分のみを求める演算をすればよく、回路規模
の削減が図れる。
通常のDFTやFFT手法ではその演算時間も大きくな
ってしまう。しかしながら、ここでは帯域内で最大の線
スペクトルを持つ周波数だけが分かればよく、S−DF
T13は通常のDFTやFFT手法と異なり、上述の通
りN個の成分全てについて演算を行う必要が無いので、
周波数変動が時間連続であれば、周波数・位相推定器l
4による周波数推定の結果を用いて、搬送波周波数近辺
の周波数成分のみを求める演算をすればよく、回路規模
の削減が図れる。
周波数領域で行う搬送波周波数の推定は、低受信C/N
においても精度よく行うことができる他に、搬送波周波
数に大きな周波数偏差が存在しても推定が容易であると
いう利点がある.これは、従来の逓倍・分局方式やPL
L方式による搬送波再生方式では得ることができない特
徴である。しかし、周波数領域で得られた推定値はなお
も、S−DFT13の解像度Δfの精度しか持たず、S
−DFT13による誤差も存在する。従って、推定結果
を用いて周波数と位相の補正を行っても、ごくわずかな
周波数誤差が残ってしまう。そこで、本発明では少ない
サンプル数で得られた周波数領域のデータを補間式を用
いてより精度の高い周波数、位相を求めたり、引き込み
周波数範囲が狭い代わりに追従性のよい、簡単な構成の
PLLによって、高精度な補正を実現する。
においても精度よく行うことができる他に、搬送波周波
数に大きな周波数偏差が存在しても推定が容易であると
いう利点がある.これは、従来の逓倍・分局方式やPL
L方式による搬送波再生方式では得ることができない特
徴である。しかし、周波数領域で得られた推定値はなお
も、S−DFT13の解像度Δfの精度しか持たず、S
−DFT13による誤差も存在する。従って、推定結果
を用いて周波数と位相の補正を行っても、ごくわずかな
周波数誤差が残ってしまう。そこで、本発明では少ない
サンプル数で得られた周波数領域のデータを補間式を用
いてより精度の高い周波数、位相を求めたり、引き込み
周波数範囲が狭い代わりに追従性のよい、簡単な構成の
PLLによって、高精度な補正を実現する。
周波数・位相推定器14で推定された周波数偏差と位相
値は周波数、位相補正器16に入力される。
値は周波数、位相補正器16に入力される。
ここでは、クロック再生回路l5でクロック成分が再生
された信号に対して周波数、位相補正器l6で周波数偏
差、位相が補正され、ここに搬送波再生がなされたこと
になる。
された信号に対して周波数、位相補正器l6で周波数偏
差、位相が補正され、ここに搬送波再生がなされたこと
になる。
搬送波再生された信号は、判定器l7で情報ビットデー
タの判定がされて出力端子111に復調データが出力さ
れる。
タの判定がされて出力端子111に復調データが出力さ
れる。
(発明の効果)
以上詳細に述べたように、本発明は時間領域のPSK信
号をS−DFT13及び周波数・位相推定器l4により
重み係数をアダブティブに求めて周波数領域の一信号に
変換してPSK復調するため、受信搬送波周波数の偏差
量が大きく、低C/N状態においても短時間で精度よ《
復調することができる。
号をS−DFT13及び周波数・位相推定器l4により
重み係数をアダブティブに求めて周波数領域の一信号に
変換してPSK復調するため、受信搬送波周波数の偏差
量が大きく、低C/N状態においても短時間で精度よ《
復調することができる。
さらに、本発明ではS−DFT手法を用いることにより
、逐次入力される時間連続な信号に対して遅延時間なく
復調することが可能である。
、逐次入力される時間連続な信号に対して遅延時間なく
復調することが可能である。
第1図は本発明によるPSK信号復調方式のブロック図
、 第2図は本発明によるディジタル信号処理型復調回路の
構成図、 第3図は本発明に用いるS−DFTの概略図、第4図は
本発明による周波数・位相推定器の具体的なブロック図
、 第5図は周波数・位相推定器l4の入力信号(S−DF
Tl3の出力)の周波数成分図である。 1 ● 2, 4 ・ 5, 6 ● 7 ・ 8 ・ lO・ 12・ l4● 15・ 16・ 30. ・・帯域通過フィルタ(BPF)、 2′ ・・・乗算器、3・・・π/2移相器、・・固定
周波数発振器、 5′ ・・・低域通過フィルタ(LPF)、・・A/D
(アナログ/ディジタル)変換器、・・ディジタル信
号処理型復調器、 ・・FFT回路、 9・・・周波数推定器、・・乗算器
、 1l・・・LPF.・・逓倍器、 l3・
・・S−DFT、・・周波数・位相推定器、 ・・クロシク再生器、 ・・周波数、位相補正器、l7・・・判定器、〜30n
・・・遅延回路(Z一”》、31.〜31.・・・加
算器、 32.〜32,・・・乗算器、 4l・・・最大値レベル判定部、 42・・・周波数・位相計算部, 43・・・補正信号発生部、 44・・・重み係数発生部、 100 ・・・受信PSK信号の入力端子、101〜1
10・・・信号、 I’ll ・・・復調データ出力端子、l20.〜}2
0.・・・入力端子
、 第2図は本発明によるディジタル信号処理型復調回路の
構成図、 第3図は本発明に用いるS−DFTの概略図、第4図は
本発明による周波数・位相推定器の具体的なブロック図
、 第5図は周波数・位相推定器l4の入力信号(S−DF
Tl3の出力)の周波数成分図である。 1 ● 2, 4 ・ 5, 6 ● 7 ・ 8 ・ lO・ 12・ l4● 15・ 16・ 30. ・・帯域通過フィルタ(BPF)、 2′ ・・・乗算器、3・・・π/2移相器、・・固定
周波数発振器、 5′ ・・・低域通過フィルタ(LPF)、・・A/D
(アナログ/ディジタル)変換器、・・ディジタル信
号処理型復調器、 ・・FFT回路、 9・・・周波数推定器、・・乗算器
、 1l・・・LPF.・・逓倍器、 l3・
・・S−DFT、・・周波数・位相推定器、 ・・クロシク再生器、 ・・周波数、位相補正器、l7・・・判定器、〜30n
・・・遅延回路(Z一”》、31.〜31.・・・加
算器、 32.〜32,・・・乗算器、 4l・・・最大値レベル判定部、 42・・・周波数・位相計算部, 43・・・補正信号発生部、 44・・・重み係数発生部、 100 ・・・受信PSK信号の入力端子、101〜1
10・・・信号、 I’ll ・・・復調データ出力端子、l20.〜}2
0.・・・入力端子
Claims (2)
- (1)位相変調されているPSK受信信号を準同期検波
した後、所定の周期でサンプリングしてディジタル値に
変換されたPSK信号をディジタル信号処理により復調
するPSK信号復調方式において、 前記ディジタル化されているPSK信号を分岐して分岐
されたPSK信号の一方をFFTにより時間領域の信号
を周波数領域の信号に変換してその電力スペクトルを求
め、 得られた電力スペクトルより受信信号の搬送波周波数を
推定し、 推定された搬送波周波数を用いて前記分岐された他方の
時間領域のPSK信号の周波数を補正した後、 前記推定された搬送波周波数を中心に持つ帯域通過フィ
