JPH07162467A - Ｍ相ｐｓｋ変調のクロック抽出器 - Google Patents
Ｍ相ｐｓｋ変調のクロック抽出器Info
- Publication number
- JPH07162467A JPH07162467A JP5338071A JP33807193A JPH07162467A JP H07162467 A JPH07162467 A JP H07162467A JP 5338071 A JP5338071 A JP 5338071A JP 33807193 A JP33807193 A JP 33807193A JP H07162467 A JPH07162467 A JP H07162467A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- clock
- timing
- symbol period
- phase
- Prior art date
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- Pending
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 入力信号搬送波と局部信号との間に周波数オ
フセットがあってもクロックタイミングを正しく抽出可
能とする。 【構成】 入力信号を直交検波し、その検波出力のＩ信
号、Ｑ信号をそれぞれ自乗し、その和を取り、開平器２
４で平方根を取る。この開平器２４の出力の１シンボル
周期内の各サンプル点ごとの分散値を演算器２５で演算
する。その分散値の最小値を判定手段２７で判定してそ
の最小点と対応するサンプリング点をクロックタイミン
グとして出力する。前記分散値の変化状態は図１Ｃの曲
線２８となり、瞬時電力のアイパターンは図１Ｂとな
る。
フセットがあってもクロックタイミングを正しく抽出可
能とする。 【構成】 入力信号を直交検波し、その検波出力のＩ信
号、Ｑ信号をそれぞれ自乗し、その和を取り、開平器２
４で平方根を取る。この開平器２４の出力の１シンボル
周期内の各サンプル点ごとの分散値を演算器２５で演算
する。その分散値の最小値を判定手段２７で判定してそ
の最小点と対応するサンプリング点をクロックタイミン
グとして出力する。前記分散値の変化状態は図１Ｃの曲
線２８となり、瞬時電力のアイパターンは図１Ｂとな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば衛星通信にお
ける衛星に搭載され、Ｍ相（Ｍ＝２n ，ｎは１以上の整
数）ＰＳＫ（位相シフトキーニング）変調信号を受信し
て、その変調デジタル信号を復調するためにもちいるク
ロックを抽出するクロック抽出器に関する。
ける衛星に搭載され、Ｍ相（Ｍ＝２n ，ｎは１以上の整
数）ＰＳＫ（位相シフトキーニング）変調信号を受信し
て、その変調デジタル信号を復調するためにもちいるク
ロックを抽出するクロック抽出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のクロック抽出器において
は、その入力ＰＳＫ変調波の変調デジタル信号の復調出
力が１と−１とがランダムに生じる信号であり、この信
号の０を通過する点を検出してクロックを抽出してい
た。しかし多相位相変調、つまり２相以上のＰＳＫ変調
信号の場合において、その受信波の搬送波と局部信号と
に周波数ずれがあると、つまりいわゆる周波数オフセッ
トがあると復調信号の０点の変動が大きくクロックの抽
出が困難となる。
は、その入力ＰＳＫ変調波の変調デジタル信号の復調出
力が１と−１とがランダムに生じる信号であり、この信
号の０を通過する点を検出してクロックを抽出してい
た。しかし多相位相変調、つまり２相以上のＰＳＫ変調
信号の場合において、その受信波の搬送波と局部信号と
に周波数ずれがあると、つまりいわゆる周波数オフセッ
トがあると復調信号の０点の変動が大きくクロックの抽
出が困難となる。
【０００３】すなわち、復調した１、−１の連続するベ
ースバンドデジタル信号の波形をシンボルロックと同期
させて重ねてブラウン管上に表示した、いわゆるアイパ
ターンは受信搬送波の周波数と局部信号の周波数が正し
く一致した状態では図３Ａに示すようにデジタル信号１
の状態、−１の状態、あるいはそれらが連続した状態な
どがそれぞれ明瞭に現れ、いわゆるアイが大きく開いた
状態となっており、従ってアイが最も開いた状態のとこ
ろで信号を判定することによって１と−１とを正しく識
別することができ、またクロックを正しく抽出すること
ができる。
ースバンドデジタル信号の波形をシンボルロックと同期
させて重ねてブラウン管上に表示した、いわゆるアイパ
ターンは受信搬送波の周波数と局部信号の周波数が正し
く一致した状態では図３Ａに示すようにデジタル信号１
の状態、−１の状態、あるいはそれらが連続した状態な
どがそれぞれ明瞭に現れ、いわゆるアイが大きく開いた
状態となっており、従ってアイが最も開いた状態のとこ
ろで信号を判定することによって１と−１とを正しく識
別することができ、またクロックを正しく抽出すること
ができる。
【０００４】しかし受信搬送波の周波数と局部信号の周
波数とにずれが生じ、周波数オフセットが生じると、受
