JPH0787475B2 - キヤリア復元回路 - Google Patents
キヤリア復元回路Info
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- JPH0787475B2 JPH0787475B2 JP61068840A JP6884086A JPH0787475B2 JP H0787475 B2 JPH0787475 B2 JP H0787475B2 JP 61068840 A JP61068840 A JP 61068840A JP 6884086 A JP6884086 A JP 6884086A JP H0787475 B2 JPH0787475 B2 JP H0787475B2
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- JP
- Japan
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- carrier
- signal
- restoration circuit
- signals
- pair
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/38—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/3818—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation, i.e. using one or more nominally phase synchronous carriers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は直交関係にある搬送波信号を変調することによ
りデータを送信するデイジタル通信システムに、細目的
にはそのようなシステムの受信器で使用されるキヤリア
復元回路に関する。
りデータを送信するデイジタル通信システムに、細目的
にはそのようなシステムの受信器で使用されるキヤリア
復元回路に関する。
多数のデイジタル通信システムにあつては、送信される
信号はデイジタル信号で変調された直交関係にあるキヤ
リア信号を線形加算することにより形成される。位相シ
フト・キーイング（PSK）、直交振幅変調（QAM）および
振幅−位相シフト・キーイング（APSK）として知られる
多数の特定の変調システムの内の任意のものを使用する
ことが出来る。このような変調法は４つの象限を有する
２次元信号空間図によつて表現することが出来る。この
図内に復調されたキヤリアの各々からのデータの１部分
を表わすデータ点が受信されたデータの組合せの各々に
対してプロツトされる。
信号はデイジタル信号で変調された直交関係にあるキヤ
リア信号を線形加算することにより形成される。位相シ
フト・キーイング（PSK）、直交振幅変調（QAM）および
振幅−位相シフト・キーイング（APSK）として知られる
多数の特定の変調システムの内の任意のものを使用する
ことが出来る。このような変調法は４つの象限を有する
２次元信号空間図によつて表現することが出来る。この
図内に復調されたキヤリアの各々からのデータの１部分
を表わすデータ点が受信されたデータの組合せの各々に
対してプロツトされる。
これらの通信システムの受信器において、受信された信
号は受信器によつて発生されたキヤリアを使用して復調
され、デイジタル・データが再生される。これらの受信
器によつて発生されたキヤリアは送信器で使用されるキ
ヤリア信号と同期していなければならない。送信器のキ
ヤリア信号はしばしば変調過程ならびに分散的通信チヤ
ネルを通して伝播することによりしばしば抑圧されるの
で、受信器によつて発生されたキヤリアを送信器のキヤ
リア信号と位相整列させるのに必要な情報は受信した信
号から抽出しなければならない。これら位相整列した受
信器によつて発生されたキヤリア信号を提供する回路は
キヤリア復元回路と呼ばれる。
号は受信器によつて発生されたキヤリアを使用して復調
され、デイジタル・データが再生される。これらの受信
器によつて発生されたキヤリアは送信器で使用されるキ
ヤリア信号と同期していなければならない。送信器のキ
ヤリア信号はしばしば変調過程ならびに分散的通信チヤ
ネルを通して伝播することによりしばしば抑圧されるの
で、受信器によつて発生されたキヤリアを送信器のキヤ
リア信号と位相整列させるのに必要な情報は受信した信
号から抽出しなければならない。これら位相整列した受
信器によつて発生されたキヤリア信号を提供する回路は
キヤリア復元回路と呼ばれる。
キヤリア復元回路はどのようにして位相整列をさせる
か、即ちどのようにして位相誤差信号を抽出するかに応
じて分類することが出来る。１つのカテゴリは復調前に
受信信号の非線形処理によつてキヤリア周波数またはそ
の高調波の基準信号を抽出する回路を含んでいる。これ
らの回路は通常多くのシステムに応用する際に要求され
る低い位相ジツタ要件を満さない。ベースバンド・キヤ
リア復元回路として知られるキヤリア復元回路の第２の
カテゴリは復調後に受信した信号を処理することにより
位相誤差信号を抽出する。この第２のカテゴリの回路は
位相ジツタを減少させるが、処理は特定の型の復調に一
般には制限される。更に多くのベースバンド・キヤリア
復元回路は信号フエーデイングの如きひどい歪の期間中
は満足のいく位相誤差追尾を行えない。従つて、低ジツ
タで、受信信号歪のよい広い範囲にわたつて位相誤差追
尾を行い、多数の変調フオーマツトに適用できるキヤリ
ア復元回路を開発することが望まれている。
か、即ちどのようにして位相誤差信号を抽出するかに応
じて分類することが出来る。１つのカテゴリは復調前に
受信信号の非線形処理によつてキヤリア周波数またはそ
の高調波の基準信号を抽出する回路を含んでいる。これ
らの回路は通常多くのシステムに応用する際に要求され
る低い位相ジツタ要件を満さない。ベースバンド・キヤ
リア復元回路として知られるキヤリア復元回路の第２の
カテゴリは復調後に受信した信号を処理することにより
位相誤差信号を抽出する。この第２のカテゴリの回路は
位相ジツタを減少させるが、処理は特定の型の復調に一
般には制限される。更に多くのベースバンド・キヤリア
復元回路は信号フエーデイングの如きひどい歪の期間中
は満足のいく位相誤差追尾を行えない。従つて、低ジツ
タで、受信信号歪のよい広い範囲にわたつて位相誤差追
尾を行い、多数の変調フオーマツトに適用できるキヤリ
ア復元回路を開発することが望まれている。
本発明に従うキヤリア復元回路は受信器によつて発生さ
れた直交関係にあるキヤリア信号を到来した変調された
