JPH07212425A - Data receiver - Google Patents
Data receiverInfo
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- JPH07212425A JPH07212425A JP6015710A JP1571094A JPH07212425A JP H07212425 A JPH07212425 A JP H07212425A JP 6015710 A JP6015710 A JP 6015710A JP 1571094 A JP1571094 A JP 1571094A JP H07212425 A JPH07212425 A JP H07212425A
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 変調信号の中心周波数と局部発振周波数間の
周波数誤差Δfに起因して、π/4≦|θe|の位相誤
差θeが生じる場合でも、それを補償する。
【構成】 直交検波に使用する局部発振器4と、変調位
相差を同相成分および直交成分として出力するベースバ
ンド遅延検波回路12と、同相成分および直交成分に生じ
るθeを補償するAFC回路15と、出力の判定器16、17
とを備えるπ/4シフトQPSK変調方式のデータ受信
装置において、ベースバンド遅延検波回路の出力におけ
るθeの大きさの範囲とその向きとを判定するゼロクロ
ス判定手段13と、π/4≦|θe|と判定したときに出
力データをθeの向きと逆方向にπK/4(Kは整数)
シフトしたデータに置換するデータ置換手段18とを設け
る。θeがπ/4以上のときは、AFC回路は従来と同
様の位相補償を行い、そのため判定器は誤った判定デー
タを出力するが、判定手段の検出結果に基づいてデータ
置換手段が訂正する。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] Even if a phase error θe of π / 4 ≦ | θe | occurs due to the frequency error Δf between the center frequency of the modulation signal and the local oscillation frequency, To compensate. [Structure] A local oscillator 4 used for quadrature detection, a baseband delay detection circuit 12 that outputs a modulation phase difference as an in-phase component and a quadrature component, an AFC circuit 15 that compensates θe generated in the in-phase component and the quadrature component, and an output. Judgment device 16, 17
In the data receiver of the π / 4 shift QPSK modulation system, the zero-cross determining means 13 for determining the range of the magnitude of θe in the output of the baseband differential detection circuit and its direction, and π / 4 ≦ | θe | When it is determined that the output data is πK / 4 (K is an integer) in the direction opposite to θe.
Data replacement means 18 for replacing the shifted data is provided. When θe is π / 4 or more, the AFC circuit performs the same phase compensation as in the conventional case, and the deciding unit outputs incorrect decision data, but the data replacing unit corrects it based on the detection result of the deciding unit.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、位相変調方式のディジ
タル無線通信に用いられるデータ受信装置に関し、特
に、同期検波した受信信号の位相誤差を幅広く自動修正
できるように構成したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data receiving apparatus used for phase modulation digital radio communication, and more particularly to a data receiving apparatus which is capable of automatically correcting a wide range of phase errors in a synchronously detected received signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】4値の位相変調方式であるπ/4シフト
QPSKでは、送信側は、I軸およびQ軸上に信号点配
置された4つのシンボルの内のいずれかを送信し、次に
I軸およびQ軸から45°回転した軸上に信号点配置さ
れた4つのシンボルの内のいずれかを送信し、次に再び
I軸およびQ軸上のシンボルの内のいずれかを送信する
という動作を順次繰返す。伝送すべき情報は、シンボル
と次に送信されるシンボルとの間の位相差によって表わ
される。この位相差としては、±π/4および±3π/
4を取ることができ、各位相差の余弦と正弦とがそれぞ
れ0または1の2値情報を表わす。従って、1つの位相
差により、(0,0)(1,0)(0,1)または
(1,1)のいずれかの情報を伝えることができる。2. Description of the Related Art In π / 4 shift QPSK, which is a four-valued phase modulation method, a transmitting side transmits any one of four symbols arranged at signal points on an I axis and a Q axis, and then It is said that any one of the four symbols arranged at signal points on the axis rotated by 45 ° from the I-axis and the Q-axis is transmitted, and then any one of the symbols on the I-axis and the Q-axis is transmitted again. The operation is repeated in sequence. The information to be transmitted is represented by the phase difference between the symbol and the next transmitted symbol. The phase difference is ± π / 4 and ± 3π /
4 can be taken, and the cosine and sine of each phase difference represent binary information of 0 or 1, respectively. Therefore, information of either (0,0) (1,0) (0,1) or (1,1) can be transmitted by one phase difference.
【0003】この位相差△φの信号点は、I軸を横軸、
Q軸を縦軸に表示した位相ダイヤグラムにおいて、図6
の黒丸と重なる位置に表示される。各信号点に付された
矢印は、次の信号の遷移方向を示している。つまり、現
在の位相差△φがπ/4であるときは、次の位相差△φ
として、より大きい3π/4を取ることもできれば、よ
り小さい−π/4または−3π/4を取ることもでき
る。これに対して、現在の位相差△φが3π/4のとき
は、次の位相差△φとして、π/4、−π/4または−
3π/4に取ることはできるが、より大きい位相差を取
ることはできず、また、現在の位相差△φが−3π/4
のときは、次の位相差△φとして、−π/4、π/4ま
たは3π/4を取ることはできるが、さらに小さい位相
差を取ることはできない。The signal point of this phase difference Δφ is the horizontal axis on the I axis,
In the phase diagram in which the Q axis is displayed on the vertical axis,
It is displayed in a position that overlaps the black circle of. The arrow attached to each signal point indicates the transition direction of the next signal. That is, when the current phase difference Δφ is π / 4, the next phase difference Δφ is
As a result, a larger value of 3π / 4 can be taken, or a smaller value of −π / 4 or −3π / 4 can be taken. On the other hand, when the current phase difference Δφ is 3π / 4, the next phase difference Δφ is π / 4, −π / 4 or −.
It can be set to 3π / 4, but a larger phase difference cannot be taken, and the current phase difference Δφ is −3π / 4.
In this case, as the next phase difference Δφ, −π / 4, π / 4 or 3π / 4 can be taken, but a smaller phase difference cannot be taken.
【0004】一方、受信側は、同期検波により受信信号
の変調位相を求め、その変調位相のシンボル間における
位相差△φを検出して、送られた情報を取出す。このと
き、受信した変調信号の中心周波数と同期検波に用いる
局部発振器の発振周波数との間に周波数誤差△fが存在
する場合には、検出した位相差に位相誤差θeが含まれ
る。そのため、データ受信装置には、この位相誤差θe
を補償する手段が設けられており、この補償により、復
号における誤り率の改善が図られている。On the other hand, the receiving side obtains the modulation phase of the received signal by synchronous detection, detects the phase difference Δφ between the symbols of the modulation phase, and extracts the transmitted information. At this time, when there is a frequency error Δf between the center frequency of the received modulated signal and the oscillation frequency of the local oscillator used for synchronous detection, the detected phase difference includes the phase error θe. Therefore, the phase difference θe
Is provided, and the error rate in decoding is improved by this compensation.
