JPH0399548A - Psk demodulation system - Google Patents
Psk demodulation systemInfo
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はPSK復調方式に関し、特にPCM信号で2相
PSK変調された信号のPSK復調・ビット同期を行う
PSK復調方式(こ関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a PSK demodulation method, and in particular to a PSK demodulation method (related to this .
人工衛星から地上の管制局へテレメトリ信号を伝送する
回線等で、テレメトリ信号であるPCM信号でサブキャ
リアを2相PSK変調した信号で搬送波を位相変調する
PCM−PSK−PM方式が用いられている。受信信号
は位相復調されてPCM−PSKベースバンド信号とな
り、更にPSK復調・ビット同期が行われる。The PCM-PSK-PM method is used in lines that transmit telemetry signals from artificial satellites to control stations on the ground, in which the carrier wave is phase-modulated using a signal obtained by two-phase PSK modulating the subcarrier with a PCM signal, which is a telemetry signal. . The received signal is phase demodulated to become a PCM-PSK baseband signal, and is further subjected to PSK demodulation and bit synchronization.
従来、この種のPSK復調方式は、独立したPSK復調
回路とビット同期回路とがアナログ回路で構成されてお
り、入力したP CM −P S Kベースバンド信号
はPSK復調回路でPCMベースバンド信号として位相
検波された後、ビット同期回路に出力され、ビット同期
回路ではPCMベースバンド信号の波形整形を行うとと
もに同期クロックの検出を行っている。Conventionally, in this type of PSK demodulation method, an independent PSK demodulation circuit and a bit synchronization circuit are constructed from analog circuits, and the input PCM-PSK baseband signal is processed as a PCM baseband signal by the PSK demodulation circuit. After phase detection, the signal is output to a bit synchronization circuit, which shapes the waveform of the PCM baseband signal and detects a synchronization clock.
これらの動作は、PSK復調が行われた後ビット同期が
とられるというようにシーケンシャルな動作である。These operations are sequential operations such as PSK demodulation and then bit synchronization.
上述した従来のPSK復調方式はアナログ回路で構成さ
れているために不安定要因が有り、PSK復調回路、ビ
ット同期回路の各々の性能調整、試験に多くの時間を要
する。しかも、PSK復調回路を経て次にビット同期回
路に入力しなければPCM−PSK復調が取れないとい
う欠点があり、ビットレート等の通信速度が遅い信号で
はビット同期後の信号を取り出すのに時間がかかるとい
う欠点がある。Since the conventional PSK demodulation method described above is composed of analog circuits, there is a factor of instability, and it takes a lot of time to adjust and test the performance of each of the PSK demodulation circuit and the bit synchronization circuit. Moreover, it has the disadvantage that PCM-PSK demodulation cannot be achieved unless it is input to the bit synchronization circuit after passing through the PSK demodulation circuit, and it takes time to extract the signal after bit synchronization for signals with slow communication speeds such as bit rate. There is a drawback that it takes a long time.
本発明のPSK復調方式は、2相PSK信号をディジタ
ル化するA−D変換器と、このA−D変換器が出力した
ディジタル信号をディジタル的に位相復調するコスタス
形の復調ループと、この復調ループと並列に設けられ前
記A−D変換器が出力した前記ディジタル信号からディ
ジタル的に同期クロックを抽出するビット同期ループと
を備えている。The PSK demodulation method of the present invention includes an A-D converter that digitizes a two-phase PSK signal, a Costas-type demodulation loop that digitally demodulates the phase of the digital signal output from this A-D converter, and A bit synchronized loop is provided in parallel with the loop and digitally extracts a synchronized clock from the digital signal output from the A/D converter.
本発明のPSK復調方式は、前記A−D変換器が出力す
る前記ディジタル信号のレベルを前記復調ループで得た
復調データ成分に基づき制御する自動利得制御回路を有
する構成であってもよい。The PSK demodulation system of the present invention may include an automatic gain control circuit that controls the level of the digital signal output from the A-D converter based on the demodulated data component obtained in the demodulation loop.