直交関係にあるキヤリア信号に位相整列させる。従来技
術の制限を克服するために、位相整列は変調されたキヤ
リア信号の振幅によつて決定される信号空間図の不変形
状に依存する手法により提供される。詳細に述べると、
キヤリア復元回路にあつては、位相差検出器は各到来キ
ヤリア信号の振幅を信号空間図中の最も外側のデータ点
を通過する閾値と比較する。位相誤差信号は前述の最も
外側のデータ点の相互接続によつて形成された周辺の外
側に位置する信号空間図の選択された領域に比較される
振幅が入るときに発生される。
れた直交関係にあるキヤリア信号を到来した変調された
直交関係にあるキヤリア信号に位相整列させる。従来技
術の制限を克服するために、位相整列は変調されたキヤ
リア信号の振幅によつて決定される信号空間図の不変形
状に依存する手法により提供される。詳細に述べると、
キヤリア復元回路にあつては、位相差検出器は各到来キ
ヤリア信号の振幅を信号空間図中の最も外側のデータ点
を通過する閾値と比較する。位相誤差信号は前述の最も
外側のデータ点の相互接続によつて形成された周辺の外
側に位置する信号空間図の選択された領域に比較される
振幅が入るときに発生される。
第１図は64QAMデイジタル無線システムの受信器内にあ
るキヤリア復元回路を示している。送信器（図示せず）
にあつては、２つの直交関係にあるキヤリアが２つのデ
イジタル・データ・チヤネルによつて変調されている。
両方のキヤリア共ある予め選択された中間周波数（IF）
を有している。変調後、直交関係にあるキヤリアは線形
加算され、次いで無線周波数キヤリアに変換、即ちアツ
プ・コンバートされる。適当な伝送媒体を通つて伝播し
た後、伝送された無線信号は受信器に入り、そこでIFに
変換、即ちダウン・コンバートされる。
るキヤリア復元回路を示している。送信器（図示せず）
にあつては、２つの直交関係にあるキヤリアが２つのデ
イジタル・データ・チヤネルによつて変調されている。
両方のキヤリア共ある予め選択された中間周波数（IF）
を有している。変調後、直交関係にあるキヤリアは線形
加算され、次いで無線周波数キヤリアに変換、即ちアツ
プ・コンバートされる。適当な伝送媒体を通つて伝播し
た後、伝送された無線信号は受信器に入り、そこでIFに
変換、即ちダウン・コンバートされる。
変調されたIFの直交関係にあるキヤリアより成る導線10
0上の到来信号は復調器101および102に加えられ、該復
調器は夫々デイジタル・データ・チヤネル103および104
を形成する。通常Ｉ、即ち同相レールと呼ばれるチヤネ
ル103および通常Ｑ、即ち直交レールと呼ばれるチヤネ
ル104は夫々振幅変調されたパルスより成る。Ｉおよび
Ｑレールは受信器内の周知のタイミング復元回路に供給
される。この回路はＩおよびＱレールのサンプリングを
制御し、それによつて送信器のデイジタル・データを再
構成するのに使用される。
0上の到来信号は復調器101および102に加えられ、該復
調器は夫々デイジタル・データ・チヤネル103および104
を形成する。通常Ｉ、即ち同相レールと呼ばれるチヤネ
ル103および通常Ｑ、即ち直交レールと呼ばれるチヤネ
ル104は夫々振幅変調されたパルスより成る。Ｉおよび
Ｑレールは受信器内の周知のタイミング復元回路に供給
される。この回路はＩおよびＱレールのサンプリングを
制御し、それによつて送信器のデイジタル・データを再
構成するのに使用される。
復調器101は導線100上の信号に導線105上の受信器によ
つて発生された第１のキヤリアを乗ずることによりチヤ
ネル103を発生する。受信器によつて発生される第１の
キヤリアは電圧制御発振器（VCO）106によつて発生され
る。同様に、復調器102は導線100上の信号に導線107上
の受信器により発生された第２のキヤリアを乗ずること
によつてデイジタル・データ・チヤネル104を発生す
る。この受信器によつて発生された第２のキヤリアは受
信器によつて発生された第１のキヤリアを位相シフタ10
8によつてπ/2ラジアン位相シフトすることにより形成
される。従つて、受信器によつて発生された第１および
第２のキヤリアは互いに直交関係にある。
つて発生された第１のキヤリアを乗ずることによりチヤ
ネル103を発生する。受信器によつて発生される第１の
キヤリアは電圧制御発振器（VCO）106によつて発生され
る。同様に、復調器102は導線100上の信号に導線107上
の受信器により発生された第２のキヤリアを乗ずること
によつてデイジタル・データ・チヤネル104を発生す
る。この受信器によつて発生された第２のキヤリアは受
信器によつて発生された第１のキヤリアを位相シフタ10
8によつてπ/2ラジアン位相シフトすることにより形成
される。従つて、受信器によつて発生された第１および
第２のキヤリアは互いに直交関係にある。
同期復調を行うために、受信器によつて発生された第１
および第２のキヤリアは導線122上に発生された位相誤
差信号によつて導線100上の信号中の直交関係にあるキ
ヤリアと位相整列した関係にある。この位相誤差信号は
信号空間図の選択された領域内に入るＩおよびＱレール
上の復調されたデータに応動して位相検出器10により発
生される。
および第２のキヤリアは導線122上に発生された位相誤
差信号によつて導線100上の信号中の直交関係にあるキ
ヤリアと位相整列した関係にある。この位相誤差信号は
信号空間図の選択された領域内に入るＩおよびＱレール
上の復調されたデータに応動して位相検出器10により発
生される。
次に信号空間図上にプロツトされた64QAM信号を示す第
２図を参照されたい。ここで受信器により発生されたキ
ヤリア信号は導線100上の信号中の直交関係にあるキヤ
リアと位相整列状態にあるものと仮定する。信号空間図
はＩおよびＱ軸によつて規定された４つの象限中に存在
する64のデータ点201を含んでいる。64個のデータ点の
内の４つは最も外側のデータ点であり、“A"、“B"、
“C"および“D"と名付けられている。この信号空間図で
は最も外側のデータ点は原点、即ちＩおよびＱ軸の交点
から最も速い点である。一般に、任意の変調フオーマツ
トに対し、最も外側のデータ点とは、直線によつて相互
接続されたとき信号空間図上のすべてのデータ点を最小
の面積で含むような周辺を形成するデータ点のことを言
う。図示の如く、最も外側のデータ点“A"、“B"、“C"
および“D"を直線によつて相互接続すると64個のデータ
点すべてを含む周辺210が形成される。周辺210の外側に
は信号空間図の領域220、221、222、223、224、225、22
6および227が存在する。これらの領域の各々は無限にひ
ろがつており、周辺210の１辺、周辺210の他の辺の延長
線およびＩまたはＱ軸によつて限定されている。各領域