【0005】この種の従来のデータ受信装置は、図5に
示すように、π/4シフトQPSK変調波信号を受信す
るアンテナ1と、受信信号を波形整形する受信用ルート
ナイキスト・バンドパス・フィルタ2と、ルートナイキ
スト・バンドパス・フィルタ2の出力の振幅を制限する
リミタアンプ3と、リミタアンプ3の出力からベースバ
ンドの同相成分および直交成分を検出するための直交検
波部を構成する局部発振器4、π/2移相器5および乗
算器6、7と、直交検波部の同相および直交出力に含ま
れる2倍の搬送波成分を除去するローパスフィルタ8、
9と、ローパスフィルタ8、9の出力をディジタル信号
に変換するA/D変換器10、11と、A/D変換器10、11
の出力を基に受信信号のシンボル間の変調位相差の余弦
と正弦とを求め、各々同相成分Iおよび直交成分Qとし
て出力するベースバンド遅延検波回路12と、ベースバン
ド遅延検波回路12の出力からビット・タイミングを再生
するタイミング再生回路14と、ベースバンド遅延検波回
路12から出力された変調位相差の同相成分Iおよび直交
成分Qに含まれている位相誤差θeの成分を除く自動周
波数制御回路15と、自動周波数制御回路15から出力され
た同相出力Ieまたは直交出力Qeに基づいて2値情報
を判定する判定器16、17と、判定器16、17の出力をシリ
アルデータに変換する並列直列変換器19と、並列直列変
換器19の出力を受信データとして出力する受信データ出
力端子20とを備えている。As shown in FIG. 5, a conventional data receiving apparatus of this type includes an antenna 1 for receiving a π / 4 shift QPSK modulated wave signal and a receiving root Nyquist bandpass filter for shaping the waveform of the received signal. 2, a limiter amplifier 3 that limits the amplitude of the output of the root Nyquist bandpass filter 2, and a local oscillator 4 that constitutes a quadrature detection unit for detecting the in-phase component and the quadrature component of the baseband from the output of the limiter amplifier 3. a π / 2 phase shifter 5 and multipliers 6 and 7, and a low-pass filter 8 that removes a double carrier component included in the in-phase and quadrature outputs of the quadrature detection unit,
9, A / D converters 10 and 11 for converting the outputs of the low-pass filters 8 and 9 into digital signals, and A / D converters 10 and 11
From the outputs of the baseband delay detection circuit 12 and the output of the baseband delay detection circuit 12, the cosine and sine of the modulation phase difference between the symbols of the received signal are obtained based on the output of A timing reproduction circuit 14 for reproducing the bit timing and an automatic frequency control circuit 15 for removing the phase error θe component contained in the in-phase component I and the quadrature component Q of the modulation phase difference output from the baseband delay detection circuit 12 And determining devices 16 and 17 for determining binary information based on the in-phase output Ie or the quadrature output Qe output from the automatic frequency control circuit 15, and parallel-serial conversion for converting the outputs of the determining devices 16 and 17 into serial data. And a reception data output terminal 20 for outputting the output of the parallel-serial converter 19 as reception data.
【0006】A/D変換器10、11は、ローパスフィルタ
8、9の出力をディジタル信号に変換するため、シンボ
ルレートのM倍(M:正整数)のサンプリング周波数で
動作する。Since the A / D converters 10 and 11 convert the outputs of the low-pass filters 8 and 9 into digital signals, they operate at a sampling frequency M times the symbol rate (M: a positive integer).
【0007】また、自動周波数制御回路15は、タイミン
グ再生回路14の出力するビット・タイミング信号に同期
してベースバンド遅延検波回路12の同相成分出力Iおよ
び直交成分出力Qを取込み、判定器18の出力を参照しな
がら、受信した被変調信号の中心周波数と局部発振器4
の発振周波数との周波数誤差△fに起因してベースバン
ド遅延検波回路12の各出力に生じている位相誤差θeを
補償する。Further, the automatic frequency control circuit 15 takes in the in-phase component output I and the quadrature component output Q of the baseband delay detection circuit 12 in synchronization with the bit timing signal output from the timing reproduction circuit 14, While referring to the output, the center frequency of the received modulated signal and the local oscillator 4
The phase error θe occurring in each output of the baseband differential detection circuit 12 due to the frequency error Δf from the oscillation frequency of is compensated.
【0008】図6は、受信したπ/4シフトQPSK変
調波信号から求めたシンボル間における変調位相差△φ
を表わす位相ダイアグラムであり、位相誤差θeがゼロ
の場合を示している。また、図7の位相ダイアグラム
は、受信した被変調信号の中心周波数と直交検波部の局
部発振器4の発振周波数との間に周波数誤差△fがある
ために位相誤差θeが生じているときの変調位相差を表
わしている。FIG. 6 shows a modulation phase difference Δφ between symbols obtained from the received π / 4 shift QPSK modulated wave signal.
2 is a phase diagram showing the case where the phase error θe is zero. Further, the phase diagram of FIG. 7 shows that when the phase error θe is generated due to the frequency error Δf between the center frequency of the received modulated signal and the oscillation frequency of the local oscillator 4 of the quadrature detection unit. It represents the phase difference.
【0009】このデータ受信装置は、次のように動作す
る。直交検波部は、受信したπ/4シフトQPSK変調
波信号をベースバンド信号に周波数変換する。この時、
変調波信号のシンボルレートをfR =1/T、A/D変
換器10、11のサンプリング周波数をfS =1/TS =M
fR (M:正整数)とすると、A/D変換器10、11の出
力X(kTS)、Y(kTS)は次の式(1)、(2)のよ
うになる。 X(kTS)=cos(φ(kTS)−2πΔfkTS) (1) Y(kTS)=sin(φ(kTS)−2πΔfkTS) (2) 式(1)、(2)において、φ(kTS)は受信したπ/
4シフトQPSK変調波信号の変調位相であり、Δfは
この変調信号の中心周波数と局部発振器4の発振周波数
との間の周波数誤差である。This data receiving apparatus operates as follows. The quadrature detection unit frequency-converts the received π / 4 shift QPSK modulated wave signal into a baseband signal. This time,
The symbol rate of the modulated wave signal is f R = 1 / T, and the sampling frequencies of the A / D converters 10 and 11 are f S = 1 / T S = M
If f R (M: positive integer), the outputs X (kT S ) and Y (kT S ) of the A / D converters 10 and 11 are as shown in the following equations (1) and (2). X (kT S ) = cos (φ (kT S ) −2πΔfkT S ) (1) Y (kT S ) = sin (φ (kT S ) −2πΔfkT S ) (2) In equations (1) and (2), φ (kT S ) is the received π /
It is the modulation phase of the 4-shift QPSK modulated wave signal, and Δf is the frequency error between the center frequency of this modulated signal and the oscillation frequency of the local oscillator 4.
【0010】ベースバンド遅延検波回路12は、A/D変
換器10、11の出力X(kTS)、Y(kTS)と、その1シ
ンボル前の出力X((k−M)TS)、Y((k−M)TS)と
を用いて、次の式(3)、(4)の演算を行なう。 I(kTS)=X(kTS)X((k−M)TS) +Y(kTS)Y((k−M)TS) (3) Q(kTS)=Y(kTS)X((k−M)TS) −X(kTS)Y((k−M)TS) (4) この式(3)は、変調位相を表わす位相ダイアグラムの
同一円周上に位置する2点、つまり、点(X(kTS),
Y(kTS))および点(X((k−M)TS),Y((k−M)
TS))、の間の位相差の余弦を演算しており、また、
式(4)は、その位相差の正弦を演算している。The baseband differential detection circuit 12 outputs the outputs X (kT S ) and Y (kT S ) of the A / D converters 10 and 11 and the output X ((k−M) T S ) one symbol before. , Y ((k−M) T S ), the following equations (3) and (4) are calculated. I (kT S ) = X (kT S ) X ((k−M) T S ) + Y (kT S ) Y ((k−M) T S ) (3) Q (kT S ) = Y (kT S ). X ((k−M) T S ) −X (kT S ) Y ((k−M) T S ) (4) This equation (3) is located on the same circle of the phase diagram representing the modulation phase. Two points, that is, the point (X (kT S ),
Y (kT S )) and the point (X ((k−M) T S ), Y ((k−M))
T S )), the cosine of the phase difference between
Expression (4) calculates the sine of the phase difference.