本発明のPSK復調方式が備える前記ビット同期ループ
は、制御信号に位相制御されて前記同期クロックを出力
する数値制御発振器と、前記AD変換器が出力した前記
ディジタル信号を前記数値制御発振器が出力した前記同
期クロックに基づき前記2相PSK信号のビット中央の
タイミングで同期検波する位相誤差検出用の乗加算回路
と、この乗加算回路の出力信号から前記制御信号をつく
るディジタルループフィルタとを有する構成であっても
よい。The bit-locked loop provided in the PSK demodulation method of the present invention includes a numerically controlled oscillator that outputs the synchronized clock by being phase-controlled by a control signal, and a numerically controlled oscillator that outputs the digital signal outputted by the AD converter. A multiplication and addition circuit for phase error detection that performs synchronous detection at the timing of the center bit of the two-phase PSK signal based on the synchronization clock, and a digital loop filter that generates the control signal from the output signal of this multiplication and addition circuit. There may be.
次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
1はクロック発生用シンセサイザ、2は低域フィルタ、
3は自動利得制御(AGC)回路、4はA、 −D変換
器、5はコヒーレントAGC回路、6はPSK復調用の
工成分検波器でありディジタル乗加算回路で構成され、
7はPSK復調用のQ成分検波器でありディジタル乗加
算回路で構成され、8はPSK復調位相エラーを検出す
る復調誤差検出器でありディジタル乗加算回路で構成さ
れ、9はビット同期誤差検出器でありディジタル乗加算
回路で構成され、10はSIN波形発生器でありROM
で構成され、11はCO8波形発生器でありr(OMで
構成され、12はPSK復調ループ用のディジタル形の
ループフィルタ、13はビット同期ループ用のディジタ
ル形のループフィルタ、14はP S K fJE調用
の数値制御発振器、15はビット同期用の数値制御発振
器、16はタイミング発生器、17はAGC演算/ロッ
ク判定器、18はD−A変換器である。1 is a synthesizer for clock generation, 2 is a low-pass filter,
3 is an automatic gain control (AGC) circuit, 4 is an A-D converter, 5 is a coherent AGC circuit, and 6 is a component detector for PSK demodulation, which is composed of a digital multiplication and addition circuit.
7 is a Q component detector for PSK demodulation, which is composed of a digital multiplication and addition circuit; 8 is a demodulation error detector that detects the PSK demodulation phase error, which is composed of a digital multiplication and addition circuit; 9 is a bit synchronization error detector. 10 is a SIN waveform generator and a ROM
11 is a CO8 waveform generator r(OM), 12 is a digital loop filter for the PSK demodulation loop, 13 is a digital loop filter for the bit synchronization loop, and 14 is a PSK demodulation loop filter. A numerically controlled oscillator for fJE tuning, 15 a numerically controlled oscillator for bit synchronization, 16 a timing generator, 17 an AGC calculation/lock determination device, and 18 a DA converter.
2相PSK変調されているPCM−PSKベースバンド
信号は、PSKサブキャリア周波数により遮断周波数を
設定された低域フィルタ2を通して入力信号のS/N比
を改善され、AGC回路3で信号レベル(ノイズを含む
)を一定にされた後、A−D変換器4でアナログ信号か
らディジタル信号に変換される。この時のサンプリング
クロックはクロック発生用シンセサイザ1から供給され
、サンプリングレートはPSKサブキャリア周波数の整
数(2のN1乗)倍となる。The PCM-PSK baseband signal that has been subjected to two-phase PSK modulation is passed through a low-pass filter 2 whose cutoff frequency is set by the PSK subcarrier frequency to improve the S/N ratio of the input signal, and the signal level (noise) is improved by the AGC circuit 3. ) is made constant, and then the analog signal is converted into a digital signal by the A-D converter 4. The sampling clock at this time is supplied from the clock generation synthesizer 1, and the sampling rate is an integer (2 to the N1 power) times the PSK subcarrier frequency.
クロック発生用シンセサイザ1は、外部で設定されるP
SKサブキャリア周波数、ビットレートの各情報に基づ
き、PSKサンプリングクロック、ビットレートサンプ
リングクロックを発生している。The clock generation synthesizer 1 has an externally set P
A PSK sampling clock and a bit rate sampling clock are generated based on the SK subcarrier frequency and bit rate information.