は周辺210上のデータ点以外のデータ点は含んでいな
い。
２図を参照されたい。ここで受信器により発生されたキ
ヤリア信号は導線100上の信号中の直交関係にあるキヤ
リアと位相整列状態にあるものと仮定する。信号空間図
はＩおよびＱ軸によつて規定された４つの象限中に存在
する64のデータ点201を含んでいる。64個のデータ点の
内の４つは最も外側のデータ点であり、“A"、“B"、
“C"および“D"と名付けられている。この信号空間図で
は最も外側のデータ点は原点、即ちＩおよびＱ軸の交点
から最も速い点である。一般に、任意の変調フオーマツ
トに対し、最も外側のデータ点とは、直線によつて相互
接続されたとき信号空間図上のすべてのデータ点を最小
の面積で含むような周辺を形成するデータ点のことを言
う。図示の如く、最も外側のデータ点“A"、“B"、“C"
および“D"を直線によつて相互接続すると64個のデータ
点すべてを含む周辺210が形成される。周辺210の外側に
は信号空間図の領域220、221、222、223、224、225、22
6および227が存在する。これらの領域の各々は無限にひ
ろがつており、周辺210の１辺、周辺210の他の辺の延長
線およびＩまたはＱ軸によつて限定されている。各領域
は周辺210上のデータ点以外のデータ点は含んでいな
い。
64個のデータ点の各々はＩおよびＱ成分を有しており、
各成分はチヤネル103および104のデータにより決定され
る。理想的な場合、即ち歪が存在しない場合には、図示
の64のQAM信号のＩおよびＱ成分の値は±１、±３、±
５、±７ボルトである。しかしマルチパス・フエーデイ
ングの如き雑音や歪が存在する場合にはＩおよびＱ成分
に変動が生じる。この変動により第２図に示すように各
データ点は小さな円に拡がること（スミアリングされる
こと）が生じる。このスミアリング効果は周辺210の拡
大または縮小を生じさせるが、この周辺の形状は位相誤
差、即ち受信器によつて発生されたキヤリア信号と導線
100上の信号内の直交関係にあるキヤリア間の位相整列
の如何によつて影響されないことを注意されたい。この
性質が位相検出器10の動作の基礎となつている。
各成分はチヤネル103および104のデータにより決定され
る。理想的な場合、即ち歪が存在しない場合には、図示
の64のQAM信号のＩおよびＱ成分の値は±１、±３、±
５、±７ボルトである。しかしマルチパス・フエーデイ
ングの如き雑音や歪が存在する場合にはＩおよびＱ成分
に変動が生じる。この変動により第２図に示すように各
データ点は小さな円に拡がること（スミアリングされる
こと）が生じる。このスミアリング効果は周辺210の拡
大または縮小を生じさせるが、この周辺の形状は位相誤
差、即ち受信器によつて発生されたキヤリア信号と導線
100上の信号内の直交関係にあるキヤリア間の位相整列
の如何によつて影響されないことを注意されたい。この
性質が位相検出器10の動作の基礎となつている。
第３図は第２図の信号空間図上の任意の正の位相誤差の
影響を示している。説明の便宜上、周辺210および領域2
20、221、222、223、224、225、226および227もまた図
示されている。正の位相誤差が生じると、即ち受信器に
よつて発生されたキヤリアが導線100上の信号中の直交
関係にあるキヤリアより進んでいると、信号空間図中の
データ点は原点のまわりに反時計回りに回転することに
なる。310は反時計方向に回転された信号空間図中の最
も外側のデータ点Ａ′、Ｂ′、Ｃ′およびＤ′の相互接
続により形成された周辺を表わしている。図示の如く、
回転された信号空間内のデータ点は周辺210の外側に存
在しており、領域220〜227の中に入つている。図示の如
く、信号空間図の周辺310内の部分301、302、303、30
4、305、306、307および308は夫々領域220、221、222、
223、224、225、226および227内に入つている。信号空
間図のより多くの部分ならびにデータ点のより多くのも
のが正の位相誤差の期間中奇数番号の領域221、223、22
5および227よりも偶数番号の領域220、222、224および2
26中に入つていることに注意されたい。
影響を示している。説明の便宜上、周辺210および領域2
20、221、222、223、224、225、226および227もまた図
示されている。正の位相誤差が生じると、即ち受信器に
よつて発生されたキヤリアが導線100上の信号中の直交
関係にあるキヤリアより進んでいると、信号空間図中の
データ点は原点のまわりに反時計回りに回転することに
なる。310は反時計方向に回転された信号空間図中の最
も外側のデータ点Ａ′、Ｂ′、Ｃ′およびＤ′の相互接
続により形成された周辺を表わしている。図示の如く、
回転された信号空間内のデータ点は周辺210の外側に存
在しており、領域220〜227の中に入つている。図示の如
く、信号空間図の周辺310内の部分301、302、303、30
4、305、306、307および308は夫々領域220、221、222、
223、224、225、226および227内に入つている。信号空
間図のより多くの部分ならびにデータ点のより多くのも
のが正の位相誤差の期間中奇数番号の領域221、223、22
5および227よりも偶数番号の領域220、222、224および2
26中に入つていることに注意されたい。
任意の負の位相誤差の効果、即ち導線105および107上の
受信器によつて発生されたキヤリア信号が導線100上の
信号中の直交関係にあるキヤリアより遅れていることの
効果が第４図に示されている。周辺210および領域220〜
227がまた示されている。負の位相誤差は64個のQAMデー
タ点を原点に関して時計方向に回転させる。数字410は
最も外側のデータ点Ａ″、Ｂ″、Ｃ″およびＤ″の相互
接続により形成された周辺を表わしている。図示の如
く、データ点の内のあるものは周辺210の外側で領域220
〜227の内部に入つている。詳細に述べると、周辺410の
部分401、402、403、404、405、406、407、408および40
9は夫々領域220、221、222、223、224、225、226および
227中に入つている。時計方向に回転された信号空間の
より多くの部分およびデータ点のより多くの部分の負の
位相誤差の期間中偶数番目領域220、222、224および226
より奇数番目領域221、223、225および227中に入つてい
ることに注意されたい。従つて、データ点の生起確率が
一様であると仮定すると、正および負の位相誤差は偶数
番目領域220、222、224および226中に入るデータ点の数
と奇数番目領域221、223、225および227中に入るデータ
