JPH114268A - 位相変調信号の復調方式 - Google Patents

位相変調信号の復調方式

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JPH114268A
JPH114268A JP9173009A JP17300997A JPH114268A JP H114268 A JPH114268 A JP H114268A JP 9173009 A JP9173009 A JP 9173009A JP 17300997 A JP17300997 A JP 17300997A JP H114268 A JPH114268 A JP H114268A
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JP
Japan
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phase
modulation
frequency
reference carrier
error
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JP9173009A
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English (en)
Inventor
Takafumi Nojima
孝文 野嶌
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相変調信号の復調方式における周波数補正
可能範囲の拡大。 【解決手段】 PSKによる位相変調信号入力は変調タ
イミング抽出器3で抽出された変調タイミングごとに直
交するsin,cos 波の基準搬送波との乗算に基づいてX
i(I出力)とYi(Q出力)に変換され、位相演算器5で
位相φi が算出されこのφi から復調データが求められ
るとともに、このφi から位相誤差検出器9aで求めた位
相誤差Δθの対応周波数を利用して周波数補正器11で基
準搬送波の周波数を行う他、インバータ12で得られる変
調タイミング中間点でも位相演算器5aで中間点での位相
角を求めて同様な補正を行い、真の位相誤差の忠実な把
握に基づき、入力信号の相数に制約されない補正範囲の
拡大を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は位相変調信号の復調
方式に関し、特にm相のPSK(Phase Shift Keying)
による位相偏移変調を施した位相変調信号の基準搬送波
周波数の補正範囲の拡大による捕捉・追尾性の改善を図
った位相変調信号の復調方式に属する。
【0002】
【従来の技術】入力するm相(一般にはm=2,4,
8,16,……)のPSKによる位相変調信号を、所定
の周波数かつ相直交する基準搬送波(sin,cos
波)との乗算に基づいて復調する位相変調信号の復調方
式はよく知られている。図2は、従来の位相変調信号の
復調方式の構成を示すブロック図である。入力信号であ
るアナログ形式の位相変調信号をA/D変換器1でディ
ジタル信号に変換し、以後の処理をディジタル的に行っ
ている。A/D変換器1でディジタル変換されて離散値
となった位相変調信号は、乗算器2a,2bに入力され
る。乗算器2a,2bは互いに直交するsin波,co
s波の2種類の基準搬送波信号を位相変調信号と乗算
し、位相検波が行われる。位相検波の結果から得られる
同相成分Iと直交成分Qとは、それぞれ次段の積分器4
a,4bで積分され、積分結果は変調タイミング抽出器
3で抽出された変調タイミング毎に位相演算器5に入力
される。ここで、互いに直交する位相を有するsin
波、cos波の2種類の基準信号は、基準搬送波発生器
8から離散信号として出力されている。
【0003】基準搬送波発生器8には、正弦波の瞬時値
に関するデータが1周期に亘って記憶されており、設定
された周波数情報fに相当するアドレスおきに、かつA
/D変換器1のサンプリング周期毎に繰り返し、当該周
波数fの瞬時値情報が読み出される。また、アドレスを
π/2ラジアンずらすことで、直交する信号を生成す
る。位相演算器5は、積分器4a,4bから変調タイミ
ング毎に得られるI,Q出力(以下Xi、Yi と表現す
る)に基づき、入力信号の変調位相角φi =tan
-1(Yi /Xi )を演算する。
【0004】次に、差分位相検出器6で、1つ前の変調
タイミングの演算結果である変調位相角φi-1 との差と
して求める位相変化量θi =φi-1 −φi が演算され
る。このようにして得られた位相変化量θi を符号器7
で符号化し、復調データとして出力する。また、位相変
化量θi は、位相誤差検出器9に入力され、基準位相角
とθi との位相誤差Δθが算出され、周波数演算器10
でこの移相誤差Δθに対応する搬送波周波数の誤差Δf
を検出する。
【0005】すなわち、Δfは次の式のように示すこと
ができる。 Δf=−fi ・Δθ/2π 但し、fi :変調タイミング周波数
【0006】周波数補正器11では、搬送周波数の誤差
Δfにより設定周波数fをf+Δfとして補正し、この
f+Δfを基準搬送波発生器8のアドレス指定に使用
し、基準搬送波の周波数の補正を行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の位相変
調出力の復調方式における周波数補正方式は、変調タイ