コヒーレントAGC回路5では、AGC演算/ロック判
定器17で検出されたPSK復調データ成分の大きさに
応じてA−D出力データが制御される。In the coherent AGC circuit 5, the AD output data is controlled according to the magnitude of the PSK demodulated data component detected by the AGC calculation/lock determination unit 17.
■成分検波器6に入力されたPCM−PSKサンプリン
グデータは、SIN波形発生器1oが出力したSIN波
(PSKサブキャリアの同相成分〉に相当するパラレル
データによって位相検波され、その信号はPSK復調復
調向相)信号成分となり出力される。■The PCM-PSK sampling data input to the component detector 6 is phase-detected by parallel data corresponding to the SIN wave (in-phase component of the PSK subcarrier) output by the SIN waveform generator 1o, and the signal is PSK demodulated and demodulated. (opposite phase) becomes a signal component and is output.
一方、Q成分検波器7に入力されたPCM−PSKサン
プリングデータは、CO8波形発生器11が出力したC
O8波(PSKサブキャリアの直交成分)に相当するパ
ラレルデータによって位相検波され、PSK復調Q(直
交)信号成分となり出力される。On the other hand, the PCM-PSK sampling data input to the Q component detector 7 is the C
Phase detection is performed using parallel data corresponding to the O8 wave (orthogonal component of the PSK subcarrier), and a PSK demodulated Q (orthogonal) signal component is output.
上記の位相検波は、コヒーレントA G’C回路5から
のPCM−PSKサンプリングデータを■成分検波器6
とQ成分検波器7とのディジタル乗加算回路(掛算器、
加算器とラッチ回路を組み合わせたディジタル回路)で
位相検波し、上記のPSKサブキャリア周波数/ビット
レート比により決定されたサンプリング数分だけ積分し
、数値制御発振器14からのPSKサンプリングクロッ
クの整数(2のN2乗)分の1のタイミングクロック(
ダンプクロックa、b)でダンプすることにより行われ
る。D−A変換器18では、ダンプされた出力のうち工
信号成分をD−A変換してPSK復調ビデオ信号である
PCM信号として出力する。The above phase detection uses the PCM-PSK sampling data from the coherent A G'C circuit 5 to the component detector 6.
A digital multiplication/addition circuit (multiplier,
A digital circuit that combines an adder and a latch circuit) performs phase detection, integrates the sampling number determined by the above PSK subcarrier frequency/bit rate ratio, and calculates the integer (2) of the PSK sampling clock from the numerically controlled oscillator 14. N squared) timing clock (
This is done by dumping using dump clocks a and b). The DA converter 18 performs DA conversion on the engineering signal component of the dumped output and outputs it as a PCM signal which is a PSK demodulated video signal.
ダンプされたI及びQ信号成分は復調誤差検出器8及び
、A G C演算/ロック判定器17に入力される。復
調誤差検出器8にてI及びQ信号成分により検出される
位相エラー成分をループフィルタ12へ出力し、ループ
フィルタ12で数値制御発振器14の制御信号を計算し
出力する。The dumped I and Q signal components are input to a demodulation error detector 8 and an AGC calculation/lock determination unit 17. The phase error component detected by the I and Q signal components in the demodulation error detector 8 is output to the loop filter 12, and the loop filter 12 calculates and outputs a control signal for the numerically controlled oscillator 14.
AGC演算/ロック判定器17はI及びQ信号成分の演
算を行い、AGC信号はコヒーレントAGC回路5へ、
ロックステータスはループフィルタ12の動作モード制
御用として出力され、ロックステータスは更に表示用と
して外部にも出力される。The AGC calculation/lock determination unit 17 calculates the I and Q signal components, and sends the AGC signal to the coherent AGC circuit 5.
The lock status is output for controlling the operation mode of the loop filter 12, and the lock status is also output to the outside for display.
ループフィルタ12では従来のアナログループフィルタ
に相当した処理がディジタル的に行われ、復調誤差検出
器8出力の平均化処理が行われて、数値制御発振器14
にサブキャリア周波数の位相エラーデータが出力される
。The loop filter 12 digitally performs processing equivalent to a conventional analog loop filter, averages the output of the demodulation error detector 8, and then outputs the output from the numerically controlled oscillator 14.