信信号の位相を検出する際に位相が大きく回転してしま
い、アイパターンは図３Ｂに示すように乱れ、アイが開
かない状態となり、つまり同じデジタル信号の条件でも
その信号の包絡状態が変化してしまい、どの点で判定し
てよいか分からなくなり、１、−１の判定をすることが
できず、またクロック抽出もできない。従って後段にお
いて再生デジタル信号から入力信号と局部信号との位相
ずれを検出する際、正しく位相ずれを検出できることが
できず、局部信号を入力搬送波信号に周波数引き込みを
させることが困難となった。
波数とにずれが生じ、周波数オフセットが生じると、受
信信号の位相を検出する際に位相が大きく回転してしま
い、アイパターンは図３Ｂに示すように乱れ、アイが開
かない状態となり、つまり同じデジタル信号の条件でも
その信号の包絡状態が変化してしまい、どの点で判定し
てよいか分からなくなり、１、−１の判定をすることが
できず、またクロック抽出もできない。従って後段にお
いて再生デジタル信号から入力信号と局部信号との位相
ずれを検出する際、正しく位相ずれを検出できることが
できず、局部信号を入力搬送波信号に周波数引き込みを
させることが困難となった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は入力
搬送波の周波数と局部信号の周波数との差が比較的大き
くても、しかもその周波数差がフェージング等によって
変動してもクロックタイミングを正しく抽出することが
でき、よってこのクロック抽出器の後段に置かれる搬送
波位相誤差検出器においても入力搬送波に対して局部信
号との位相誤差を正しく検出することができ、入力信号
に対し局部信号周波数を追従させることを可能とするク
ロック抽出器を提供することにある。
搬送波の周波数と局部信号の周波数との差が比較的大き
くても、しかもその周波数差がフェージング等によって
変動してもクロックタイミングを正しく抽出することが
でき、よってこのクロック抽出器の後段に置かれる搬送
波位相誤差検出器においても入力搬送波に対して局部信
号との位相誤差を正しく検出することができ、入力信号
に対し局部信号周波数を追従させることを可能とするク
ロック抽出器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明によれば入力し
たＭ相ＰＳＫ変調信号の瞬時同相成分ａ（ｔ）の絶対値
のｘ乗と瞬時直交成分ｂ（ｔ）の絶対値のｙ乗との和Ｐ
のｚ乗（ｘ，ｙ，ｚは０でない実数）が、その変調信号
のシンボル周期を等間隔に分割した点ごとに瞬時電力検
出手段により検出され、その検出したＰの変化状態から
クロックタイミングが判定手段により判定される。請求
項２の発明では上記判定手段は上記各分割点ごとの検出
したＰの分散値あるいは標準偏差が演算され、その演算
した分散値あるいは標準偏差が最小となるタイミングが
抽出され、その点がクロックタイミングとされる。
たＭ相ＰＳＫ変調信号の瞬時同相成分ａ（ｔ）の絶対値
のｘ乗と瞬時直交成分ｂ（ｔ）の絶対値のｙ乗との和Ｐ
のｚ乗（ｘ，ｙ，ｚは０でない実数）が、その変調信号
のシンボル周期を等間隔に分割した点ごとに瞬時電力検
出手段により検出され、その検出したＰの変化状態から
クロックタイミングが判定手段により判定される。請求
項２の発明では上記判定手段は上記各分割点ごとの検出
したＰの分散値あるいは標準偏差が演算され、その演算
した分散値あるいは標準偏差が最小となるタイミングが
抽出され、その点がクロックタイミングとされる。
【０００７】請求項３の発明では、上記判定手段は検出
した各分割点ごとのＰの平均値が演算され、その演算さ
れた平均値が最大となるタイミングがクロックタイミン
グとされる。請求項４の発明では、上記判定手段は検出
した各分割点ごとのＰを比較し、その最小値が最大とな
るタイミングが求められ、その点がクロックタイミング
とされる。
した各分割点ごとのＰの平均値が演算され、その演算さ
れた平均値が最大となるタイミングがクロックタイミン
グとされる。請求項４の発明では、上記判定手段は検出
した各分割点ごとのＰを比較し、その最小値が最大とな
るタイミングが求められ、その点がクロックタイミング
とされる。
【０００８】請求項５の発明では、上記判定手段は検出
した各分割点ごとのＰを比較し、その最大値が最小とな
るタイミングが求められ、その点がクロックタイミング
とされる。
した各分割点ごとのＰを比較し、その最大値が最小とな
るタイミングが求められ、その点がクロックタイミング
とされる。
【０００９】
【実施例】図１Ａに請求項２の発明の実施例を示す。入
力端子１１からのＭ相ＰＳＫ入力信号は瞬時電力検出手
段１２に入力される。瞬時電力検出手段１２において
は、局部信号発生器１３からの局部信号により入力ＰＳ
Ｋ信号が直交検波器１４により直交検波されて互いに直
交した成分のＩ信号とＱ信号とが検出される。即ち局部
信号発生器１３よりの局部信号と入力信号とは乗算器１
５で乗算されるとともに、移相器１６でπ／２位相がず
らされた局部信号と乗算器１７で乗算され、これら乗算
器１５、１７からＩ信号、Ｑ信号がそれぞれ検出され
る。例えば衛星に搭載された受信機においては地上より
の搬送波信号が１００ＫＨｚ程度の信号に落とされ、そ
の１００ＫＨｚ程度の信号が局部信号発生器１３の局部