点の数の差を検出することにより決定することが出来
る。
受信器によつて発生されたキヤリア信号が導線100上の
信号中の直交関係にあるキヤリアより遅れていることの
効果が第４図に示されている。周辺210および領域220〜
227がまた示されている。負の位相誤差は64個のQAMデー
タ点を原点に関して時計方向に回転させる。数字410は
最も外側のデータ点Ａ″、Ｂ″、Ｃ″およびＤ″の相互
接続により形成された周辺を表わしている。図示の如
く、データ点の内のあるものは周辺210の外側で領域220
〜227の内部に入つている。詳細に述べると、周辺410の
部分401、402、403、404、405、406、407、408および40
9は夫々領域220、221、222、223、224、225、226および
227中に入つている。時計方向に回転された信号空間の
より多くの部分およびデータ点のより多くの部分の負の
位相誤差の期間中偶数番目領域220、222、224および226
より奇数番目領域221、223、225および227中に入つてい
ることに注意されたい。従つて、データ点の生起確率が
一様であると仮定すると、正および負の位相誤差は偶数
番目領域220、222、224および226中に入るデータ点の数
と奇数番目領域221、223、225および227中に入るデータ
点の数の差を検出することにより決定することが出来
る。
第１図を参照すると、位相検出器10はチヤネル103およ
び104夫々接続されているA/D変換器110および111、論理
回路109および差動増幅器120より成つている。各々のA/
D変換器は接続されたチヤネル中の信号を選択された時
点において複数個の閾値の内最も近いものに割当て、各
々の割当てに相応するデイジタル・ワードを出力する。
A/D変換器110および111からのこれらデイジタル・ワー
ドはデータ点のＩおよびＱ成分の表現である。これらデ
イジタル・ワード表現はバス112および113上に現われ、
論理回路109および受信器のベースバンド・データ検出
器に供給される。選択された時点は送信器のデイジタル
・データ・チヤネルを表わす最適サンプリング時点であ
り、導線116上のタイミング信号によつて制御されてい
る。このタイミング信号は周知のタイミング復元回路に
より発生される。A/D変換器110の場合、第２図に示すよ
うに複数個の閾値の内の１つは最も外側のデータ点Ｂお
よびＣを相互接続する周辺の直線BCを通過し、閾値の他
のものは最も外側のデータ点ＡおよびＤを相互接続する
周辺の直線ADを通過している。残りの閾値は直線ADの左
側でADに平行、直線BCの右側でBCに平行、そして直線AD
とBCの間で夫々に平行となつている。同様に、A/D変換
器111に対しては、複数個の閾値の内の１つは最も外側
の点ＡおよびＢを相互接続する周辺の直線ABを通過し、
閾値の他のものは最も外側のデータ点ＤおよびＣを相互
接続する周辺の直線DCを通過する。A/D変換器111の残り
の閾値は直線DCより下側でDCに平行、直線ABより上側で
ABに平行、直線ABとDCの間で夫々に平行となつている。
A/D変換器の閾値の各々およびデイジタル・ワード表現
はまた適応性を有している、即ち導線100上の受信され
た信号中の歪によつて引き起されたデータ点の移動に追
随するようになつている。詳細に述べると、各々の閾値
はその閾値に割当てられたすべてのデータの平均値に等
しくなるよう調整される。この適応特性はバス150およ
び151上の閾値調整信号によつて提供される。これら閾
値調整信号はベースバンド・データ検出器中の周知の回
路により発生される。このような周知の回路の例が1984
年５月15日付フレイザの米国特許第4,449,102号に示さ
れている。
び104夫々接続されているA/D変換器110および111、論理
回路109および差動増幅器120より成つている。各々のA/
D変換器は接続されたチヤネル中の信号を選択された時
点において複数個の閾値の内最も近いものに割当て、各
々の割当てに相応するデイジタル・ワードを出力する。
A/D変換器110および111からのこれらデイジタル・ワー
ドはデータ点のＩおよびＱ成分の表現である。これらデ
イジタル・ワード表現はバス112および113上に現われ、
論理回路109および受信器のベースバンド・データ検出
器に供給される。選択された時点は送信器のデイジタル
・データ・チヤネルを表わす最適サンプリング時点であ
り、導線116上のタイミング信号によつて制御されてい
る。このタイミング信号は周知のタイミング復元回路に
より発生される。A/D変換器110の場合、第２図に示すよ
うに複数個の閾値の内の１つは最も外側のデータ点Ｂお
よびＣを相互接続する周辺の直線BCを通過し、閾値の他
のものは最も外側のデータ点ＡおよびＤを相互接続する
周辺の直線ADを通過している。残りの閾値は直線ADの左
側でADに平行、直線BCの右側でBCに平行、そして直線AD
とBCの間で夫々に平行となつている。同様に、A/D変換
器111に対しては、複数個の閾値の内の１つは最も外側
の点ＡおよびＢを相互接続する周辺の直線ABを通過し、
閾値の他のものは最も外側のデータ点ＤおよびＣを相互
接続する周辺の直線DCを通過する。A/D変換器111の残り
の閾値は直線DCより下側でDCに平行、直線ABより上側で
ABに平行、直線ABとDCの間で夫々に平行となつている。
A/D変換器の閾値の各々およびデイジタル・ワード表現
はまた適応性を有している、即ち導線100上の受信され
た信号中の歪によつて引き起されたデータ点の移動に追
随するようになつている。詳細に述べると、各々の閾値
はその閾値に割当てられたすべてのデータの平均値に等
しくなるよう調整される。この適応特性はバス150およ
び151上の閾値調整信号によつて提供される。これら閾
値調整信号はベースバンド・データ検出器中の周知の回
路により発生される。このような周知の回路の例が1984
年５月15日付フレイザの米国特許第4,449,102号に示さ
れている。
バス112および113上の各々のデイジタル・ワード表現は
極性ビツト（最上位ビツト）、最上位から２番目、３番
目そして４番目のビツトを含んでいる。バス112および1
13上の各ワード表現の極性ビツトを夫々SPIおよびSPQ
で；バス112およびバス113上の各ワード表現の上位から
第２番目のビツトを夫々S1IおよびS1Qで；バス112およ
び113上の各ワード表現の上位から３番目のビツトを夫
々S2IおよびS2Qで；バス112および113上の各ワード表現
の上位から４番目のビツトを夫々EPIおよびEPQで表わす
ものとする。極性ビツトSPIはＱ軸の右側に位置するデ
ータ点のすべてのＩ成分に対して正、即ち論理の“1"で