The phase error data of the subcarrier frequency is output.
数値制御発振器14及び15は従来のアナログ回路の電
圧制御発振回路(VCO)に相当する回路で、クロック
発生用シンセサイザlからのクロックを基本にしPSK
サブキャリア周波数またはビットレートに相当したサン
プリング周波数データに、ループフィルタ12または1
3で処理された位相エラーデータをディジタル乗加算回
路で積分したデータを加算し、ディジタル的にクロック
発生用シンセサイザ1からのPSKサブキャリアまたは
ビットレートサンプリングクロックの周波数成分を変更
できるようにしたものである。The numerically controlled oscillators 14 and 15 are circuits corresponding to voltage controlled oscillator circuits (VCO) of conventional analog circuits, and are based on the clock from the clock generation synthesizer l and perform PSK.
A loop filter 12 or 1 is applied to sampling frequency data corresponding to the subcarrier frequency or bit rate.
The phase error data processed in step 3 is added to the data integrated by the digital multiplier/adder circuit, and the frequency component of the PSK subcarrier or bit rate sampling clock from the clock generation synthesizer 1 can be digitally changed. be.
数値制御発振器14からのサンプリングクロックは、S
IN波形発生器10及びCO8波形発生器11でSIN
波及びCO8波に相当するパラレルデータを発生させ、
■成分検波器6.Q成分検波器7及びビット同期誤差検
出器9に出力させる。The sampling clock from the numerically controlled oscillator 14 is S
SIN with IN waveform generator 10 and CO8 waveform generator 11
generate parallel data corresponding to waves and CO8 waves,
■Component detector6. It is output to the Q component detector 7 and the bit synchronization error detector 9.
復調誤差検出器8のダンプクロックCも、数値制御発振
器14によりサブキャリアサンプリングクロック周波数
の整数(2のN3乗)分の1のタイミングクロックとし
て発生される。The dump clock C of the demodulation error detector 8 is also generated by the numerically controlled oscillator 14 as a timing clock of 1/integer (2 to the N3 power) of the subcarrier sampling clock frequency.
上記のPSK復調動作と並行して、ビット同期誤差検出
器9のディジタル乗加算回路でコヒーレントAGC回1
15からのPCM−PSKサンプリングデータにSIN
波データを掛算して検出される工信号データのミツドビ
ットを積分して、タイミング発生器16からのビットレ
ートの整数(2のN4乗)分の1のタイミングでダンプ
し、データとタイミングクロックとの位相差を位相エラ
ー情報としてループフィルタ13に出力している。In parallel with the above PSK demodulation operation, the digital multiplication and addition circuit of the bit synchronization error detector 9 performs coherent AGC once.
SIN to PCM-PSK sampling data from 15
The mid-bit of the signal data detected by multiplying the wave data is integrated and dumped at a timing that is an integer (2 to the power of N4) of the bit rate from the timing generator 16. The phase difference is output to the loop filter 13 as phase error information.
ループフィルタ13ではビット同期誤差検出器9からの
位相エラー情報に基づき数値制御発振器15の制御量デ
ータを計算し出力する。数値制御発振器15は制御量デ
ータによってサンプリング周波数が変更されビット同期
がとれるようになっている。タイミング発生器16は、
数値制御発振器15出力に基づきビット同期誤差検出器
9のダンプクロックdを発生し、また、同期クロックを
外部へ出力する。The loop filter 13 calculates and outputs control amount data for the numerically controlled oscillator 15 based on the phase error information from the bit synchronization error detector 9. The sampling frequency of the numerically controlled oscillator 15 is changed according to the control amount data so that bit synchronization can be achieved. The timing generator 16 is
It generates a dump clock d for the bit synchronization error detector 9 based on the output of the numerically controlled oscillator 15, and also outputs the synchronization clock to the outside.
以上説明したように第1図に示す実施例は、PCM−P
SKの検波と同時にビット同期もとるものである。As explained above, the embodiment shown in FIG.
Bit synchronization is also achieved at the same time as SK detection.