信号によって直交検波される。或いは、移動通信におい
ては受信入力搬送波信号自体、又は中間周波信号に変換
されたものが局部信号発生器１３の局部信号により直交
検波される。
力端子１１からのＭ相ＰＳＫ入力信号は瞬時電力検出手
段１２に入力される。瞬時電力検出手段１２において
は、局部信号発生器１３からの局部信号により入力ＰＳ
Ｋ信号が直交検波器１４により直交検波されて互いに直
交した成分のＩ信号とＱ信号とが検出される。即ち局部
信号発生器１３よりの局部信号と入力信号とは乗算器１
５で乗算されるとともに、移相器１６でπ／２位相がず
らされた局部信号と乗算器１７で乗算され、これら乗算
器１５、１７からＩ信号、Ｑ信号がそれぞれ検出され
る。例えば衛星に搭載された受信機においては地上より
の搬送波信号が１００ＫＨｚ程度の信号に落とされ、そ
の１００ＫＨｚ程度の信号が局部信号発生器１３の局部
信号によって直交検波される。或いは、移動通信におい
ては受信入力搬送波信号自体、又は中間周波信号に変換
されたものが局部信号発生器１３の局部信号により直交
検波される。
【００１０】この例では直交検波出力をデジタル処理し
てクロックタイミングを抽出するようにした場合であっ
て、直交検波器１４よりのＩ信号、Ｑ信号はそれぞれ図
に示していないアナログ低域通過フィルタを通過後、Ａ
Ｄ変換器１８、１９でデジタル信号に変換され、図に示
していないデジタル低域通過フィルタ通過後これらデジ
タル信号は自乗器２１、２２でそれぞれ自乗され、その
自乗出力は加算器２３で加算されて瞬時電力が得られ
る。その瞬時電力出力は開平器２４で平方根がとられ
る。このようにして開平器２４の出力が瞬時電力の平方
根で、瞬時電圧振幅値に比例した値で検出手段１２のも
う一つの出力である。
てクロックタイミングを抽出するようにした場合であっ
て、直交検波器１４よりのＩ信号、Ｑ信号はそれぞれ図
に示していないアナログ低域通過フィルタを通過後、Ａ
Ｄ変換器１８、１９でデジタル信号に変換され、図に示
していないデジタル低域通過フィルタ通過後これらデジ
タル信号は自乗器２１、２２でそれぞれ自乗され、その
自乗出力は加算器２３で加算されて瞬時電力が得られ
る。その瞬時電力出力は開平器２４で平方根がとられ
る。このようにして開平器２４の出力が瞬時電力の平方
根で、瞬時電圧振幅値に比例した値で検出手段１２のも
う一つの出力である。
【００１１】この検出された瞬時電圧振幅値は分散値演
算手段２５でその瞬時電圧振幅値の分散値が演算され
る。即ち１シンボル周期内の各サンプリング点における
瞬時電圧振幅値のばらつき状態を示す値（分散値）がメ
モリ２６に記憶され、このメモリ２６の記憶内容から分
散値の最小となるサンプリング点（タイミング）が判定
手段２７で判定され、その最小となるタイミングがクロ
ックタイミングとして出力される。
算手段２５でその瞬時電圧振幅値の分散値が演算され
る。即ち１シンボル周期内の各サンプリング点における
瞬時電圧振幅値のばらつき状態を示す値（分散値）がメ
モリ２６に記憶され、このメモリ２６の記憶内容から分
散値の最小となるサンプリング点（タイミング）が判定
手段２７で判定され、その最小となるタイミングがクロ
ックタイミングとして出力される。
【００１２】入力端子１１よりの入力信号の搬送波周波
数と局部信号発生器１３の局部信号の周波数との間に偏
差Δｆがあったとすると、直交検波器１４よりのＩ信号
はａ（ｔ）・ｃｏｓ（２πΔｆｔ＋θ）−ｂ（ｔ）ｓｉ
ｎ（２πΔｆｔ＋θ）（ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）はそれぞれ
シンボル値、θは搬送波初期位相差）となり、Ｑ信号は
ａ（ｔ）ｓｉｎ（２πΔｆｔ＋θ）＋ｂ（ｔ）ｃｏｓ
（２πΔｆｔ＋θ）となる。従って加算器２３の出力は Ａ2 ＝Ｉ2 ＋Ｑ2 ＝ａ2 （ｔ）＋ｂ2 （ｔ） となる。加算器２３の出力には周波数誤差が現れない。
これをアイパターンで表示すると図１Ｂに示すようにな
り、これは局部信号と入力信号との周波数オフセットが
影響されないアイパターンである。このアイパターンに
おける各サンプリング点の分散値を求めると、図１Ｃの
曲線２８となる。つまり図１Ｂにおいて瞬時電圧振幅値
が集中しているサンプリング点Ｐ1 が分散値が最も小さ
い点であり、この分散値の曲線２８が最小値となる点Ｐ
1 がクロックタイミングであり、つまり図３Ａにおいて
アイが最も開いた点と対応する。なお分散値演算部２
５、メモリ２６、最小値判定部２７などに対する制御は
制御部２９で行う。
数と局部信号発生器１３の局部信号の周波数との間に偏
差Δｆがあったとすると、直交検波器１４よりのＩ信号
はａ（ｔ）・ｃｏｓ（２πΔｆｔ＋θ）−ｂ（ｔ）ｓｉ
ｎ（２πΔｆｔ＋θ）（ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）はそれぞれ
シンボル値、θは搬送波初期位相差）となり、Ｑ信号は
ａ（ｔ）ｓｉｎ（２πΔｆｔ＋θ）＋ｂ（ｔ）ｃｏｓ
（２πΔｆｔ＋θ）となる。従って加算器２３の出力は Ａ2 ＝Ｉ2 ＋Ｑ2 ＝ａ2 （ｔ）＋ｂ2 （ｔ） となる。加算器２３の出力には周波数誤差が現れない。
これをアイパターンで表示すると図１Ｂに示すようにな