あり、Ｑ軸の左側に位置するデータ点のすべてのＩ成分
に対して負、即ち論理の“0"である。極正ビツトSPQは
Ｉ軸の上に位置するデータ点のすべてのＱ成分に対して
正、即ち論理の“1"であり、Ｉ軸の下側に位置するデー
タ点のすべてのＱ成分に対しては負、即ち論理の“0"で
ある。更に、A/D変換器110からの割当てられた閾値が第
２図の直線BCの右側に位置するときは、バス112上のワ
ード表現のSPI、S1I、S2IおよびEPIはすべて論理の“1"
であり、割当てられた閾値が第２図の直線ADの左側に位
置する場合には、割当てられた閾値のワード表現のこれ
らビツトはすべて論理の“0"である。同様に、割当てら
れた閾値が第２図の直線AB上にある場合には、バス113
上のワード表現のSPQ、S1Q、S2QおよびEPQはすべての論
理の“1"であり、割当てられた閾値が第２図の直線DCよ
り下にある場合には、割当てられた閾値ワード表現のこ
れらビツトはすべて論理の“0"である。従つて、A/D変
換器110および111によつて出力された上位４ビツトは任
意の選択された時点おける復調された受信信号が周辺21
0の内側にあるか外側にあるかを示す。
極性ビツト（最上位ビツト）、最上位から２番目、３番
目そして４番目のビツトを含んでいる。バス112および1
13上の各ワード表現の極性ビツトを夫々SPIおよびSPQ
で；バス112およびバス113上の各ワード表現の上位から
第２番目のビツトを夫々S1IおよびS1Qで；バス112およ
び113上の各ワード表現の上位から３番目のビツトを夫
々S2IおよびS2Qで；バス112および113上の各ワード表現
の上位から４番目のビツトを夫々EPIおよびEPQで表わす
ものとする。極性ビツトSPIはＱ軸の右側に位置するデ
ータ点のすべてのＩ成分に対して正、即ち論理の“1"で
あり、Ｑ軸の左側に位置するデータ点のすべてのＩ成分
に対して負、即ち論理の“0"である。極正ビツトSPQは
Ｉ軸の上に位置するデータ点のすべてのＱ成分に対して
正、即ち論理の“1"であり、Ｉ軸の下側に位置するデー
タ点のすべてのＱ成分に対しては負、即ち論理の“0"で
ある。更に、A/D変換器110からの割当てられた閾値が第
２図の直線BCの右側に位置するときは、バス112上のワ
ード表現のSPI、S1I、S2IおよびEPIはすべて論理の“1"
であり、割当てられた閾値が第２図の直線ADの左側に位
置する場合には、割当てられた閾値のワード表現のこれ
らビツトはすべて論理の“0"である。同様に、割当てら
れた閾値が第２図の直線AB上にある場合には、バス113
上のワード表現のSPQ、S1Q、S2QおよびEPQはすべての論
理の“1"であり、割当てられた閾値が第２図の直線DCよ
り下にある場合には、割当てられた閾値ワード表現のこ
れらビツトはすべて論理の“0"である。従つて、A/D変
換器110および111によつて出力された上位４ビツトは任
意の選択された時点おける復調された受信信号が周辺21
0の内側にあるか外側にあるかを示す。
第５および６図は夫々データ点の生起が正および負の位
相誤差を表わす信号空間図の領域を示している。第５図
は４つの領域（以後カテゴリ１領域と呼ぶ）501、502、
503および504を示している。第６図はまた４つの領域
（以後カテゴリ２領域と呼ぶ）601、602、603および604
を示している。これら領域中のデータ点の生起はA/D変
換器110および111からの上位４ビツトを調べることによ
り決定することが出来る。この上位４ビツトを調べる仕
方を述べるに際し、以下の表記法を使用する。
相誤差を表わす信号空間図の領域を示している。第５図
は４つの領域（以後カテゴリ１領域と呼ぶ）501、502、
503および504を示している。第６図はまた４つの領域
（以後カテゴリ２領域と呼ぶ）601、602、603および604
を示している。これら領域中のデータ点の生起はA/D変
換器110および111からの上位４ビツトを調べることによ
り決定することが出来る。この上位４ビツトを調べる仕
方を述べるに際し、以下の表記法を使用する。
I1＝SPI・S1I・S2I・EPI; （１） I2＝▲▼； （２） Q1＝SPQ・S1Q・S2Q・EPQ; （３） および Q2＝▲▼； （４） ここで・および＋は夫々ANDおよびOR操作を、−は否定
を表わす。この等式を用いると、表Ａに示す領域に対す
るブールAND表現が論理の“1"に等しいときに第５およ
び６図の領域中のデータ点が生起することになる。
を表わす。この等式を用いると、表Ａに示す領域に対す
るブールAND表現が論理の“1"に等しいときに第５およ
び６図の領域中のデータ点が生起することになる。
表 Ａ 領 域 表現式 501 Q1・SPI 502 I1・▲▼ 503 Q2・▲▼ 504 I2・SPQ 601 I1・SPQ 602 Q2・SPI 603 I2・▲▼ 604 I1・▲▼ 論理回路109はカテゴリ１またはカテゴリ２の領域中の
データ点の生起を検出することにより位相誤差の存在を
示す。これを行うために、表Ａの論理式の各々が形成さ
れ、領域501〜504に対する表現式の論理的ORおよび領域
601〜604に対する表現式の論理的ORが形成され、夫々導
線115および114に加えられる。従つて、論理回路109は
データ点がカテゴリ１の領域中に生起するとき導線115
上に論理の“1"信号を出力し、データ点がカテゴリ２の
領域中に生起するとき導線116上に論理の“1"を出力す
る。カテゴリ１およびカテゴリ２の領域の一部分は互い
にオーバラツプし、これらオーバラツプされた部分中に
データ点が存在すると曖昧な位相誤差情報が提供される
ことになる。この曖昧さは論理回路109の出力を出力電
圧スイングVopと共に差動増幅器120に加えることにより
処理される。第７図は導線122上の位相誤差信号の値を
ＩおよびＱチヤネル・データが信号空間中のどこに入る
かの関数として示すものである。周辺210内でカテゴリ
１およびカテゴリ２の領域のオーバラツプする部分内に
入るデータは論理“0"なる位相誤差信号を発生する。し
かし、周辺210の外側に位置する第１の選択された領域
内701に入るデータは＋Vop位相誤差信号を発生し、周辺
210の外側に位置する第２の選択された領域702中に入る
データは−Vop位相誤差信号を発生する。領域701および
702を調べると、選択された時点におけるＩ成分が指定
された領域の外側で、Ｑ成分が選択された時点において
指定された領域の内側にあるとき、およびその逆の状態
のときに位相誤差が発生されることが分る。Ｉ成分に対
する指定された領域は直線ADから直線BCの間であり、Ｑ
成分に対する指定された領域は直線BCから直線ABの間
（第７図）である。ここで述べた周辺形状は矩形である