【0011】この演算の結果、ベースバンド遅延検波回
路12は、次の式(5)、(6)で示すように、受信した
π/4シフトQPSK変調波信号の変調位相差の余弦お
よび正弦を、それぞれ同相出力I(kTS)および直交出
力Q(kTS)として出力することになる。As a result of this calculation, the baseband delay detection circuit 12 calculates the cosine and sine of the modulation phase difference of the received π / 4 shift QPSK modulation wave signal as shown in the following equations (5) and (6). , In-phase output I (kT S ) and quadrature output Q (kT S ), respectively.
【0012】 I(kTS)=cos(Δφ(kTS)+θe) (5) Q(kTS)=sin(Δφ(kTS)+θe) (6) このΔφ(kTS)は、式(7)で表される本来の変調位
相差であり、θeは、式(8)で表されるΔfに起因す
る位相誤差である。 Δφ(kTS)=φ(kTS)−φ((k−M)TS) (7) θe=2πΔfMTS=2πΔfT (8)I (kT S ) = cos (Δφ (kT S ) + θe) (5) Q (kT S ) = sin (Δφ (kT S ) + θe) (6) This Δφ (kT S ) is obtained by the equation (7). ) Is the original modulation phase difference, and θe is the phase error due to Δf expressed by equation (8). Δφ (kT S ) = φ (kT S ) −φ ((k−M) T S ) (7) θe = 2πΔfMT S = 2πΔfT (8)
【0013】なお、π/4シフトQPSK変調では、送
信側は変調位相差Δφとして±π/4または±3π/4
を送信するので、受信信号の識別時点での変調位相差Δ
φ(kTS)は、式(5)(6)より、θe=0(Δf=
0)の時には、位相ダイヤグラムのI,Q平面上で図6
の黒丸の信号点によって表わされる。また、θe≠0
(Δf≠0)の時は、図7に示すように、位相ダイアグ
ラム上で変調位相差に対して一定の位相誤差θeが生じ
る。その結果、判定境界(I軸、Q軸)との間のノイズ
マージンが減少し、ノイズによっては判定境界を乗越え
る場合が生じるため、受信データの誤り率特性が劣化し
てしまう。In the π / 4 shift QPSK modulation, the transmitting side has a modulation phase difference Δφ of ± π / 4 or ± 3π / 4.
Is transmitted, the modulation phase difference Δ at the time of identifying the received signal
From the equations (5) and (6), φ (kT S ) is θe = 0 (Δf =
In the case of 0), it is shown on the I and Q planes of the phase diagram in FIG.
Is represented by a black dot signal point. Also, θe ≠ 0
When (Δf ≠ 0), as shown in FIG. 7, a constant phase error θe occurs with respect to the modulation phase difference on the phase diagram. As a result, the noise margin between the judgment boundary (I axis, Q axis) is reduced, and depending on the noise, the judgment boundary may be exceeded, and the error rate characteristic of the received data deteriorates.
【0014】自動周波数制御回路15は、このΔfに起因
する位相誤差θeを補償し、ベースバンド遅延検波回路
12の出力を各象限の判定点である(2n+1)・π/4
(n:整数)の信号点に変換する動作を行なう。自動周
波数制御回路15は、先ず、タイミング再生回路14で再生
されたビット・タイミング信号に同期して、識別時点で
のベースバンド遅延検波回路12の出力I(nT)およびQ
(nT)を取込み、自動周波数制御回路15の出力Ie(n
T)、Qe(nT)と判定器16、17の出力Id(nT)、Q
d(nT)との間の平均2乗誤差を最小にするための演算
を次式によって行なう。The automatic frequency control circuit 15 compensates for the phase error θe caused by this Δf, and the baseband delay detection circuit
The output of 12 is the decision point of each quadrant (2n + 1) · π / 4
The operation of converting to (n: integer) signal points is performed. The automatic frequency control circuit 15 first synchronizes with the bit / timing signal reproduced by the timing reproduction circuit 14 and outputs I (nT) and Q of the baseband delay detection circuit 12 at the time of discrimination.
(nT) is taken in and the output Ie (n
T), Qe (nT) and outputs Id (nT), Q of the decision devices 16 and 17
The calculation for minimizing the mean square error with d (nT) is performed by the following equation.
【0015】 WX(nT) =E[Id(nT)I(nT)+Qd(nT)Q(nT)]/E[I(nT)2+Q(nT)2] (9) WY(nT) =E[Id(nT)Q(nT)−Qd(nT)I(nT)]/E[I(nT)2+Q(nT)2] (10) Ie(nT)=I(nT)WX(nT)+Q(nT)WY(nT) (11) Qe(nT)=Q(nT)WX(nT)−I(nT)WY(nT) (12) 但し、式(9)、(10)におけるE[・]は平均値演
算を示す。これらの式におけるWX(nT)は位相誤差θ
eの余弦に、また、WY(nT)は位相誤差θeの正弦に
相当しており、式(11)(12)では、位相ダイアグ
ラム上の点(I(nT),Q(nT))を位相誤差θeと逆
方向にθeだけ回転したときの同相成分および直交成分
を求めていることになる。WX (nT) = E [Id (nT) I (nT) + Qd (nT) Q (nT)] / E [I (nT) 2 + Q (nT) 2 ] (9) WY (nT) = E [Id (nT) Q (nT) -Qd (nT) I (nT)] / E [I (nT) 2 + Q (nT) 2 ] (10) Ie (nT) = I (nT) WX (nT) + Q (nT) WY (nT) (11) Qe (nT) = Q (nT) WX (nT) -I (nT) WY (nT) (12) However, E [.] in formulas (9) and (10) Indicates an average value calculation. WX (nT) in these equations is the phase error θ
The cosine of e, and WY (nT) corresponds to the sine of the phase error θe. In equations (11) and (12), the points (I (nT), Q (nT)) on the phase diagram This means that the in-phase component and the quadrature component are obtained when rotating by θe in the direction opposite to the error θe.
【0016】この時、受信した変調信号の中心周波数と
局部発振器4の周波数との間の周波数誤差Δfが|Δf
|<fR /8であるならば、位相誤差θeは式(8)よ
り|θe|<π/4となるので、判定器16、17は、図7
のI軸およびQ軸を判定閾値として、当初から定常的な
判定誤りを侵すことなくId(nT)またはQd(nT)を
出力することができる。そのため、式(9)および(1
0)から、適切なWX(nT)およびWY(nT)を求める
ことができ、自動周波数制御回路15は、式(11)およ
び(12)を用いて、位相誤差θeを補償した同相成分
Ie(nT)および直交成分Qe(nT)を出力することが
できる。また、判定器18は、それを受けて、さらに誤り
を含まない判定結果を出力することができる。At this time, the frequency error Δf between the center frequency of the received modulated signal and the frequency of the local oscillator 4 is | Δf.
If | <f R / 8, the phase error θe becomes | θe | <π / 4 from the equation (8).
With the I-axis and the Q-axis as the determination thresholds, Id (nT) or Qd (nT) can be output from the beginning without incurring a steady determination error. Therefore, equations (9) and (1
0), appropriate WX (nT) and WY (nT) can be obtained, and the automatic frequency control circuit 15 uses equations (11) and (12) to compensate the phase error θe for the in-phase component Ie ( nT) and the quadrature component Qe (nT) can be output. In addition, the determiner 18 can receive this and further output a determination result that does not include an error.
