JPH03117142A - 位相変調復調方式 - Google Patents

位相変調復調方式

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JPH03117142A
JPH03117142A JP1251872A JP25187289A JPH03117142A JP H03117142 A JPH03117142 A JP H03117142A JP 1251872 A JP1251872 A JP 1251872A JP 25187289 A JP25187289 A JP 25187289A JP H03117142 A JPH03117142 A JP H03117142A
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JP
Japan
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signal
complex baseband
baseband signal
synchronization
phase
Prior art date
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Application number
JP1251872A
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English (en)
Inventor
Hiroki Uchiyama
博喜 内山
Masao Kasuga
正男 春日
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

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】 [産業上の利用分野1 本発明は位相変調復調(PSKI方式に関し、特にその
復調方式に関する。
[従来の技術1 PSK方式における復調方式はたとえば次の文献に記載
されている。
[一般交換電話網用に標準化された4800/2400
bit/sモデム電話網におけるデータ通信Vシリーズ
勧告J (:1JTT RED BOOK、日本ITU
協会村野・海上「情報・通信におけるディジクル信号処
理」昭光堂 P32〜90 並木原始[無線短パケット用蓄積−括復調方式」電子通
信学会論文誌Vo1.J67−B  No、l  pp
5461、1984 :瓶政−「線形二乗推定法を用いた陸上移動通信用QP
SK同期検波方式」電子通信学会論文誌VolJ72−
B II  No、4  pp125−132.198
9本田、小林r PSK信号の計算的復調法に関する検
討」電子通信学会技報 C5−87−109pp57−
64゜987 PSK変調信号を復調して送信データを得るためには、
搬送波を受信信号より再生し、これにより同期検波を行
なう方式が用いられる。この場合、搬送波は、受信信号
から複素ベースバンド信号をとりだすのに用いられるが
、伝送路上での受信信号の変動(フェージング等)を搬
送波が完全に吸収するものとして再生されない場合には
、受信側の複素ベースバンド信号は、送信側の複素バン
ド信号に位相変動を受けたものとして得られる。これは
、本来長い時定数で搬送波を再生することに適している
搬送波再生回路を用いて、変動が非常に速い位相変動を
推定するためである。このため、受信信号の伝送路上で
の位相変動を精度よく保証する方式が各種提案されてい
る。例えば、線形二乗推定法を用いて受信複素ベースバ
ンド信号からフェーシングによる位相変動を推定し位相
同期をとる方式、受信側で予め固定した搬送波(参照波
)を発生し、これを用いて受信信号を仮の複素ベースバ
ンド信号に変換し、これらを数シンボルレート分のバー
スト信号として切出し順次、位相推定、位相補償を行な
う方式などである。
[発明が解決しようとする課題] 上記のこれらの方式では、同期信号に同期して得られる
複素ベースバンド信号の値を信頼して、その数シンボル
分の複素ベースバンド信号よりそのバースト信号中の位
相シフト(誤差)を推定し位相補償を行なうものであっ
た。しかし、伝送路上での位相変動は、例えばフェージ
ングによる位相変動などは、変動が激しい為に1シンボ
ル内でも発生し、同期信号に同期した点でサンプルされ
る複素ベースバンド信号が信頼できるものである保証は
なく、この同期信号点の複素ベースバンド信号のみを用