ミング毎に算出される変調位相角φi に基づいて位相誤
差Δθを検出しているため、補正可能範囲が限定される
という問題があった。すなわち、補正可能な位相誤差Δ
θの範囲は、次式で示される。 −2π/2m〈Δθ〈+2π/2m 但し、m:位相変調出力の相数 上述した式からも明らかな如く、補正可能な位相誤差Δ
θの範囲は、位相変調波の相数mにより制約され、従っ
て、初期の設定基準搬送波周波数fによる真の位相誤差
が上述した範囲をすでに超えている場合等、周波数補正
を的確に行うことが不可能であるという問題点があっ
た。
【0008】本発明の目的は、上述した問題点を解決
し、位相誤差Δθを変調タイミング周期の間でも検出可
能とすることにより、位相変調信号の相数による周波数
補正可能範囲の制約を緩和し、周波数補正可能範囲を大
幅に拡げることができる位相変調信号の復調方式を提供
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために次の手段構成を有する。即ち、本発明
の方式は、入力するm相のPSK変調を施した位相変調
信号を所定の周波数かつ相直交する位相を有する基準搬
送波との乗算に基づき位相検波し、前記位相変調信号か
ら抽出した変調タイミングごとに変調位相角を検出する
位相変調信号の復調方式において、前記変調タイミング
の周期の間に設定する所定の切出しタイミングにおける
変調位相角の位相変化量をその増大もしくは減少方向を
表現する位相変化方向を含み検出する位相変化検出手段
と、前記位相変化検出手段によって検出した変調位相角
の位相変化量を対応する周波数誤差に変換し、前記周波
数誤差に基づいて前記基準搬送波の周波数を前記所定の
周波数に補正し前記位相変調信号の相数mによる前記基
準搬送波の周波数補正可能範囲の制約を排除して周波数
補正可能範囲を拡大する周波数補正手段とを備えた構成
を有する。
【0010】また本発明の方式は、前記周波数補正手段
によって求める周波数誤差の範囲が、前記位相検出手段
によって検出する前記位相変化量と位相変化方向との切
出しタイミングの細分化に対応して増大するものとした
構成を有する。
【0011】
【発明の実施の形態】従来の位相変調信号の復調方式に
おける基準周波数に対する周波数補正方式は、入力した
変調信号から抽出する変調タイミング毎に算出する変調
位相角φi =tan-1(Yi /Xi )に基づいて位相誤
差を検出しているので、補正可能範囲が位相変調信号の
相数mによって限定されてしまうという問題があった。
本発明においては、図1に示すように、従来の構成に加
えて、例えばインバータ12によって知る変調タイミン
グ周期の中間タイミングにおいて、位相演算器5aによ
る中間タイミングでの変調位相角φi-0.5 でも位相誤差
を求めることを可能とする。
【0012】即ち、本発明においては、位相変調信号を
設定周波数の基準搬送波を用いて直交変換する際の積分
波形を、変調タイミング周期の間での位相変化過程に着
目した位相変化量把握による真の位相変化量を検出する
ことを可能としている。この位相変化量は、位相変調信
号と基準搬送波との真の周波数誤差を表すものであり、
このようにして変調タイミング周期の間で検出した位相
誤差に応じて、相数mに左右されることなく基準搬送波
の周波数補正を施すことを可能とすることを基本的特徴
としている。
【0013】このようにして、直交変換を行う際の出力
波形に基づき、変調タイミングの間での位相角変移過程
も監視可能とすることで、真の位相誤差を検出すること
ができ、従って、この真の位相誤差に応じて変調基準周
波数を補正することにより、位相変調信号の相数に基づ
く制約を排除して、周波数捕捉・追尾を行うことを可能
とすることを発明の実施の形態としている。
【0014】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。図1は、本発明の位相変調信号の復調方式の
一実施例の構成を示すブロック図である。図1に示す実
施例は位相変調信号としての入力信号をA/D変換する
A/D変換器1と、相直交する基準搬送波と入力信号と
の乗算を行う乗算器2a,2bと、入力信号から変調タ
イミングを抽出する変調タイミング抽出器3と、相直交
するI,Q出力のうちのI出力としてのXi を出力する
積分器4aと、Q出力としてのYi を出力する積分器4
bと、入力信号の変調位相角φi を演算出力する位相演
算器5と、変調タイミング周期内の所望のタイミング、
本実施例では変調タイミングの中間点での変調位相角φ
i-0.5 を検出する位相演算器5aと、1つ前の変調位相
角との位相変化量θi を検出する差分位相検出器6と、
位相変化量を符号化出力する符号器7と、相直交する位
相を有する基準搬送波を出力する基準搬送波発生器8
と、位相誤差Δθを検出する位相誤差検出器9aと、位
相誤差Δθに対応する搬送周波数誤差Δfを算出する周
波数演算器10と、搬送周波数として設定された設定周
波数fを搬送周波数誤差Δfで補正する周波数補正器1
1と、変調タイミング抽出器3で抽出した変調タイミン
グの位相を反転し、位相をπだけシフトするインバータ
12とを備え、主として位相演算器5aと、位相誤差検
出器9aと、インバータ12とが本発明に直接かかわる
構成である。
【0015】また、これら構成のうち、A/D変換器1
と、乗算器2a,2bと、変調タイミング抽出器3と、