【0017】このように、自動周波数制御回路15を備え
る従来のデータ受信装置は、受信した変調信号の中心周
波数と局部発振器4の周波数との間の周波数誤差Δfが
|Δf|<fR /8であるならば、このΔfの影響を補
償し、受信データの誤り率特性の劣化を改善することが
できる。As described above, in the conventional data receiving apparatus including the automatic frequency control circuit 15, the frequency error Δf between the center frequency of the received modulated signal and the frequency of the local oscillator 4 is | Δf | <f R / 8. Then, the influence of Δf can be compensated and the deterioration of the error rate characteristic of the received data can be improved.
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のデータ
受信装置では、受信した変調信号の中心周波数と局部発
振器4の周波数との間の周波数誤差ΔfがfR/8≦|
Δf|<fR/4(fR:シンボルレート)である場合に
は、ベースバンド遅延検波回路12の出力における位相誤
差θeがπ/4≦|θe|<π/2となるので、図7の
I,Q平面上において、識別時点の信号点の存在する象
限が、本来の信号点のある象限から移ってしまい、I軸
およびQ軸を判定閾値とする判定器16、17は、当初から
定常的な判定誤りを生じることになる。そのため、自動
周波数制御回路15は、位相誤差θeの余弦に相当するW
X(nT)や正弦に相当するWY(nT)を正しく得ること
ができず、誤った方向への位相補償を行なってしまう。
その結果、受信データの誤り率特性が著しく劣化すると
いう問題点がある。However, in the conventional data receiving apparatus, the frequency error Δf between the center frequency of the received modulated signal and the frequency of the local oscillator 4 is f R / 8 ≦ |
When Δf | <f R / 4 (f R : symbol rate), the phase error θe in the output of the baseband differential detection circuit 12 is π / 4 ≦ | θe | <π / 2, and therefore FIG. On the I and Q planes, the quadrant in which the signal point at the time of identification exists moves from the quadrant in which the original signal point exists, and the deciding devices 16 and 17 that use the I axis and the Q axis as decision thresholds are A stationary judgment error will occur. Therefore, the automatic frequency control circuit 15 uses the W that corresponds to the cosine of the phase error θe.
WY (nT) corresponding to X (nT) or sine cannot be obtained correctly, and the phase is compensated in the wrong direction.
As a result, there is a problem that the error rate characteristic of the received data is significantly deteriorated.
【0019】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、変調信号の中心周波数と局部発振器4の
周波数との間の周波数誤差Δfに起因して、ベースバン
ド遅延検波回路の出力にπ/4≦|θe|の位相誤差θ
eが生じる場合でも、それを補償することができる、広
い自動周波数制御範囲を備えたデータ受信装置を提供す
ることを目的としている。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, in which the output of the baseband differential detection circuit is caused by the frequency error Δf between the center frequency of the modulation signal and the frequency of the local oscillator 4. Phase error θ of π / 4 ≦ | θe |
It is an object of the present invention to provide a data receiving device having a wide automatic frequency control range, which can compensate for the occurrence of e.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、受
信した被変調信号の直交検波に使用する局部発振器と、
被変調信号の変調位相差における余弦および正弦を同相
成分および直交成分として出力するベースバンド遅延検
波回路と、被変調信号の中心周波数と局部発振器の発振
周波数との間の周波数差に起因して前記同相成分および
直交成分に生じる位相誤差θeを補償する自動周波数制
御回路と、自動周波数制御回路の出力を判定する判定器
とを備えるπ/4シフトQPSK変調方式のデータ受信
装置において、ベースバンド遅延検波回路の出力に生じ
ている位相誤差θeの大きさの範囲とその向きとを判定
するゼロクロス判定手段と、ゼロクロス判定手段が位相
誤差θeの大きさをπ/4≦|θe|と判定したときに
判定器の出力データを位相誤差θeの向きと逆方向にπ
K/4(Kは整数)シフトしたデータに置換するデータ
置換手段とを設けている。Therefore, according to the present invention, a local oscillator used for quadrature detection of a received modulated signal,
A baseband differential detection circuit that outputs cosine and sine in the modulation phase difference of the modulated signal as the in-phase component and the quadrature component, and due to the frequency difference between the center frequency of the modulated signal and the oscillation frequency of the local oscillator, In a π / 4 shift QPSK modulation type data receiver including an automatic frequency control circuit that compensates for a phase error θe generated in the in-phase component and the quadrature component, and a determiner that determines the output of the automatic frequency control circuit, Zero cross determination means for determining the range of the magnitude of the phase error θe occurring in the output of the circuit and its direction, and when the zero cross determination means determines the magnitude of the phase error θe as π / 4 ≦ | θe | The output data of the discriminator is π in the direction opposite to the direction of the phase error θe.
K / 4 (K is an integer) data replacement means for replacing the shifted data is provided.
【0021】また、ゼロクロス判定手段が、位相ダイア
グラムのI軸またはQ軸を横切る信号の数に基づいて、
位相誤差θeの大きさの範囲とその向きとを判定するよ
うに構成している。Further, the zero-cross determining means determines, based on the number of signals crossing the I axis or Q axis of the phase diagram,
The range of the magnitude of the phase error θe and its direction are determined.
【0022】[0022]
【作用】そのため、位相誤差θeがπ/4以上のときに
は、自動周波数制御回路は、従来の装置と同様の位相補
償を行ない、そのために判定器は、誤った判定データを
出力するが、この誤りは、データ置換手段が、ゼロクロ
ス判定手段の判定結果を使って訂正する。Therefore, when the phase error θe is π / 4 or more, the automatic frequency control circuit performs the same phase compensation as that of the conventional device, and the deciding device outputs erroneous decision data. Is corrected by the data replacement unit using the determination result of the zero-cross determination unit.
【0023】ゼロクロス判定手段は、π/4シフトQP
SK変調方式の信号点の遷移方向における性質を利用し
て、位相誤差の大きさや向きを判定する。つまり、位相
誤差が生じたことによって、位相ダイアグラムの正また
は負のI軸やQ軸を横切る信号の頻度が変化するので、
それを検出することにより、位相誤差の大きさや向きを
判定する。The zero-cross determination means is a π / 4 shift QP
The magnitude and direction of the phase error are determined by using the property of the SK modulation method in the transition direction of the signal points. In other words, the occurrence of the phase error changes the frequency of signals that cross the positive or negative I axis or Q axis of the phase diagram.
By detecting it, the magnitude and direction of the phase error are determined.
【0024】[0024]
【実施例】本発明の実施例におけるデータ受信装置は、
図1に示すように、ベースバンド遅延検波回路12から出
力された同相成分Iおよび直交成分Qを取込み、それら
の成分で表わされる変調位相差に含まれている位相誤差
θeの大きさおよびその正負を判定し、判定結果に従っ
て判定信号を出力するゼロクロス判定回路13と、判定信
号に応じて判定器16、17の出力データを置換するデータ
置換回路18とを備えている。その他の構成は、従来の装
置(図5)と変わりがない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A data receiving apparatus according to an embodiment of the present invention is
As shown in FIG. 1, the in-phase component I and the quadrature component Q output from the baseband differential detection circuit 12 are taken in, and the magnitude of the phase error θe included in the modulation phase difference represented by these components and its positive / negative And a data replacement circuit 18 that replaces the output data of the determiners 16 and 17 according to the determination signal. Other configurations are the same as those of the conventional device (FIG. 5).