いての位相誤差の補正は、正確ではなかった。
本発明は上記の欠点を解消し、同期点における最適な複
素ベースバンド信号を求めた位相変調復調方式を提供す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明による位相変調方式は、画信号を2値データに変
換し、データを搬送波の位相情報に対応して変調し、パ
スバンド信号に変換して伝送路に送信する送信手段と、
伝送路より前記パスバンド信号を受信し、信号に搬送波
を乗算し、複素ベースバンド信号に変換し、受信信号よ
り同期信号を検出し、信号により複素ベースバンド信号
から2値データを再生する手段と、伝送路上および複素
ベースバンド信号への変換時に受ける位相シフトを補正
する手段とを有する受信手段とを有する位相変調復調方
式において、受信信号を同期信号の所定倍のサンプリン
グ周期でサンプルし、1シンボルレート内で同期信号に
同期したサンプル点およびその前後の複数のサンプル点
で複素ベースバンド信号を求め、これら複数の複素ベー
スバンド信号の値より、lシンボルレート内の同期点に
おける複素ベースバンド信号を推定する。
[実施例] 以下、本発明をその実施例に基づき具体的に説明する。
本発明では、受信信号より同期信号に同期して複素ベー
スバンド信号をサンプルする際に、受信信号を同期信号
の所定倍のサンプリング周波数でサンプルし、このザン
ブリング点を基に1シンボルレート内で同期信号のサン
プル点の前後数サンプルの複数の複素ベースバンド信号
の値より、同期点における最適な複素ベースバンド信号
を求める。
第1図にPSK方式の全体構成を示す。送信系は2(i
−7−タを符合器lOで位相情報に変換し、その位相角
のX、Y成分を二乗余弦特性をもつ送信フィルタ(波形
整形フィルタ)12および14に通して複素ベースバン
ド信号S、に変換した後、変調器16に入力して各々直
交する搬送波cos (wctl 。
sin (wct)を乗算し、これらを加算してバスバ
ンド信号S2に変換し、伝送路18に送出する。ところ
で一般に位相変調の基本式は送出信号をS (tlとす
る時、以下のように表される。
S (t) =sin (wcJ十〇(t))=cos
θ(tl ・sin (wc41 + sinθ(L)
 ・cos(wc41(1) ここで、cos e [t) 、 sinθIt)は、
各々位相角θに対応するX、Y成分であり、それらはシ
ンボルレート’r(伝送レート)で変化し伝送される。
Wcは、搬送波の角周波数である。実際には、シンボル
レートTで変化するX、Y成分は、波形整形フィルタに
入力されて伝送されるため、送信波形は 5(t)=Σh(t−1T)・caSe(TI  Si
n fwc−tl]ニー00 +Σh (t−j ・T) ・sinθ(T) ・co
s (wc  tIJニー(1) Wi=  caSe (T)+、j  Sinθ(′r
)となる。ここで、h (tlは波形成形フィルタのイ
ンパルスレスポンス、WiはX、Y成分の複素数表示で
ある。
さて、このような形として伝送された送信波形は、伝送
系での振幅変動、位相変動、伝送路の伝達関数の影響を
受けるため、以下のようになって受信系に受信される。
r(tl=a Re(ΣWi l gft−u) i+
(u−i41dul=−閃 ・exp(−jwo・t−jΔwo・t−jθ。11.
、、、   (31ここで、g (tlは伝送系の伝送
特性、△WOは周波数オフセット、θ0は位相ジッタ、
aは振幅変動である。
受信側での処理は、これらΔWQ+ θ。、aの各個を
補正して、r(t)よりWiを求めることである。実際
には、伝送系の伝送特性g it)は受信1p1)の自
動等化器24により、またaはAGC20(Aul;o
GajnControl)により補正される。そこで、
ここでは、伝送路の変動による受信信号の位相変動の補
正のみ考える。簡単のため、振幅特性、伝送系の伝送特
性は補正されているものとして、受信系復調器22はA
G(: 20の出力信号に搬送波sin (wctlc
os (wctlを乗算して受信フィルタ22a、 2
2bを通して複素ベースバンド信号に復調する。複素ベ
ースバンド信号を以下のように表わす。
Z (t) =S (tl ・exp f−j△wo−
t−jOo)、(4)=Sft)・exp(−、i  
tΔ wo・し十 〇 。))ここで、211;lは、
受信信号から直接得られる複素ベースバンド信号、S 
(tlは、送信時の複素ベーバンド信号である。従って
、ΔWo=周波数オフセット、θ。・位相ジッタが推定