り、これは局部信号と入力信号との周波数オフセットが
影響されないアイパターンである。このアイパターンに
おける各サンプリング点の分散値を求めると、図１Ｃの
曲線２８となる。つまり図１Ｂにおいて瞬時電圧振幅値
が集中しているサンプリング点Ｐ1 が分散値が最も小さ
い点であり、この分散値の曲線２８が最小値となる点Ｐ
1 がクロックタイミングであり、つまり図３Ａにおいて
アイが最も開いた点と対応する。なお分散値演算部２
５、メモリ２６、最小値判定部２７などに対する制御は
制御部２９で行う。
【００１３】上述においては分散値の計算を入力信号の
デジタル信号中の１シンボル長に対応する、ＡＤ変換器
１８、１９におけるサンプリング点０乃至ｎ（ｎは例え
ば２５程度）の全点について演算したが、例えば図２Ａ
に示すように第１サンプリング点と第２サンプリング点
と第３サンプリング点との３つのサンプリング点に注目
し、その３点について、例えば各５シンボル以上におけ
る分散値σ0 2、σ1 2、σ2 2をそれぞれ求め、分散値曲線
２８の傾斜を考えて、図の場合においては分散値σ2 2の
ほうがσ0 2よりも小さいから図において右側に傾斜し、
つまりサンプリング点の注目点を進めたほうが最小値と
なる点に近づくことが分かり、従って次に注目点を第２
サンプリング点と第３サンプリング点と第４サンプリン
グ点とに変えて同様にこれらの３つのサンプリング点に
ついての５シンボル程度の分散値を図２Ｂに示すように
求め、以下同様にしてその注目するサンプリング点の３
つの内の真ん中が最小で両側がほぼ同一となる点を図２
Ｃに示すように求める。このようにすることによって全
てのサンプリング点について分散を求めるよりも計算量
を少なくしてクロックタイミングを求めることができ
る。全サンプリング点について分散値を計算することを
実時間で行うために計算速度を著しく高くする必要があ
り、すべての瞬時データを５シンボル分以上について行
うことになり、比較的時間がかかるが、前述のように３
点ずつの処理を行ったほうが一度に行う演算時間が少な
くてすむ。隣接する３つのサンプリング点に注目するの
ではなく、適当に間隔を置いた３つのサンプリング点に
注目し、最小値点を探すとともに、注目する３つの点の
サンプリング点の間隔を小さくするようにしてクロック
タイミングに到達する時間を早めることもできる。
デジタル信号中の１シンボル長に対応する、ＡＤ変換器
１８、１９におけるサンプリング点０乃至ｎ（ｎは例え
ば２５程度）の全点について演算したが、例えば図２Ａ
に示すように第１サンプリング点と第２サンプリング点
と第３サンプリング点との３つのサンプリング点に注目
し、その３点について、例えば各５シンボル以上におけ
る分散値σ0 2、σ1 2、σ2 2をそれぞれ求め、分散値曲線
２８の傾斜を考えて、図の場合においては分散値σ2 2の
ほうがσ0 2よりも小さいから図において右側に傾斜し、
つまりサンプリング点の注目点を進めたほうが最小値と
なる点に近づくことが分かり、従って次に注目点を第２
サンプリング点と第３サンプリング点と第４サンプリン
グ点とに変えて同様にこれらの３つのサンプリング点に
ついての５シンボル程度の分散値を図２Ｂに示すように
求め、以下同様にしてその注目するサンプリング点の３
つの内の真ん中が最小で両側がほぼ同一となる点を図２
Ｃに示すように求める。このようにすることによって全
てのサンプリング点について分散を求めるよりも計算量
を少なくしてクロックタイミングを求めることができ
る。全サンプリング点について分散値を計算することを
実時間で行うために計算速度を著しく高くする必要があ
り、すべての瞬時データを５シンボル分以上について行
うことになり、比較的時間がかかるが、前述のように３
点ずつの処理を行ったほうが一度に行う演算時間が少な
くてすむ。隣接する３つのサンプリング点に注目するの
ではなく、適当に間隔を置いた３つのサンプリング点に
注目し、最小値点を探すとともに、注目する３つの点の
サンプリング点の間隔を小さくするようにしてクロック
タイミングに到達する時間を早めることもできる。
【００１４】なおプリアンブルデータのように＋１、−
１を交互に取る場合は分散値はゼロになってしまい、請
求項２の発明を適用することはできないが通信データの
デジタル信号は＋１と−１とをランダムに取るためこの
発明を適用できる。請求項３の発明の実施例において
は、図２Ｄに示すように瞬時電力検出手段１２で検出さ
れた瞬時電力を平均値演算手段３１で平均値を求め、そ
の平均値を３２に供給し平均値の最大値を判定手段３３
で求めて、平均値が最大となるサンプリング点をクロッ
クタイミングとして出力する。つまり、図１Ｂにおいて
各サンプリング点の瞬時電力の平均値を求めると、図１
Ｃの曲線３４に示すようになり、分散値曲線２８が最小
となる点で平均値曲線３４が最大となり、このサンプリ
ング点がクロックタイミングとして出力される。
１を交互に取る場合は分散値はゼロになってしまい、請
求項２の発明を適用することはできないが通信データの
デジタル信号は＋１と−１とをランダムに取るためこの
発明を適用できる。請求項３の発明の実施例において
は、図２Ｄに示すように瞬時電力検出手段１２で検出さ
れた瞬時電力を平均値演算手段３１で平均値を求め、そ