【0025】ゼロクロス判定回路13は、位相ダイアグラ
ムのI,Q平面上においてベースバンド遅延検波回路12
から出力された変調位相差を表わす信号点が負のI軸を
横切る回数、正のQ軸を横切る回数および負のQ軸を横
切る回数をそれぞれカウントすることにより、位相誤差
θeの大きさとその正負とを判定する。The zero-cross determination circuit 13 is a baseband differential detection circuit 12 on the I and Q planes of the phase diagram.
By counting the number of times the signal point representing the modulation phase difference output from the signal crosses the negative I axis, the number of times the positive Q axis is crossed, and the number of times the negative Q axis is crossed, the magnitude of the phase error θe and its positive / negative To determine.
【0026】このデータ受信装置は、次のように動作す
る。直交検波部およびベースバンド遅延検波回路12の動
作は従来の装置と同じである。いま、受信したπ/4シ
フトQPSK変調波信号のシンボルレートをfR =1/
T、A/D変換器10、11のサンプリング周波数をfS =
1/TS =MfR (M:正整数)、A/D変換器10、11
の出力をそれぞれX(kTS)、Y(kTS)とすると、 X(kTS)=cos(φ(kTS)−2πΔfkTS) (1) Y(kTS)=sin(φ(kTS)−2πΔfkTS) (2) となる。ここで、φ(kTS)は受信されたπ/4シフト
QPSK変調波信号の変調位相、Δfはこの変調信号の
中心周波数と局部発振器4の周波数との間の周波数誤差
を表わす。This data receiving device operates as follows. The operations of the quadrature detection unit and the baseband delay detection circuit 12 are the same as those of the conventional device. Now, the symbol rate of the received π / 4 shift QPSK modulated wave signal is f R = 1 /
The sampling frequency of the T and A / D converters 10 and 11 is f S =
1 / T S = Mf R (M: positive integer), A / D converters 10 and 11
Let X (kT S ) and Y (kT S ) be the outputs of X (kT S ) = cos (φ (kT S ) −2πΔfkT S ) (1) Y (kT S ) = sin (φ (kT S), respectively. ) −2πΔfkT S ) (2) Here, φ (kT S ) represents the modulation phase of the received π / 4 shift QPSK modulated wave signal, and Δf represents the frequency error between the center frequency of this modulated signal and the frequency of the local oscillator 4.
【0027】ベースバンド遅延検波回路12は、A/D変
換器10、11の出力から、 I(kTS)=X(kTS)X((k−M)TS) +Y(kTS)Y((k−M)TS) (3) Q(kTS)=Y(kTS)X((k−M)TS) −X(kTS)Y((k−M)TS) (4) を演算し、同相出力I(kTS)および直交出力Q(k
TS)として出力する。このI(kTS)およびQ(k
TS)は、式(5)、(6)に示すように、受信したπ
/4シフトQPSK変調波信号の変調位相差の余弦およ
び正弦を表わしている。The baseband differential detection circuit 12 outputs I (kT S ) = X (kT S ) X ((k−M) T S ) + Y (kT S ) Y from the outputs of the A / D converters 10 and 11. ((k−M) T S ) (3) Q (kT S ) = Y (kT S ) X ((k−M) T S ) −X (kT S ) Y ((k−M) T S ) ( 4) is calculated, and the in-phase output I (kT S ) and the quadrature output Q (k
Output as T S ). This I (kT S ) and Q (k
T S ) is the received π as shown in equations (5) and (6).
It represents the cosine and sine of the modulation phase difference of the / 4 shift QPSK modulated wave signal.
【0028】 I(kTS)=cos(Δφ(kTS)+θe) (5) Q(kTS)=sin(Δφ(kTS)+θe) (6) このΔφ(kTS)は、式(7)で表される送信された変
調位相差であり、θeは、式(8)で表されるΔfに起
因する位相誤差である。 Δφ(kTS)=φ(kTS)−φ((k−M)TS) (7) θe=2πΔfMTS=2πΔfT (8)I (kT S ) = cos (Δφ (kT S ) + θe) (5) Q (kT S ) = sin (Δφ (kT S ) + θe) (6) This Δφ (kT S ) is obtained by the equation (7) ) Is the transmitted modulation phase difference, and θe is the phase error due to Δf expressed by equation (8). Δφ (kT S ) = φ (kT S ) −φ ((k−M) T S ) (7) θe = 2πΔfMT S = 2πΔfT (8)
【0029】さて、π/4シフトQPSK変調における
受信信号の識別時点での変調位相差Δφ(kTS)は、θ
e=0(Δf=0)の時には、位相ダイヤグラムのI,
Q平面上で図6の黒丸の信号点によって表わされる。こ
の図6から明らかなように、θe=0(Δf=0)の場
合では、位相ダイアグラムの第2象限および第3象限に
おける信号点の遷移方向は、負のI軸から離れる方向だ
けに限られている。そのため、リミタアンプ3等のRF
受信部によるノイズの影響を除いては、位相差の信号点
が負のI軸を横切ることはない。Now, the modulation phase difference Δφ (kT S ) at the time of identifying the received signal in the π / 4 shift QPSK modulation is θ
When e = 0 (Δf = 0), I of the phase diagram,
This is represented by the black circle signal points in FIG. 6 on the Q plane. As is clear from FIG. 6, in the case of θe = 0 (Δf = 0), the transition direction of the signal points in the second and third quadrants of the phase diagram is limited to the direction away from the negative I axis. ing. Therefore, the RF of the limiter amplifier 3 etc.
The signal point of the phase difference does not cross the negative I-axis except for the influence of noise by the receiving unit.
【0030】また、|Δf|<fR /8の周波数誤差Δ
fに起因して|θe|<π/4の位相誤差θeが生じて
いるときは、図7の位相ダイアグラムに示すように、受
信信号点と判定閾値(I軸、Q軸)との間のノイズマー
ジンが減少する。ただ、この場合にも、ノイズの影響を
除いては、受信信号の位相差を表わす信号点が負のI軸
を定常的に横切ることはない。Further, the frequency error Δ of | Δf | <f R / 8
When a phase error θe of | θe | <π / 4 is generated due to f, as shown in the phase diagram of FIG. 7, the difference between the reception signal point and the determination threshold (I axis, Q axis) is Noise margin is reduced. However, also in this case, except for the influence of noise, the signal point representing the phase difference between the received signals does not steadily cross the negative I axis.
【0031】しかし、周波数誤差ΔfがfR/8≦|Δ
f|<fR/4の場合には、Δfに起因してπ/4≦|
θe|<π/2の位相誤差θeが生じるが、この時に
は、図2に示すように、信号点の遷移経路が定常的に負
のI軸を横切るようになる。また、この時には、π/4
≦θe<π/2であるならば、信号点の遷移経路が負の
Q軸を横切る回数に比べて、正のQ軸を横切る回数の方
が多くなる。一方、−π/2<θe≦−π/4の場合に
は、逆に、信号点の遷移経路が負のQ軸を横切る回数に
比べて、正のQ軸を横切る回数の方が少なくなる。However, the frequency error Δf is f R / 8 ≦ | Δ
When f | <f R / 4, π / 4 ≦ | due to Δf
A phase error θe of θe | <π / 2 occurs, but at this time, as shown in FIG. 2, the transition path of the signal point constantly crosses the negative I axis. At this time, π / 4
If ≦ θe <π / 2, the number of times the transition path of the signal point crosses the positive Q axis is larger than the number of times the transition path of the signal point crosses the negative Q axis. On the other hand, in the case of −π / 2 <θe ≦ −π / 4, conversely, the number of times the transition path of the signal point crosses the positive Q axis is smaller than the number of times the signal path transition path crosses the negative Q axis. .