されれば、Ht)・exp 1.JΔWot+Jθ。)
を計算することで、S ftlを求めることができる。
また、同期信号が正確であればh (tlは、t=n丁
の時のみl、それ以外は、0という符号量干渉を防ぐ形
のフィルターのレスポンスであるため、S (tlの値
からCOSθ(Tlsjnθ(T)を求めることができ
、送信信号を再生することができる。ここで、△Wo=
周波数オフセットおよびθ。:位相ジッタを推定し補正
する方式としては、例えば、線形二乗推定法を用いて受
信複素ベースバンド信号からフェージングによる位相変
動を推定し補正する方式や、受信側で予め固定した搬送
波(参照波)を発生し、これを用 0 いて受信信号を仮の複素ベースバンド信号に変換し、こ
れらを数シンボルレート分のバースト信号として切出し
順時、位相推定、位相補償を行なう方式を用いれば良い
ところで、これらの方式は、同期信号に同期して得られ
る複素ベースバンド信号の値を信頼して、その数シンボ
ル分の複素ベースバンド信号よりそのバースト信号中の
位相シフト(誤差)を位相誤差推定部28で推定し、位
相補正部26で位相補償を行なうものである。しかし、
伝送路上での位相変動は、例えばフェージングによる位
相変動などは、変動が激しいために1シンボル内でも発
生し、同期信号に同期した点でサンプルされる複素ベー
スバンド信号が信頼できるものである保証はなく、この
同期信号点の複素ベースバンド信号のみを用いての位相
誤差の補正は、正確ではない。
そこで本実施例では、lシンボル内で複素ベスバンド信
号を求める際に同期信号に同期した複素バンド信号のみ
を用いずに1シンボルレート内1 で複数の複素ベースバンド信号をもとめ、これらの値よ
り同期点における最適な複素ベースバンド信号を求める
ものである。このため、受信信号を同期信号の所定倍の
サンプリング周波数でサンプルしている。以上の処理を
行うのが複素ベースバンド補正部32(第4図)である
第2図に、位相補正部26の後述する複素ベースバンド
補正部32で使用するサンプルとシンボルレトとの関係
を示す。同期点nTにおける複素ベスバンド信号をZn
T 、前後のデータをZnT−i。
ZnT+iで表す。iは、シンボルレート内のサンプル
数Nよりは小さい数である。1例として、lシンボル内
の複素ベースバンド信号の平均値を求めてこれをそのシ
ンボル点の複素ベースバンドにする時には、同期信号に
同期した点の前後m(m < N )サンプルずつを用
いて第3図にしめず演算を行って加算平均を計算し、こ
れを補正した複素ベースバンド信号ZnTとしている。
なお、ここでは、複素ベースバンド信号として加算平均
値を用いたが、この他荷重平均、モーメント、メジ2 アン等を計算して用いても良い。
第4図に本実施例の複素ベースバンド補正部32を実施
する回路構成の一実施例を示す。ここで、受信フィルタ
から出力された第2図の2m個の複素ベースバンド信号
は、2m個のバッファB、〜B2つに順次蓄えられる。
同期信号SSが検出されると、複素バンド信号補正処理
部32に2m個のバッファ内のデータDが読み込まれ、
第3図に示された処理が行われる。
すなわち、位相補正部26は、Zntを人力しく100
1 、平均化処理の演算Atを行ないf1021Pn 
tを判断部30へ出力する。
第5図に本発明による複素ベースバンド補正部の第2の
実施例の回路構成を示す。ここでは、ちょうどサンプル
周期ずつ位相の異なる2m個の受信フィルタ(F、−F
2イ)を設け、これら複数のフィルタから出力される複
素ベースバンド信号21を、同期信号(SS1が検出さ
れるごとに、複素バンド信号補正処理部34で取り出し
、第3図の処理 3 を行う。なお、位相の異なる受信フィルタ群には、周波
数特性が二乗余弦特性をもち、各フィルタ出力がちょう
どlサンプルずつおくれでくる位相遅延をもったフィル
タを用いる。これは、第4図の回路と動作的にはまった
く同じである。
前述のようにPSK変調信号を復調して送信データを得
るためには、搬送波を受信信号に乗算し、受信フィルタ
を用いることで、複素ベースバンド信号をとりだす必要
がある。この場合、伝送路上での受信信号の変動(フェ
ージング等)を搬送波が完全に吸収しない場合には、受
信側の複素ベースバンド信号は、送信側の複素バンド信
号に位相変動を受けたものとして得られる。このため、
受信信号の伝送路上での位相変動を精度よく補償する方
式が各種提案されている。しかし、これらの方式は、同