ので、これらの領域は実質的に同一であるが、これらの
領域は互いに異つていても良く、ＩおよびＱレール上の
データによつて決定されることになる。
データ点の生起を検出することにより位相誤差の存在を
示す。これを行うために、表Ａの論理式の各々が形成さ
れ、領域501〜504に対する表現式の論理的ORおよび領域
601〜604に対する表現式の論理的ORが形成され、夫々導
線115および114に加えられる。従つて、論理回路109は
データ点がカテゴリ１の領域中に生起するとき導線115
上に論理の“1"信号を出力し、データ点がカテゴリ２の
領域中に生起するとき導線116上に論理の“1"を出力す
る。カテゴリ１およびカテゴリ２の領域の一部分は互い
にオーバラツプし、これらオーバラツプされた部分中に
データ点が存在すると曖昧な位相誤差情報が提供される
ことになる。この曖昧さは論理回路109の出力を出力電
圧スイングVopと共に差動増幅器120に加えることにより
処理される。第７図は導線122上の位相誤差信号の値を
ＩおよびＱチヤネル・データが信号空間中のどこに入る
かの関数として示すものである。周辺210内でカテゴリ
１およびカテゴリ２の領域のオーバラツプする部分内に
入るデータは論理“0"なる位相誤差信号を発生する。し
かし、周辺210の外側に位置する第１の選択された領域
内701に入るデータは＋Vop位相誤差信号を発生し、周辺
210の外側に位置する第２の選択された領域702中に入る
データは−Vop位相誤差信号を発生する。領域701および
702を調べると、選択された時点におけるＩ成分が指定
された領域の外側で、Ｑ成分が選択された時点において
指定された領域の内側にあるとき、およびその逆の状態
のときに位相誤差が発生されることが分る。Ｉ成分に対
する指定された領域は直線ADから直線BCの間であり、Ｑ
成分に対する指定された領域は直線BCから直線ABの間
（第７図）である。ここで述べた周辺形状は矩形である
ので、これらの領域は実質的に同一であるが、これらの
領域は互いに異つていても良く、ＩおよびＱレール上の
データによつて決定されることになる。
位相誤差信号の値および極性は、VCO106およびπ/2位相
シフタ108によつて発生された受信器により生成された
キヤリアの位相を導線100上の信号中の直交関係にある
キヤリアの位相と整列させる。しかし、差動増幅器120
の出力の変動を平均化するよう位相誤差信号が通常のル
ープ・フイルタ121を通過した後、位相誤差信号をVCD10
6に供給することが望ましい。
シフタ108によつて発生された受信器により生成された
キヤリアの位相を導線100上の信号中の直交関係にある
キヤリアの位相と整列させる。しかし、差動増幅器120
の出力の変動を平均化するよう位相誤差信号が通常のル
ープ・フイルタ121を通過した後、位相誤差信号をVCD10
6に供給することが望ましい。
もちろん、本発明を特定の実施例に関して述べて来た
が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく当業
者にあつては種々の修正および変更を成し得ることを理
解されたい。例えばまず第１に本発明を64QAM信号を参
照して述べて来たが、本発明は最も外側のデータ点を直
線で相互接続することにより形成された周辺が円形以外
の任意の形状である任意のQAM、PSK、APSK等に適用でき
る。第２に、位相検出器10中のA/D変換器の閾値は適応
性に有しているが、位相誤差に対する感度は減少する
が、閾値を固定しても位相検出器は動作する。固定閾値
は図示の64QAM信号の場合、理想的な受信された振幅値
±１、±３、±５および±７ボルトの如き予め選択され
た値に対応させることが出来る。
が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく当業
者にあつては種々の修正および変更を成し得ることを理
解されたい。例えばまず第１に本発明を64QAM信号を参
照して述べて来たが、本発明は最も外側のデータ点を直
線で相互接続することにより形成された周辺が円形以外
の任意の形状である任意のQAM、PSK、APSK等に適用でき
る。第２に、位相検出器10中のA/D変換器の閾値は適応
性に有しているが、位相誤差に対する感度は減少する
が、閾値を固定しても位相検出器は動作する。固定閾値
は図示の64QAM信号の場合、理想的な受信された振幅値
±１、±３、±５および±７ボルトの如き予め選択され
た値に対応させることが出来る。
第１図は本発明に従うキヤリア復元回路のブロツク図、 第２図は最も外側のデータ点を結んで形成された周辺を
示す64QAM信号の信号空間図、 第３図及び第４図は夫々任意の正および負の位相誤差期
間中の第２図の信号空間図のプロツトをした図、 第５図及び第６図は夫々データ点の正起が正および負の
位相誤差に寄与する信号空間領域図で簡潔のため最も外
側のデータ点のみが示されている図であり、 第７図は第１図のキヤリア復元回路によつて発生された
位相誤差信号の極性を示す第４図及び第５図を重畳して
プロツトした図で簡潔のため最も外側のデータ点のみが
示されている図である。 〔主要部分の符号の説明〕 106、108……直交関係にある基準キヤリアを発生する手
段 501、502、503、504……第１の部分領域 601、602、603、604……第２の部分領域 第１図は本発明の主要図面である。
示す64QAM信号の信号空間図、 第３図及び第４図は夫々任意の正および負の位相誤差期
間中の第２図の信号空間図のプロツトをした図、 第５図及び第６図は夫々データ点の正起が正および負の
位相誤差に寄与する信号空間領域図で簡潔のため最も外
側のデータ点のみが示されている図であり、 第７図は第１図のキヤリア復元回路によつて発生された
位相誤差信号の極性を示す第４図及び第５図を重畳して
プロツトした図で簡潔のため最も外側のデータ点のみが
示されている図である。 〔主要部分の符号の説明〕 106、108……直交関係にある基準キヤリアを発生する手
段 501、502、503、504……第１の部分領域 601、602、603、604……第２の部分領域 第１図は本発明の主要図面である。
Claims (12)
- 【請求項１】キャリア信号の振幅が信号空間図のデータ
点を決定する通信システムで使用されるキャリア復元回
路において、 直交関係にある基準キャリアを発生する手段と、 該受信信号と該基準キャリア信号とから直交関係にある
ベースバンド信号を出力する手段と、 直線で結んだときに該信号空間図内のデータ点の全てを
取り囲む周辺を形成する最も外側を通るデータ点に対応
する閾値と該直交関係にあるベースバンド信号の振幅と