【0032】ゼロクロス判定回路13は、ベースバンド遅
延検波回路12の同相成分出力信号I(kTS)および直交
成分出力信号Q(kTS)を取込み、これらの信号によっ
て表わされる位相ダイヤグラムのI,Q平面上での信号
点が、負のI軸を横切る回数、正のQ軸を横切る回数お
よび負のQ軸を横切る回数をそれぞれカウントし、その
結果に従って3種類の判定信号DES(i)(i=1,
2,3)を出力する。The zero-cross determination circuit 13 takes in the in-phase component output signal I (kT S ) and the quadrature component output signal Q (kT S ) of the baseband delay detection circuit 12, and I, Q of the phase diagram represented by these signals. The number of times the signal point on the plane crosses the negative I axis, the number of times the positive Q axis is crossed, and the number of times the negative Q axis is crossed are respectively counted, and three kinds of determination signals DES (i) (i = 1,
2, 3) is output.
【0033】ゼロクロス判定回路13は、この処理を具体
的に次の手順で行なう。まず、I(kTS)およびQ(k
TS)のサンプル値をN0個(N0:正整数)取込み、信
号点がI,Q軸を横切る場合には、各サンプル値の間で
その軸に応じた符号反転が生じることを利用して、負の
I軸を横切る回数CT1、正のQ軸を横切る回数CT2
および負のQ軸を横切る回数CT3をそれぞれ式(1
3)〜(15)によって求める。ただし、サンプリング
周波数fS =1/TSはシンボルレートfR に比べて十
分高いものとする。The zero-cross determination circuit 13 specifically performs this processing in the following procedure. First, I (kT S ) and Q (k
N 0 or a sample value of T S) (N 0: positive integer) uptake, when the signal point I, across the Q-axis, using the fact that the sign inversion in accordance with its axis between each sample value occurs Then, the number CT1 of crossing the negative I-axis and the number of crossing CT2 of the positive Q-axis
And CT3, which is the number of times the negative Q axis is crossed, are respectively expressed by the formula (1
3) to (15). However, the sampling frequency f S = 1 / T S is sufficiently higher than the symbol rate f R.
【0034】 CT1=[I(kTS)<0:Q(kTS)Q((k−1)TS)<0である回数] (13) このCT1は、I(kTS)が負であり、且つ、Q(k
TS)の符号が反転する回数を表わしている。同様に、 CT2=[Q(kTS)>0:I(kTS)I((k−1)TS)<0である回数] (14) CT3=[Q(kTS)<0:I(kTS)I((k−1)TS)<0である回数] (15) を求める。この時、N1<N0なる正整数N1 を閾値とし
て設定し、 CT1<N1 (16) であるならば、ゼロクロス判定回路13は、位相誤差θe
が|θe|<π/4であると判定し、判定信号DES
(1)を出力する。CT1 = [number of times I (kT S ) <0: Q (kT S ) Q ((k−1) T S ) <0] (13) This CT1 has a negative I (kT S ). Yes, and Q (k
It represents the number of times the sign of T S ) is inverted. Similarly, CT2 = [Q (kT S )> 0: I (kT S ) I ((k−1) T S ) <0 times] (14) CT3 = [Q (kT S ) <0: I (kT S ) I ((k−1) T S ) <0]] (15) is calculated. At this time, a positive integer N 1 that satisfies N 1 <N 0 is set as a threshold value, and if CT1 <N 1 (16), the zero-cross determination circuit 13 determines that the phase error θe
Is determined to be | θe | <π / 4, and the determination signal DES
Output (1).
【0035】また、 [CT1≧N1]∩[CT2>CT3] (17) であるならば、つまり、信号点が負のI軸を横切る回数
がN1 以上で、且つ、負のQ軸を横切る回数が正のQ軸
を横切る回数より少ないならば、ゼロクロス判定回路13
は、位相誤差θeがπ/4≦θe<π/2であると判定
し、判定信号DES(2)を出力する。If [CT1 ≧ N 1 ] ∩ [CT2> CT3] (17), that is, the number of times the signal point crosses the negative I axis is N 1 or more, and the negative Q axis is If the number of crosses is less than the number of crosses on the positive Q axis, the zero-cross determination circuit 13
Determines that the phase error θe is π / 4 ≦ θe <π / 2, and outputs the determination signal DES (2).
【0036】また、 [CT1≧N1]∩[CT2<CT3] (18) であるならば、つまり、信号点が負のI軸を横切る回数
がN1 以上で、かつ、負のQ軸を横切る回数が正のQ軸
を横切る回数より多いならば、ゼロクロス判定回路13
は、位相誤差θeが−π/2<θe≦−π/4であると
判定し、判定信号DES(3)を出力する。If [CT1 ≧ N 1 ] ∩ [CT2 <CT3] (18), that is, if the number of times the signal point crosses the negative I axis is N 1 or more and the negative Q axis is If the number of times of crossing is greater than the number of times of crossing the positive Q axis, the zero cross determination circuit 13
Determines that the phase error θe is −π / 2 <θe ≦ −π / 4, and outputs the determination signal DES (3).
【0037】一方、自動周波数制御回路15は、従来の装
置と同じように、ベースバンド遅延検波回路12から出力
された識別時点の信号を、その信号が存在する象限の判
定点である(2n+1)・π/4(n:整数)に変換す
る動作を行なう。従って、図3に示すように、ベースバ
ンド遅延検波回路12の出力の信号点がI,Q平面上のA
eに位置しているときは信号点Bの信号に変換し、同様
に、BeはCに、CeはDに、DeはAに変換する。On the other hand, the automatic frequency control circuit 15 is, like the conventional apparatus, the signal at the time of identification outputted from the baseband differential detection circuit 12 as a decision point of the quadrant in which the signal exists (2n + 1).・ Perform the operation of converting to π / 4 (n: integer). Therefore, as shown in FIG. 3, the signal point of the output of the baseband differential detection circuit 12 is A on the I and Q planes.
When it is located at e, it is converted into the signal at the signal point B, and similarly, Be is converted into C, Ce is converted into D, and De is converted into A.
【0038】この変換の動作は、具体的に次のように行
なう。自動周波数制御回路15は、先ずタイミング再生回
路14で再生されたビット・タイミング信号に同期して、
識別時点でのベースバンド遅延検波回路12の出力I(n
T)およびQ(nT)を取込み、自動周波数制御回路15の
出力Ie(nT)、Qe(nT)と判定器16、17の出力Id
(nT)、Qd(nT)との間の平均2乗誤差を最小にする
ための演算を次式によって行なう。The conversion operation is specifically performed as follows. The automatic frequency control circuit 15 first synchronizes with the bit timing signal reproduced by the timing reproduction circuit 14,
The output I (n of the baseband differential detection circuit 12 at the time of identification
T) and Q (nT) are taken in, and the outputs Ie (nT) and Qe (nT) of the automatic frequency control circuit 15 and the outputs Id of the judging devices 16 and 17 are taken.
The calculation for minimizing the mean square error between (nT) and Qd (nT) is performed by the following equation.