の平均値を３２に供給し平均値の最大値を判定手段３３
で求めて、平均値が最大となるサンプリング点をクロッ
クタイミングとして出力する。つまり、図１Ｂにおいて
各サンプリング点の瞬時電力の平均値を求めると、図１
Ｃの曲線３４に示すようになり、分散値曲線２８が最小
となる点で平均値曲線３４が最大となり、このサンプリ
ング点がクロックタイミングとして出力される。
【００１５】又、図１Ｂの最小値のエンベロープ３５を
見ると分かるように、最小値のエンベロープ３５が最大
となる点はタイミングＰ1 である。よって請求項３にお
いては図２Ｅに示すように検出した瞬時電力のうち、そ
の最小値の点を最小値記憶メモリ３６に記憶し、この最
小値記憶メモリ３６の記憶値からその最大値を判定手段
３７で判定し、その最大値となるサンプリング点をクロ
ックタイミングとして出力する。
見ると分かるように、最小値のエンベロープ３５が最大
となる点はタイミングＰ1 である。よって請求項３にお
いては図２Ｅに示すように検出した瞬時電力のうち、そ
の最小値の点を最小値記憶メモリ３６に記憶し、この最
小値記憶メモリ３６の記憶値からその最大値を判定手段
３７で判定し、その最大値となるサンプリング点をクロ
ックタイミングとして出力する。
【００１６】同様に図１Ｂの瞬時電力の最大値となる点
のエンベロープ３８の最小値となる点は、クロックタイ
ミングＰ1 となるから請求項４の発明では図２Ｆに示す
ように検出した瞬時電力は最大値記憶メモリ３９に記憶
され、そのメモリ３９における最大値中の最小値が判定
手段４１で判定され、その最小値となるサンプリング点
がクロックタイミングとして出力される。
のエンベロープ３８の最小値となる点は、クロックタイ
ミングＰ1 となるから請求項４の発明では図２Ｆに示す
ように検出した瞬時電力は最大値記憶メモリ３９に記憶
され、そのメモリ３９における最大値中の最小値が判定
手段４１で判定され、その最小値となるサンプリング点
がクロックタイミングとして出力される。
【００１７】図２Ｄ、Ｅ、Ｆにそれぞれ示した場合にお
いても、図２Ａ、Ｂ、Ｃについて述べたと同様に最初か
ら全サンプリング点に注目するのではなく３つのサンプ
リング点に注目して各最大値或いは最小値を得るように
することもできる。つまりこのように各サンプリング点
について順次全てを計算していくと計算速度が間に合わ
ないため、３つのサンプリング点に注目して演算をする
ことによって全体としては演算時間を少なくすることが
可能となる。又、上述においては瞬時電力検出手段１２
の出力として開平器２４の出力を用いたが、その前の加
算器２３の出力を瞬時電力として用いてもよい。更に一
般的にはＭ相ＰＳＫ変調波の瞬時同相成分ａ（ｔ）の２
ｎ乗（ｎは１以上の整数）と瞬時直交成分ｂ（ｔ）の２
ｎ乗との和Ｐｐ又はＰｐのｎ乗根Ｐｑ＝ n√Ｐｐを検出
し、Ｐｐ又はＰｑについて分散値、標準偏差、平均値、
最小値の最大、最大値の最小の各サンプリング点を求め
るようにしてもよい。更に一般的にはａ（ｔ）の絶対値
のｘ乗と瞬時直交成分ｂ（ｔ）の絶対値のｙ乗との和Ｐ
のｚ乗（ｘ，ｙ，ｚは０でない実数）Ｐ＝（｜ａ（ｔ）
｜x ＋｜ｂ（ｔ）｜y ）z を検出して行ってもよい。こ
の場合で最小値を求める場合でｘ，ｙが負の場合は最小
を求め、同様に最大値を求める場合はｘ，ｙが負の場合
は最大を求めることになる。ｘ＝ｙ＝３、ｚ＝１、つま
り｜ａ（ｔ）｜3 ＋｜ｂ（ｔ）｜3 を求め、その分散値
を求めると｜ａ（ｔ）｜2 ＋｜ｂ（ｔ）｜2 （ｘ＝ｙ＝
ｚ，ｚ＝１）の分散値よりも図４に示すように、その分
散値曲線の曲がりが急であって、最小値のタイミングの
判定が容易かつ正確になる。ｘ＝ｙ＝４にすると分散値
曲線の曲がりが更に急になる。演算を簡素化する点では
｜ａ（ｔ）｜＋｜ｂ（ｔ）｜つまりｘ＝ｙ＝ｚ＝１でも
よい。ｘとｙとを異ならせ、例えばｘ＝２.5、ｙ＝２、
ｚ＝１、つまり｜ａ（ｔ）｜2.5 ＋｜ｂ（ｔ）｜ 2 とし
て、前述したように分散値などを求めてクロックタイミ
ングを求めると、ａ（ｔ）の成分がｂ（ｔ）成分より強
く寄与することになる。
いても、図２Ａ、Ｂ、Ｃについて述べたと同様に最初か
ら全サンプリング点に注目するのではなく３つのサンプ
リング点に注目して各最大値或いは最小値を得るように
することもできる。つまりこのように各サンプリング点
について順次全てを計算していくと計算速度が間に合わ
ないため、３つのサンプリング点に注目して演算をする
ことによって全体としては演算時間を少なくすることが
可能となる。又、上述においては瞬時電力検出手段１２
の出力として開平器２４の出力を用いたが、その前の加
算器２３の出力を瞬時電力として用いてもよい。更に一
般的にはＭ相ＰＳＫ変調波の瞬時同相成分ａ（ｔ）の２
ｎ乗（ｎは１以上の整数）と瞬時直交成分ｂ（ｔ）の２
ｎ乗との和Ｐｐ又はＰｐのｎ乗根Ｐｑ＝ n√Ｐｐを検出
し、Ｐｐ又はＰｑについて分散値、標準偏差、平均値、
最小値の最大、最大値の最小の各サンプリング点を求め
るようにしてもよい。更に一般的にはａ（ｔ）の絶対値
のｘ乗と瞬時直交成分ｂ（ｔ）の絶対値のｙ乗との和Ｐ
のｚ乗（ｘ，ｙ，ｚは０でない実数）Ｐ＝（｜ａ（ｔ）
｜x ＋｜ｂ（ｔ）｜y ）z を検出して行ってもよい。こ
の場合で最小値を求める場合でｘ，ｙが負の場合は最小