を比較する手段と、 該比較手段に応動して、該基準キャリアを該キャリア信
号と位相同期させる位相誤差信号を発生する手段とから
なり、該位相誤差信号発生手段は、該周辺の外側にある
信号空間図の所定の領域に該振幅が存在するときのみ該
位相誤差信号を発生することを特徴とするキャリア復元
回路。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のキャリア復
元回路において、該信号空間図（第２図）は原点を有し
ており、該最も外側を通るデータ点は該原点から最も遠
い点であることを特徴とするキャリア復元回路。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載のキャリア復
元回路において、 該周辺は、最小面積で全てのデータ点を含むことを特徴
とするキャリア復元回路。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載のキャリア復
元回路において、該比較手段は選択された時間に比較を
実行することを特徴とするキャリア復元回路 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項に記載のキャリア復
元回路において、該閾値は固定されていることを特徴と
するキャリア復元回路。 - 【請求項６】特許請求の範囲第１項に記載のキャリア復
元回路において、該閾値は、直交関係にある該ベースバ
ンド信号の歪みを補償するように変化することを特徴と
するキャリア復元回路。 - 【請求項７】特許請求の範囲第１項に記載のキャリア復
元回路において、該比較手段は、アナログ−デジタル交
換器からなることを特徴とするキャリア復元回路。 - 【請求項８】特許請求の範囲第１項に記載のキャリア復
元回路において、該周辺の外側の領域は、該基準キャリ
アの位相を進ませる位相誤差信号を発生する第１の部分
と遅らせる位相誤差信号を発生する第２の部分とを含む
ことを特徴とするキャリア復元回路。 - 【請求項９】特許請求の範囲第８項に記載のキャリア復
元回路において、該位相誤差信号は該部分の各々に対し
異なる極性を有していることを特徴とするキャリア復元
回路。 - 【請求項１０】キャリア復元回路において、 受信した信号を直交関係にある基準キャリアを用いて、
その各々が振幅を有している一対の信号へ復調する手
段、 該対の信号の各々の振幅を関連する複数の閾値と比較す
る手段であって、該対の信号の各々に関連する最大及び
最小の閾値が範囲を規定する手段、及び 該対の信号の一の振幅が該規定範囲の外側にあり、該対
の信号の他方の振幅が該規定範囲の内側にあるときであ
って、かつ、該対の信号の各々の振幅比較が異なった結
果を生じたときでないときに、該比較手段に応動して、
該直交関係にあるキャリア信号に関する該基準キャリア
の位相を変化させる位相誤差信号を発生する手段からな
ることを特徴とするキャリア復元回路。 - 【請求項１１】特許請求の範囲第10項に記載の回路にお
いて、該対の信号の一の閾値によって規定される範囲が
該対の信号の他方のそれと共通することを特徴とするキ
ャリア復元回路。 - 【請求項１２】特許請求の範囲第10項に記載の回路にお
いて、該対の信号の一の閾値によって規定される範囲が
該対の信号の他方とそれとは異なることを特徴とするキ
ャリア復元回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US717288 | 1985-03-28 | ||
| US06/717,288 US4648100A (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Carrier recovery circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61225951A JPS61225951A (ja) | 1986-10-07 |
| JPH0787475B2 true JPH0787475B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=24881422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61068840A Expired - Lifetime JPH0787475B2 (ja) | 1985-03-28 | 1986-03-28 | キヤリア復元回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4648100A (ja) |
| JP (1) | JPH0787475B2 (ja) |
| CA (1) | CA1241068A (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2593341B1 (fr) * | 1986-01-20 | 1988-03-04 | Alcatel Thomson Faisceaux | Dispositif de recuperation de rythme |
| US4759036A (en) * | 1987-03-02 | 1988-07-19 | American Telephone And Telegraph Company | Decision-directed control circuit |
| JP2553103B2 (ja) * | 1987-09-19 | 1996-11-13 | 富士通株式会社 | 搬送波再生回路 |
| FR2621188B1 (fr) * | 1987-09-25 | 1989-12-29 | Labo Electronique Physique | Circuit de recuperation de l'onde porteuse de systemes de transmissions numeriques |
| US5223843A (en) * | 1988-01-05 | 1993-06-29 | Rockwell International Corporation | High performance global positioning system receiver means and method |
| US5276685A (en) * | 1988-11-30 | 1994-01-04 | Motorola, Inc. | Digital automatic gain control |