期信号に同期して得られる複素ベースバンド信号の値を
信頼して、その前後数シンボル分の複素ベースバンド信
号より位相変動を推定し位相補償を行なうものであった
。しか−し、伝送路上での位相変動においては、例えば
フェージング 4 による位相変動などは、変動が1シンボル内でも発生し
、同期信号に同期した点でサンプルされた複素ベースバ
ンド信号のみを用いた補正は、正確ではなかった。
」1記実施例によれば、受信信号より同期信号に同期し
て複素ベースバンド信号をサンプルする際に、パ、2信
信号を同期信号の所定倍のサンプリング周波数でサンプ
ルしておき、このサンプリング点を基に同期信号のサン
プル点の前後数サンプル点の複数の複素ベースバンド信
号の値より、同期点における最適な複素ベースバンド信
号を求めるものであり、1シンボル当りの値の有効性が
向上し、全体としての位相推定、位相補正の精度も向上
する。
[発明の効果] 本発明によれば、受信信号より同期信号に同期して複素
ベースバンド信号をサンプルする際に、受信信号を同期
信号の所定倍のサンプリング周波数でサンプルしておき
、このサンプリング点を基に同期信号のサンプル点の前
後数サンプル点の複 5 数の複素ベースバンド信号の値より、同期点における最
適な複素ベースバンド信号を求めるものであり、lシン
ボル当りの値の有効性が向上し、全体としての位相推定
、位相補正の精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による位相変調復調方式の一実施例を示
すブロック図、 第2図は本発明による1シンボルレート内における複数
の複素ベースバンド信号を求める平均化処理の説明図、 第3図は本発明による平均化処理のフロー図、第4図は
本発明による平均化処理の第1の実施例を示す回路図、 第5図は本発明による平均化処理の第2の実施例を示す
回路図である。 主要部 の、畳の説明図 B、〜B 2ffi−遅延器 F1〜F2+++−1受信フィルタ  6 AGC回路 復調器 自動等化器 、位相補正部 、位相誤差推定部 判断部 、複素ベースバンド補正処理部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、画信号を2値データに変換し、該2値データを搬送
    波の位相情報に対応して変調し、パスバンド信号に変換
    して伝送路に送信する送信手段と、  前記伝送路より前記パスバンド信号を受信し、該パス
    バンド信号に搬送波を乗算し、複素ベースバンド信号に
    変換し、受信信号より同期信号を検出し、該同期信号に
    より前記複素ベースバンド信号から前記2値データを再
    生する手段と、伝送路上および複素ベースバンド信号へ
    の変換時に受ける位相シフトを補正する手段とを有する
    受信手段とを有する位相変調復調方式において、 前記受信信号を前記同期信号の所定倍のサンプリング周
    期でサンプルし、1シンボルレート内で同期信号に同期
    したサンプル点およびその前後の複数のサンプル点で複
    素ベースバンド信号を求め、これら複数の複素ベースバ
    ンド信号の値より、1シンボルレート内の同期点におけ
    る複素ベースバンド信号を推定することを特徴とする位
    相変調復調方式。 2、請求項1に記載の方式において、前記複数の複素ベ
    ースバンド信号から同期点における適切な複素ベースバ
    ンド信号を推定する際に、それら複数の値の平均、荷重
    平均、メジアン、モーメント、最大値、最小値、等を求
    めてこれらのうち最適なものを前記複素ベースバンド信
    号の値とすることを特徴とする位相変調復調方式。 3、請求項1に記載の方式において、前記同期信号に同
    期して受信信号から前記複数の複素ベースバンド信号点
    を抽出するために、受信フィルタの出力を保持するバッ
    ファを複数設け、前記同期信号に同期したタイミングで
    それらバッファの中身を比較して、複素ベースバンド信
    号の最適値を求めることを特徴とする位相変調復調方式
JP1251872A 1989-09-29 1989-09-29 位相変調復調方式 Pending JPH03117142A (ja)

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Cited By (3)

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