を求め、同様に最大値を求める場合はｘ，ｙが負の場合
は最大を求めることになる。ｘ＝ｙ＝３、ｚ＝１、つま
り｜ａ（ｔ）｜3 ＋｜ｂ（ｔ）｜3 を求め、その分散値
を求めると｜ａ（ｔ）｜2 ＋｜ｂ（ｔ）｜2 （ｘ＝ｙ＝
ｚ，ｚ＝１）の分散値よりも図４に示すように、その分
散値曲線の曲がりが急であって、最小値のタイミングの
判定が容易かつ正確になる。ｘ＝ｙ＝４にすると分散値
曲線の曲がりが更に急になる。演算を簡素化する点では
｜ａ（ｔ）｜＋｜ｂ（ｔ）｜つまりｘ＝ｙ＝ｚ＝１でも
よい。ｘとｙとを異ならせ、例えばｘ＝２.5、ｙ＝２、
ｚ＝１、つまり｜ａ（ｔ）｜2.5 ＋｜ｂ（ｔ）｜ 2 とし
て、前述したように分散値などを求めてクロックタイミ
ングを求めると、ａ（ｔ）の成分がｂ（ｔ）成分より強
く寄与することになる。
【００１８】図５Ａに請求項６の発明の実施例を示す。
Ｉ信号とＱ信号は符号反転検出器４５に入力され、図５
Ｂに示すようにＩ信号とＱ信号それぞれが１シンボル前
と比べ符号が反転している状態を検出する。この符号反
転を調べるには、１シンボル遅延したものと遅延しない
ものとを掛け算して、符号が負となることで、あるいは
両者の排他的論理和をとって判別できる。この状態が検
出された１シンボル間におけるＩ2 ＋Ｑ2 の最小点を最
小点判定部４６で検出する。１シンボル間に区切った点
の両端が丁度最小点、またはその近くになるような場合
は、符号反転の検出が不正確になる。この様な場合を救
済するには、半シンボルシフトした点で行えばより正確
になる。初期の段階では、このように、半シンボルごと
に符号の判定を行うほうがよい。最小値判定部４０で
は、現時点と１シンボル前までの間を等間隔で刻み、例
えば２５点で刻み、その各点のＩ2 ＋Ｑ2 の値を調べ、
図５Ｃに示すように最小となる点を求め、この時点のタ
イミングから半シンボルずれたところをクロックタイミ
ングとして決定する。
Ｉ信号とＱ信号は符号反転検出器４５に入力され、図５
Ｂに示すようにＩ信号とＱ信号それぞれが１シンボル前
と比べ符号が反転している状態を検出する。この符号反
転を調べるには、１シンボル遅延したものと遅延しない
ものとを掛け算して、符号が負となることで、あるいは
両者の排他的論理和をとって判別できる。この状態が検
出された１シンボル間におけるＩ2 ＋Ｑ2 の最小点を最
小点判定部４６で検出する。１シンボル間に区切った点
の両端が丁度最小点、またはその近くになるような場合
は、符号反転の検出が不正確になる。この様な場合を救
済するには、半シンボルシフトした点で行えばより正確
になる。初期の段階では、このように、半シンボルごと
に符号の判定を行うほうがよい。最小値判定部４０で
は、現時点と１シンボル前までの間を等間隔で刻み、例
えば２５点で刻み、その各点のＩ2 ＋Ｑ2 の値を調べ、
図５Ｃに示すように最小となる点を求め、この時点のタ
イミングから半シンボルずれたところをクロックタイミ
ングとして決定する。
【００１９】このクロック抽出の方法は、データを１シ
ンボル間だけ蓄積すれば求めることができる。実時間の
処理で、計算量を短縮する必要のある場合には、１シン
ボル間すべての点の処理を行わず、点数を適宜減らして
もよい。最小では２点だけでＩ2 ＋Ｑ2 を計算し、小さ
い方にクロックをシフトし、次のデータでも同様のこと
をすれば、順次正しいクロックタイミングに近づいてい
く。シフトしない場合は、判定点をそのままにし、反対
方向の点と比較し、そちらが小さければその方向にシフ
トし、そうでなければ、その点が最小点となる。もう少
しクロック抽出を速くするには、３点を計算し、最小値
の方にシフトする方法もある。さらに、２点或いは数点
で判定する場合でも、隣り合った時点で無く、間隔をあ
けてもよい。初期には間隔をあけ、時間経過と共に間隔
を小さくしてもよい。このようにすれば、計算量を少な
くし、クロック抽出時間を速くすることができる。
ンボル間だけ蓄積すれば求めることができる。実時間の
処理で、計算量を短縮する必要のある場合には、１シン
ボル間すべての点の処理を行わず、点数を適宜減らして
もよい。最小では２点だけでＩ2 ＋Ｑ2 を計算し、小さ
い方にクロックをシフトし、次のデータでも同様のこと
をすれば、順次正しいクロックタイミングに近づいてい
く。シフトしない場合は、判定点をそのままにし、反対
方向の点と比較し、そちらが小さければその方向にシフ
トし、そうでなければ、その点が最小点となる。もう少
しクロック抽出を速くするには、３点を計算し、最小値
の方にシフトする方法もある。さらに、２点或いは数点
で判定する場合でも、隣り合った時点で無く、間隔をあ
けてもよい。初期には間隔をあけ、時間経過と共に間隔
を小さくしてもよい。このようにすれば、計算量を少な
くし、クロック抽出時間を速くすることができる。
【００２０】この場合の最小値判定においても、（｜Ｉ
｜x ＋｜Ｑ｜y ）z （但し、ｘ，ｙ，ｚはゼロでない実
数）を用いてもよい。図５Ａのクロック抽出は、Ｉ，Ｑ
信号が同時に符号反転していれば、どのような信号でも
クロック抽出が可能である。また、データを１シンボル
間以上の蓄積の必要はなく、簡単になる。計算量はやや
多いが、従来のＩまたは、Ｑの一方のゼロクロス点だけ
でクロック抽出する方式より、周波数オフセットのある