【0039】 WX(nT) =E[Id(nT)I(nT)+Qd(nT)Q(nT)]/E[I(nT)2+Q(nT)2] (9) WY(nT) =E[Id(nT)Q(nT)−Qd(nT)I(nT)]/E[I(nT)2+Q(nT)2] (10) Ie(nT)=I(nT)WX(nT)+Q(nT)WY(nT) (11) Qe(nT)=Q(nT)WX(nT)−I(nT)WY(nT) (12) 但し、式(9)、(10)におけるE[・]は平均値演
算を示す。WX (nT) = E [Id (nT) I (nT) + Qd (nT) Q (nT)] / E [I (nT) 2 + Q (nT) 2 ] (9) WY (nT) = E [Id (nT) Q (nT) -Qd (nT) I (nT)] / E [I (nT) 2 + Q (nT) 2 ] (10) Ie (nT) = I (nT) WX (nT) + Q (nT) WY (nT) (11) Qe (nT) = Q (nT) WX (nT) -I (nT) WY (nT) (12) However, E [.] in formulas (9) and (10) Indicates an average value calculation.
【0040】この結果、自動周波数制御回路15は、ベー
スバンド遅延検波回路12の出力における位相誤差θeが
|θe|<π/4のときは、受信信号の変調位相差から
誤差分を除いたデータを出力するが、ベースバンド遅延
検波回路12の出力にπ/4≦|θe|<π/2の位相誤
差θeが生じているときには、本来の変調位相差△φか
らπ/2または−π/2シフトしたデータを出力するこ
とになる。自動周波数制御回路15がこうした補償を行な
うため、自動周波数制御回路15の出力を判定する判定器
16、17は、位相誤差θeがπ/4≦|θe|<π/2の
ときには誤った判定データを出力するが、この判定器1
6、17の判定誤りは、データ置換回路18が訂正する。As a result, when the phase error θe at the output of the baseband delay detection circuit 12 is | θe | <π / 4, the automatic frequency control circuit 15 removes the data from the modulation phase difference of the received signal. However, when a phase error θe of π / 4 ≦ | θe | <π / 2 occurs in the output of the baseband differential detection circuit 12, the original modulation phase difference Δφ becomes π / 2 or −π /. Two-shifted data will be output. Since the automatic frequency control circuit 15 performs such compensation, a judging device for judging the output of the automatic frequency control circuit 15
16 and 17 output erroneous judgment data when the phase error θe is π / 4 ≦ | θe | <π / 2.
The data replacement circuit 18 corrects the judgment errors 6 and 17.
【0041】データ置換回路18は、ゼロクロス判定回路
13から送られた判定信号に応じて判定データの置換を行
なう。ゼロクロス判定回路13から判定信号DES(1)
を受けたときは、ベースバンド遅延検波回路12の出力に
|θe|<π/4の位相誤差θeが生じているときであ
るから、自動周波数制御回路15により正常な位相補償が
行なうわれているので、データ置換回路18は、判定器1
6、17の出力を置換せず、そのまま出力する。The data replacement circuit 18 is a zero cross determination circuit.
The judgment data is replaced according to the judgment signal sent from 13. The determination signal DES (1) from the zero-cross determination circuit 13
Since the phase error θe of | θe | <π / 4 has occurred in the output of the baseband differential detection circuit 12, the automatic frequency control circuit 15 performs normal phase compensation. Therefore, the data replacement circuit 18 is
Output 6 and 17 as they are without replacing them.
【0042】また、ゼロクロス判定回路13から判定信号
DES(2)を受けたときは、ベースバンド遅延検波回
路12の出力にπ/4≦θe<π/2の位相誤差θeが生
じているときであるから、データ置換回路18は、判定器
16、17の出力を−π/2シフトしたデータに置換する。
即ち、図4に示すように、 (判定器16、17出力Id,Qd) (データ置換回路18出力Ic,Qc) 信号点A(π/4) → 信号点D(−π/4) 信号点B(3π/4) → 信号点A(π/4) 信号点C(−3π/4) → 信号点B(3π/4) 信号点D(−π/4) → 信号点C(−3π/4) へのデータ置換を行なう。When the determination signal DES (2) is received from the zero-cross determination circuit 13, when the phase error θe of π / 4 ≦ θe <π / 2 occurs in the output of the baseband delay detection circuit 12. Therefore, the data replacement circuit 18 is
Replace the output of 16 and 17 with -π / 2 shifted data.
That is, as shown in FIG. 4, (determiner 16, 17 outputs Id, Qd) (data replacement circuit 18 outputs Ic, Qc) signal point A (π / 4) → signal point D (−π / 4) signal point B (3π / 4) → Signal point A (π / 4) Signal point C (−3π / 4) → Signal point B (3π / 4) Signal point D (−π / 4) → Signal point C (−3π / Replace the data in 4).
【0043】また、ゼロクロス判定回路13から判定信号
DES(3)を受けたときは、ベースバンド遅延検波回
路12の出力に−π/2<θe≦−π/4の位相誤差θe
が生じているときであるから、データ置換回路18は、判
定器16、17の出力をπ/2シフトしたデータに置換す
る。即ち、図4に示すように、 (判定器16、17出力Id、Qd) (データ置換回路18出力Ic,Qc) 信号点A(π/4) → 信号点B(3π/4) 信号点B(3π/4) → 信号点C(−3π/4) 信号点C(−3π/4) → 信号点D(−π/4) 信号点D(−π/4) → 信号点A(π/4) へのデータ置換を行なう。When the determination signal DES (3) is received from the zero-cross determination circuit 13, the output of the baseband delay detection circuit 12 has a phase error θe of −π / 2 <θe ≦ −π / 4.
Is occurring, the data replacement circuit 18 replaces the outputs of the determiners 16 and 17 with the data shifted by π / 2. That is, as shown in FIG. 4, (decision units 16 and 17 outputs Id and Qd) (data replacement circuit 18 outputs Ic and Qc) signal point A (π / 4) → signal point B (3π / 4) signal point B (3π / 4) → Signal point C (-3π / 4) Signal point C (-3π / 4) → Signal point D (-π / 4) Signal point D (-π / 4) → Signal point A (π / Replace the data in 4).
【0044】この置換の結果、位相誤差θeがπ/4≦
|θe|<π/2の場合の判定器16、17の判定誤りが訂
正され、並列直列変換器19および受信データ出力端子20
を介して正しい受信データが出力される。As a result of this replacement, the phase error θe is π / 4 ≦.
The determination error of the determiners 16 and 17 when | θe | <π / 2 is corrected, and the parallel-serial converter 19 and the reception data output terminal 20 are corrected.
The correct received data is output via.
【0045】このように、実施例の装置では、受信され
た変調信号の中心周波数と局部発振器4の周波数との間
にfR/8≦|Δf|<fR/4の周波数誤差Δfが存在
し、ベースバンド遅延検波回路12の出力にπ/4≦|θ
e|<π/2の位相誤差θeが生じているときでも、ゼ
ロクロス判定回路13がその誤差の大きさの範囲とその向
き(正負)とを検出し、データ置換回路18が、その検出
結果に応じて、判定器16、17の出力した判定データを、
位相誤差θeと逆方向にπ/2シフトしたデータに置換
することにより、正しいデータを得ることができる。従
って、この装置は、等価的に従来の装置の2倍の周波数
範囲において自動周波数制御を行なうことが可能とな
る。As described above, in the apparatus of the embodiment, the frequency error Δf of f R / 8 ≦ | Δf | <f R / 4 exists between the center frequency of the received modulated signal and the frequency of the local oscillator 4. Then, the output of the baseband differential detection circuit 12 has π / 4 ≦ | θ
Even when the phase error θe of e | <π / 2 is generated, the zero-cross determination circuit 13 detects the range of the magnitude of the error and the direction (positive / negative), and the data replacement circuit 18 displays the detection result. Accordingly, the judgment data output from the judging devices 16 and 17 is
Correct data can be obtained by substituting the data shifted by π / 2 in the direction opposite to the phase error θe. Therefore, this device can equivalently perform automatic frequency control in the frequency range twice as large as that of the conventional device.