| US5245340A (en) * | 1989-06-27 | 1993-09-14 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Communications | Digital transmultiplexer with automatic threshold controller |
| US5025455A (en) * | 1989-11-30 | 1991-06-18 | The United States Of America As Represented By The Administer, National Aeronautics And Space Administration | Phase ambiguity resolution for offset QPSK modulation systems |
| JPH0476445U (ja) * | 1990-11-14 | 1992-07-03 | ||
| US5287351A (en) * | 1990-11-27 | 1994-02-15 | Scientific-Atlanta, Inc. | Method and apparatus for minimizing error propagation in correlative digital and communication system |
| GB9114246D0 (en) * | 1991-07-02 | 1991-08-21 | British Telecomm | Clock recovery |
| US5271041A (en) * | 1992-03-16 | 1993-12-14 | Scientific-Atlanta, Inc. | Method and apparatus for QPR carrier recovery |
| FR2733107A1 (fr) * | 1995-04-12 | 1996-10-18 | Philips Electronique Lab | Systeme de transmission numerique de donnees comportant un recepteur synchronise numeriquement |
| FR2722630A1 (fr) * | 1994-07-12 | 1996-01-19 | Philips Electronique Lab | Systeme de transmission numerique comportant un recepteur muni d'un dispositif de recuperation de porteuse |
| EP0692896A1 (fr) * | 1994-07-12 | 1996-01-17 | Laboratoires D'electronique Philips S.A.S. | Recupération de porteuse pour signaux MAQ |
| DE69434174T2 (de) * | 1994-12-22 | 2005-06-02 | Alcatel | Prozessor für Trägerrückgewinnung |
| AUPN455695A0 (en) * | 1995-08-01 | 1995-08-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Qam spread spectrum demodulation system |
| JP3794412B2 (ja) * | 2002-03-11 | 2006-07-05 | 松下電器産業株式会社 | 搬送波再生装置 |
| DE10248507A1 (de) * | 2002-10-11 | 2004-04-22 | IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik | Verfahren und Vorrichtung zur Fehlerkorrektur von Multiplex-Signalen |
| JP7224722B2 (ja) * | 2018-06-18 | 2023-02-20 | 日本無線株式会社 | 搬送波再生回路 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917916B2 (ja) * | 1975-12-26 | 1984-04-24 | 日本電気株式会社 | イソウドウキソウチ |
| US4283682A (en) * | 1979-04-06 | 1981-08-11 | Ricoh Company, Ltd. | Erasure zone decision feedback phase lock loop for carrier recovery in data modems |
| JPS57112159A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-13 | Fujitsu Ltd | Method for carrier regeneration |
| IT1145719B (it) * | 1981-11-12 | 1986-11-05 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Circuito di recupero della partante di un segnale modulato in ampiezza e fase da segnali numerici |
| US4458356A (en) * | 1982-07-02 | 1984-07-03 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Carrier recovery circuit |
-
1985
- 1985-03-28 US US06/717,288 patent/US4648100A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-03-05 CA CA000503301A patent/CA1241068A/en not_active Expired
- 1986-03-28 JP JP61068840A patent/JPH0787475B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1241068A (en) | 1988-08-23 |
| JPS61225951A (ja) | 1986-10-07 |
| US4648100A (en) | 1987-03-03 |
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