信号に対しても確実にクロックタイミングを抽出するこ
とができる。
｜x ＋｜Ｑ｜y ）z （但し、ｘ，ｙ，ｚはゼロでない実
数）を用いてもよい。図５Ａのクロック抽出は、Ｉ，Ｑ
信号が同時に符号反転していれば、どのような信号でも
クロック抽出が可能である。また、データを１シンボル
間以上の蓄積の必要はなく、簡単になる。計算量はやや
多いが、従来のＩまたは、Ｑの一方のゼロクロス点だけ
でクロック抽出する方式より、周波数オフセットのある
信号に対しても確実にクロックタイミングを抽出するこ
とができる。
【００２１】以上の説明から理解されるようにＰの時間
経過の折返し点を監視したり、微分値の状態など、一般
的にＰの変化状態からクロックタイミングを判定するこ
とができる。
経過の折返し点を監視したり、微分値の状態など、一般
的にＰの変化状態からクロックタイミングを判定するこ
とができる。
【００２２】局部信号発生器１３、直交検波器１４もデ
ジタル回路で構成してもよい。また入力信号がＩ信号、
Ｑ信号として与えられる場合もあり、この場合はデジタ
ル処理とし、この入力信号と局部信号とを直交検波の代
わりに複素乗算を行うことになる。このようにＩ信号、
Ｑ信号を入力し、デジタル処理し、その入力ベースバン
ド信号の搬送波周波数の基準周波数に対するずれがゼロ
の場合は局部信号の周波数はゼロとし、入力信号の搬送
波周波数の基準周波数のずれに応じた周波数の局部信号
を発生して、周波数ずれを補正する場合にもこの発明は
適用される。
ジタル回路で構成してもよい。また入力信号がＩ信号、
Ｑ信号として与えられる場合もあり、この場合はデジタ
ル処理とし、この入力信号と局部信号とを直交検波の代
わりに複素乗算を行うことになる。このようにＩ信号、
Ｑ信号を入力し、デジタル処理し、その入力ベースバン
ド信号の搬送波周波数の基準周波数に対するずれがゼロ
の場合は局部信号の周波数はゼロとし、入力信号の搬送
波周波数の基準周波数のずれに応じた周波数の局部信号
を発生して、周波数ずれを補正する場合にもこの発明は
適用される。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば入
力信号の搬送波と局部信号の周波数との間に誤差があっ
ても、これに関係なくクロックタイミングを正しく抽出
することができる。従って搬送波位相誤差検出部におい
ては位相ずれも正しく検出することが可能となり局部信
号の入力信号に対する周波数追従を広い範囲で行うこと
ができ、しかも速く同期させることが可能となり、安定
に動作することになる。
力信号の搬送波と局部信号の周波数との間に誤差があっ
ても、これに関係なくクロックタイミングを正しく抽出
することができる。従って搬送波位相誤差検出部におい
ては位相ずれも正しく検出することが可能となり局部信
号の入力信号に対する周波数追従を広い範囲で行うこと
ができ、しかも速く同期させることが可能となり、安定
に動作することになる。
【図１】Ａは請求項２の発明の実施例を示すブロック
図、Ｂは瞬時電力のアイパターンを示す図、Ｃは瞬時電
力の分散値及び平均値を示す図である。
図、Ｂは瞬時電力のアイパターンを示す図、Ｃは瞬時電
力の分散値及び平均値を示す図である。
【図２】Ａ、Ｂ、Ｃは分散値の最小点を求める手法を説
明するための図、Ｄは請求項３の発明の要部を示すブロ
ック図、Ｅは請求項４の発明の実施例の要部を示すブロ
ック図、Ｆは請求項５の発明の要部を示すブロック図で
ある。
明するための図、Ｄは請求項３の発明の要部を示すブロ
ック図、Ｅは請求項４の発明の実施例の要部を示すブロ
ック図、Ｆは請求項５の発明の要部を示すブロック図で
ある。
【図３】Ａは搬送波周波数オフセットが無い場合のアイ
パターンを示す図、Ｂは周波数オフセットが有る場合の
アイパターンを示す図である。
パターンを示す図、Ｂは周波数オフセットが有る場合の
アイパターンを示す図である。
【図４】Ｐ＝｜ａ（ｔ）｜x ＋｜ｂ（ｔ）｜y における
ｘ＝ｙ＝２、ｘ＝ｙ＝３、ｘ＝ｙ＝４の各場合のＰの分
散値を示す図。
ｘ＝ｙ＝２、ｘ＝ｙ＝３、ｘ＝ｙ＝４の各場合のＰの分
散値を示す図。
【図５】Ａは請求項６の発明の実施例を示すブロック
図、Ｂ、Ｃはその説明に供する図である。
図、Ｂ、Ｃはその説明に供する図である。
Claims (8)
- 【請求項１】 Ｍ相（Ｍ＝２n ，ｎは１以上の整数）Ｐ
ＳＫ変調信号の瞬時同相成分ａ（ｔ）の絶対値のｘ乗と
瞬時直交成分ｂ（ｔ）の絶対値のｙ乗との和Ｐのｚ乗
（ｘ，ｙ，ｚは共に０でない実数）をシンボル周期を等
間隔に分割した点ごとに検出する瞬時電力検出手段と、 上記検出したＰの変化状態からクロックタイミングを判
定する判定手段と、 を具備するＭ相ＰＳＫ変調のクロック抽出器 - 【請求項２】 上記判定手段は、上記検出したＰの分散
値あるいは標準偏差をシンボル周期を等間隔に分割した
点ごとに演算する演算手段と、上記演算した分散値ある
いは標準偏差が最小値となるタイミングをクロックタイ
ミングとする手段とよりなることを特徴とする請求項１
記載のＭ相ＰＳＫ変調のクロック抽出器。 - 【請求項３】 上記判定手段は、上記検出したＰの平均
値をシンボル周期を等間隔に分割した点ごとに演算する
演算手段と、上記演算した平均値が最大となるタイミン