ルタにより伝送路上で相加された雑音成分を軽減した後
分岐した一方をクロック再生を行うと共に、 分岐された他方の時間領域の信号の変調成分を除去して
無変調信号とした後、周波数領域の信号に変換し、 周波数領域に変換された無変調信号を用いて前記雑音成
分を軽減されてクロック再生された受信信号の周波数偏
差及び位相を補正した後、 PSK信号の復調を行うことを特徴とする PSK信号復調方式。 - (2)前記時間領域の無変調信号を周波数領域に変換す
るに際して、入力の周波数変動又は偏差に対してアダプ
ティックな処理を行うことにより高精度な領域変換を行
うスライディングDFT手法を用いることを特徴とする
請求項1に記載のPSK信号復調方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049945A JP2540931B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | Psk信号復調方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049945A JP2540931B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | Psk信号復調方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230845A true JPH02230845A (ja) | 1990-09-13 |
| JP2540931B2 JP2540931B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=12845163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1049945A Expired - Lifetime JP2540931B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | Psk信号復調方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2540931B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6169448B1 (en) | 1995-11-28 | 2001-01-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital demodulator |
| WO2008146790A1 (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Advantest Corporation | 測定装置およびプログラム |
| JP2013513326A (ja) * | 2009-12-08 | 2013-04-18 | エスティー‐エリクソン(フランス)エスエーエス | 入射信号で少なくとも1つの通信チャネルを識別する方法及びデバイス |
| JP2015073254A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-16 | 日本電信電話株式会社 | 濾波器 |
| JP2015177549A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | 位相変調信号用の同期復調電子回路 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5816838A (ja) * | 1981-07-22 | 1983-01-31 | Sekisui Prefab Homes Ltd | フエノ−ル樹脂発泡体の製造方法 |
| JPS6046157A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-12 | Toshiba Corp | 準同期検波回路 |
| JPS62261255A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-13 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | ト−ン検出方法 |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP1049945A patent/JP2540931B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6169448B1 (en) | 1995-11-28 | 2001-01-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital demodulator |
| US6204726B1 (en) | 1995-11-28 | 2001-03-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital demodulator |
| USRE38932E1 (en) * | 1995-11-28 | 2006-01-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital demodulator |
| WO2008146790A1 (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Advantest Corporation | 測定装置およびプログラム |
| US8179123B2 (en) | 2007-05-28 | 2012-05-15 | Advantest Corporation | Measurement apparatus and recording medium |
| JP2013513326A (ja) * | 2009-12-08 | 2013-04-18 | エスティー‐エリクソン(フランス)エスエーエス | 入射信号で少なくとも1つの通信チャネルを識別する方法及びデバイス |
| JP2015073254A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-16 | 日本電信電話株式会社 | 濾波器 |
| JP2015177549A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | 位相変調信号用の同期復調電子回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2540931B2 (ja) | 1996-10-09 |
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