以上説明したように本発明は、従来のアナログ回路で構
成されたPSK復調回路及びビット同期回路の主要部を
ディジタル回路で構成することにより、複雑な復調同期
ループの調整を不要にできるとともに小型化、高性能化
でき、PCM−PSKベースバンド信号をPSK復調す
ると同時にビット同期をとることができるために、復調
動作に必要な時間を短縮できる効果がある。As explained above, the present invention eliminates the need for complex demodulation synchronization loop adjustment and downsizes by configuring the main parts of the PSK demodulation circuit and bit synchronization circuit, which are conventional analog circuits, with digital circuits. , the performance can be improved, and bit synchronization can be achieved at the same time as PSK demodulation of the PCM-PSK baseband signal, which has the effect of shortening the time required for demodulation operation.
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。
1・・・クロック発生用シンセサイザ、2・・・低域フ
ィルタ、3・・・AGC回路、4・・・A−D変換器、
5・・・コヒーレントAGC回路、6・・・I成分検波
器、7・・・Q成分検波器、8・・・復調誤差検出器、
9・・・ビット同期誤差検出器、10・・・SIN波形
発生器、】1・・・CoS波形発生器、12.13・・
・ループフィルタ、14.15・・・数値制御発振器、
16・・・タイミング発生器、17・・・AGC演算演
算/タフ2判定器8・・・D−A変換器。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Synthesizer for clock generation, 2... Low-pass filter, 3... AGC circuit, 4... A-D converter,
5... Coherent AGC circuit, 6... I component detector, 7... Q component detector, 8... Demodulation error detector,
9...Bit synchronization error detector, 10...SIN waveform generator, ]1...CoS waveform generator, 12.13...
・Loop filter, 14.15... numerically controlled oscillator,
16... Timing generator, 17... AGC calculation/tough 2 judger 8... D-A converter.
Claims (3)
と、このA−D変換器が出力したディジタル信号をディ
ジタル的に位相復調するコスタス形の復調ループと、こ
の復調ループと並列に設けられ前記A−D変換器が出力
した前記ディジタル信号からディジタル的に同期クロッ
クを抽出するビット同期ループとを備えたことを特徴と
するPSK復調方式。(1) An A-D converter that digitizes a two-phase PSK signal, a Costas-type demodulation loop that digitally demodulates the phase of the digital signal output from this A-D converter, and an A-D converter that is installed in parallel with this demodulation loop. and a bit synchronized loop for digitally extracting a synchronized clock from the digital signal outputted from the A-D converter.
のレベルを前記復調ループで得た復調データ成分に基づ
き制御する自動利得制御回路を有する請求項1記載のP
SK復調方式。(2) The device according to claim 1, further comprising an automatic gain control circuit that controls the level of the digital signal output by the A-D converter based on the demodulated data component obtained by the demodulation loop.
SK demodulation method.
れて前記同期クロックを出力する数値制御発振器と、前
記A−D変換器が出力した前記ディジタル信号を前記数
値制御発振器が出力した前記同期クロックに基づき前記
2相PSK信号のビット中央のタイミングで同期検波す
る位相誤差検出用の乗加算回路と、この乗加算回路の出
力信号から前記制御信号をつくるディジタルループフィ
ルタとを有する請求項1又は2記載のPSK復調方式。(3) The bit synchronized loop includes a numerically controlled oscillator that outputs the synchronized clock by being phase-controlled by a control signal, and a numerically controlled oscillator that outputs the synchronized clock by controlling the phase of the digital signal outputted by the A-D converter. 3. A multiplication and addition circuit for phase error detection that performs synchronous detection at the timing of the center bit of said two-phase PSK signal based on the above, and a digital loop filter that generates said control signal from an output signal of said multiplication and addition circuit. PSK demodulation method described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23803289A JPH0399548A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Psk demodulation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23803289A JPH0399548A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Psk demodulation system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0399548A true JPH0399548A (en) | 1991-04-24 |
Family
ID=17024158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23803289A Pending JPH0399548A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Psk demodulation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0399548A (en) |
-
1989
- 1989-09-12 JP JP23803289A patent/JPH0399548A/en active Pending
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