【0046】なお、実施例では位相誤差θeがπ/4≦
|θe|<π/2の場合について詳しく説明したが、こ
の考え方を位相誤差θeがさらに大きい場合にまで拡張
することが可能である。そのときの位相誤差θeの大き
さの範囲とその向きとは、位相ダイアグラムの正または
負のI軸またはQ軸のいずれかを横切る信号の数に着目
して求めることができ、この位相誤差θeの大きさの範
囲とその向きとの判定をゼロクロス判定回路13で行な
い、ゼロクロス判定回路13の判定結果に基づいて、デー
タ置換回路18が判定器16、17の判定データをπK/2
(Kは正または負の整数、Kは、位相誤差θeの大きさ
の範囲および向きに応じて設定する)シフトしたデータ
に置換することにより正しい受信データを得ることがで
きる。In the embodiment, the phase error θe is π / 4 ≦
The case of | θe | <π / 2 has been described in detail, but this idea can be extended to the case where the phase error θe is larger. The magnitude range and the direction of the phase error θe at that time can be obtained by focusing on the number of signals crossing either the positive or negative I axis or Q axis of the phase diagram. Is determined by the zero-cross determination circuit 13, and based on the determination result of the zero-cross determination circuit 13, the data replacement circuit 18 determines the determination data of the determination devices 16 and 17 by πK / 2.
(K is a positive or negative integer, and K is set according to the range and direction of the magnitude of the phase error θe) By replacing with the shifted data, correct received data can be obtained.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明のデータ受信装置は、受信された変調信号の
中心周波数と局部発振器4の周波数との周波数誤差Δf
により、ベースバンド遅延検波回路12の出力にπ/4≦
|θe|の位相誤差θeが生じる場合でも、的確に自動
周波数制御を行なうことができ、Δfに起因する誤り率
特性の劣化を幅広く改善することができる。As is apparent from the above description of the embodiments, the data receiving apparatus of the present invention has a frequency error Δf between the center frequency of the received modulated signal and the frequency of the local oscillator 4.
Causes the output of the baseband differential detection circuit 12 to be π / 4 ≦
Even if the phase error θe of | θe | occurs, the automatic frequency control can be accurately performed, and the deterioration of the error rate characteristic due to Δf can be widely improved.
【図1】本発明のデータ受信装置における一実施例の構
成を示すブロック図、FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a data receiving apparatus of the present invention,
【図2】前記装置のベースバンド遅延検波回路の出力す
る信号の信号点を表わす位相ダイアグラム(π/4≦|
θe|<π/2の場合)FIG. 2 is a phase diagram (π / 4 ≦ | representing a signal point of a signal output from a baseband differential detection circuit of the device.
(When θe | <π / 2)
【図3】前記装置の自動周波数制御回路における信号点
の補償方向を示す位相ダイアグラム、FIG. 3 is a phase diagram showing compensating directions of signal points in an automatic frequency control circuit of the device,
【図4】前記装置のデータ置換回路でのデータ置換方法
を示す位相ダイアグラム、FIG. 4 is a phase diagram showing a data replacement method in a data replacement circuit of the device;
【図5】従来のデータ受信装置の構成を示すブロック
図、FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional data receiving device,
【図6】ベースバンド遅延検波回路の出力信号の信号点
を表わす位相ダイアグラム(θe=0の場合)、FIG. 6 is a phase diagram (in the case of θe = 0) showing a signal point of an output signal of a baseband differential detection circuit,
【図7】ベースバンド遅延検波回路の出力信号の信号点
を表わす位相ダイアグラム(θe<π/4の場合)であ
る。FIG. 7 is a phase diagram (in the case of θe <π / 4) showing the signal points of the output signal of the baseband differential detection circuit.
1 アンテナ 2 受信用ルートナイキスト・バンドパス・フィルタ 3 リミタアンプ 4 局部発振器 5 π/2移相器 6、7 乗算器 8、9 ローパスフィルタ 10、11 A/D変換器 12 ベースバンド遅延検波回路 13 ゼロクロス判定回路 14 タイミング再生回路 15 自動周波数制御回路 16、17 判定器 18 データ置換回路 19 並列直列変換器 20 受信データ出力端子 1 Antenna 2 Reception root Nyquist bandpass filter 3 Limiter amplifier 4 Local oscillator 5 π / 2 Phase shifter 6, 7 Multiplier 8, 9 Lowpass filter 10, 11 A / D converter 12 Baseband delay detection circuit 13 Zero cross Judgment circuit 14 Timing recovery circuit 15 Automatic frequency control circuit 16, 17 Judgment device 18 Data replacement circuit 19 Parallel-series converter 20 Received data output terminal
Claims (2)
る局部発振器と、前記被変調信号の変調位相差における
余弦および正弦を同相成分および直交成分として出力す
るベースバンド遅延検波回路と、前記被変調信号の中心
周波数と前記局部発振器の発振周波数との間の周波数差
に起因して前記同相成分および直交成分に生じる位相誤
差θeを補償する自動周波数制御回路と、前記自動周波
数制御回路の出力を判定する判定器とを備えるπ/4シ
フトQPSK変調方式のデータ受信装置において、 前記ベースバンド遅延検波回路の出力に生じている前記
位相誤差θeの大きさの範囲とその向きとを判定するゼ
ロクロス判定手段と、 前記ゼロクロス判定手段が前記位相誤差θeの大きさを
π/4≦|θe|と判定したとき、前記判定器の出力デ
ータを、位相誤差θeの向きと逆方向にπK/4(Kは
整数)シフトしたデータに置換するデータ置換手段とを
設けたことを特徴とするデータ受信装置。1. A local oscillator used for quadrature detection of a received modulated signal, a baseband delay detection circuit for outputting cosine and sine of a modulation phase difference of the modulated signal as an in-phase component and a quadrature component, and An automatic frequency control circuit for compensating for a phase error θe generated in the in-phase component and the quadrature component due to a frequency difference between the center frequency of the modulation signal and the oscillation frequency of the local oscillator; and an output of the automatic frequency control circuit. In a π / 4 shift QPSK modulation type data receiving apparatus including a determining unit for determining, a zero cross determination for determining a range of the magnitude of the phase error θe occurring in the output of the baseband differential detection circuit and its direction Means and the zero-cross determination means determines the magnitude of the phase error θe as π / 4 ≦ | θe | , (K-integer)? K / 4 in the direction opposite to the direction of the phase error θe data receiving apparatus characterized in that a data replacement means for replacing the data shifted.
グラムのI軸またはQ軸を横切る信号の数に基づいて、
前記位相誤差θeの大きさの範囲とその向きとを判定す
ることを特徴とする請求項1に記載のデータ受信装置。2. The zero-cross determination means is based on the number of signals crossing the I axis or the Q axis of the phase diagram,
The data receiving apparatus according to claim 1, wherein a range of magnitude of the phase error θe and a direction thereof are determined.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06015710A JP3088894B2 (en) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | Data receiving device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07212425A true JPH07212425A (en) | 1995-08-11 |
| JP3088894B2 JP3088894B2 (en) | 2000-09-18 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2010226421A (en) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Advantest Corp | Local frequency error measuring apparatus, method, program and recording medium |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101243558B1 (en) * | 2012-06-20 | 2013-03-19 | 김종훈 | Protective cover of gips-shoe |
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1994
- 1994-01-17 JP JP06015710A patent/JP3088894B2/en not_active Expired - Fee Related
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