グをクロックタイミングとする手段とよりなることを特
徴とする請求項１記載のＭ相ＰＳＫ変調のクロック抽出
器。 - 【請求項４】 上記判定手段は、上記検出したＰを、シ
ンボル周期を等間隔に分割した点ごとに比較し、その最
小値が最大となるタイミングをクロックタイミングとす
る手段であることを特徴とする請求項１記載のＭ相ＰＳ
Ｋ変調のクロック抽出器。 - 【請求項５】 上記判定手段は、上記検出したＰを、シ
ンボル周期を等間隔に分割した点ごとに比較し、その最
大値が最小となるタイミングをクロックタイミングとす
る手段であることを特徴とする請求項１記載のＭ相ＰＳ
Ｋ変調のクロック抽出器。 - 【請求項６】 上記判定手段は、１シンボル期間内に上
記瞬時同相成分ａ（ｔ）と、上記瞬時直交成分ｂ（ｔ）
とが同時に符号を反転する状態を検出する手段と、その
検出状態における上記１シンボル期間内で上記和Ｐが最
小となる時点を検出する手段と、その検出した時点から
半シンボル周期ずれた点をクロックタイミングとする手
段とよりなることを特徴とする請求項１記載のＭ相ＰＳ
Ｋ変調のクロック抽出器。 - 【請求項７】 上記ｘとｙとは互いに等しい整数であ
り、かつ上記ｚは１であることを特徴とする請求項１乃
至６のいずれかに記載のＭ相ＰＳＫ変調のクロック抽出
器。 - 【請求項８】 上記判定手段は１シンボル期間内で、上
記瞬時同相成分ａ(t）及び瞬時直交成分ｂ(t) が、いず
れも符号反転する状態を検出する手段と、その状態が検
出された時の上記１シンボル期間中の２サンプリング点
のａ(t)2＋ｂ(t)2を計算し、その少ない方の点にサンプ
リング点をシフトすることにより順次サンプリング点を
ａ(t)2＋ｂ(t)2の最小点に近づけて最小となるサンプリ
ング点から半シンボル周期ずれた点をクロックタイミン
グとする手段とを有することを特徴とした請求項１記載
のクロック抽出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5338071A JPH07162467A (ja) | 1993-10-14 | 1993-12-28 | Ｍ相ｐｓｋ変調のクロック抽出器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25710593 | 1993-10-14 | ||
| JP5-257105 | 1993-10-14 | ||
| JP5338071A JPH07162467A (ja) | 1993-10-14 | 1993-12-28 | Ｍ相ｐｓｋ変調のクロック抽出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07162467A true JPH07162467A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=26543061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5338071A Pending JPH07162467A (ja) | 1993-10-14 | 1993-12-28 | Ｍ相ｐｓｋ変調のクロック抽出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07162467A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010050594A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | シンボルタイミング再生装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60109952A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-15 | Nec Corp | スケルチ信号発生回路 |
| JPH05260108A (ja) * | 1992-03-10 | 1993-10-08 | Fujitsu Ltd | ディジタル通信における復調方式 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5338071A patent/JPH07162467A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60109952A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-15 | Nec Corp | スケルチ信号発生回路 |
| JPH05260108A (ja) * | 1992-03-10 | 1993-10-08 | Fujitsu Ltd | ディジタル通信における復調方式 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010050594A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | シンボルタイミング再生装置 |
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