積分器4a,4bと、位相演算器5と、位相演算器5a
と差分位相検出器6及びインバータ12が位相変化検出
手段を形成し、位相誤差検出器9aと、周波数演算器1
0と、周波数補正器11と、基準搬送波発生器8とが周
波数補正手段を形成する。
【0016】次に、本実施例の動作について説明する。
図1の実施例において、図2の従来例と同一の符号を付
与したものは同一内容のものであるので、これら同一内
容の構成に関する詳細な説明は省略する。本実施例で
は、変調タイミングの中間点での位相誤差を求めること
ができ、これにより変調タイミング周期の間での位相変
化過程に着目して真の位相変化量を検出することを可能
とする場合を例とし、このため、図2に示す従来例の構
成に、更に位相演算器5aが付加され、変調タイミング
の反転出力が積分器4a,4bに追加入力されている。
また、位相誤差検出器9aの入力には、位相演算器5及
び5aの結果が入力されている。位相演算器5aは、変
調タイミングの反転出力、つまり正規の変調タイミング
の中間点での位相角φi-0.5 を演算し、一方位相演算器
5は位相角φi を演算する。変調位相角φi は従来例と
同様にして復調処理される。位相誤差検出器9aは、Δ
θ=φi −φi-0.5 の演算も行い、これにより周波数演
算器10は周波数誤差Δfを次式により検出する。 Δf=−fi ・a・Δθ/π 但し、fi :変調タイミング周波数
【0017】上式のaは、変調タイミング周期を単位量
1とし、変調タイミング周期間での位相誤差Δθを切り
出す時間によって決まる係数であるが、本実施例では、
変調タイミング周期の1/2で位相誤差Δθを検出して
いるので、a=2となる。また、aを大きくする、つま
り、Δθを切り出す時間を短くして、位相の移りゆく状
態を細かく監視することにより、より広い範囲の周波数
の補正が可能となる。このようにして得られた位相誤差
から周波数誤差Δfを求め、従来の構成に基づき、基準
搬送波の補正を行えば、位相変調信号の相数に制限を受
けることなく、広い範囲での基準搬送周波数の捕捉・追
尾が可能となる。
【0018】なお、前述したΔfを求める式において、
符号−は、Δθが減少するマイナス(−)方向のもの
(位相変化方向がマイナス方向)のものであればその減
少を補償するようにプラス(+)のΔθとし、その逆で
あれば−Δθとして設定すべきものであることを示して
いる。
【0019】このようにして、入力する位相変調信号を
設定周波数の基準搬送波を用いて直交変換する際の積分
波形を、変調タイミング周期の間でも位相の変化して行
く過程から真の位相変化量を検出し、こうして得られる
位相変化量は、位相変調信号と基準搬送波の真の周波数
誤差を表すので、変調タイミング周期の間で検出した位
相誤差に応じて、基準搬送波の周波数補正を位相変調信
号の相数による制限を排除した広い周波数範囲にわたっ
て施すことが可能となる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力した位相変調信号の変調位相角に含まれる位相誤差を
変調タイミング周期間でもその推移状態を監視して分解
度を高めた真の位相誤差を検出することにより、従来の
ように位相変調信号の相数に制限されることなく、位相
変調信号の搬送波周波数に対する基準搬送波周波数の誤
差補正及び周波数変動に対する著しく正確な自動追尾を
行うことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の位相変調信号の復調方式の
構成を示すブロック図である。
【図2】従来の位相変調信号の復調方式の構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器 2a,2b 乗算器 3 変調タイミング抽出器 4a,4b 積分器 5,5a 位相演算器 6 差分位相検出器 7 符号器 8 基準搬送波発生器 9,9a 位相誤差検出器 10 周波数演算器 11 周波数補正器 12 インバータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力するm相のPSK変調を施した位相
    変調信号を所定の周波数かつ相直交する位相を有する基
    準搬送波との乗算に基づき位相検波し、前記位相変調信
    号から抽出した変調タイミングごとに変調位相角を検出
    する位相変調信号の復調方式において、前記変調タイミ
    ングの周期の間に設定する所定の切出しタイミングにお
    ける変調位相角の位相変化量をその増大もしくは減少方
    向を表現する位相変化方向を含み検出する位相変化検出
    手段と、前記位相変化検出手段によって検出した変調位
    相角の位相変化量を対応する周波数誤差に変換し、前記
    周波数誤差に基づいて前記基準搬送波の周波数を前記所
    定の周波数に補正し前記位相変調信号の相数mによる前
    記基準搬送波の周波数補正可能範囲の制約を排除して周
    波数補正可能範囲を拡大する周波数補正手段とを備える
    ことを特徴とする位相変調信号の復調方式。
  2. 【請求項2】 前記周波数補正手段によって求める周波
    数誤差の範囲が、前記位相検出手段によって検出する前
    記位相変化量と位相変化方向との切出しタイミングの細
    分化に対応して増大するものとした構成を有することを
    特徴とする請求項1記載の位相変調信号の復調方式。
JP9173009A 1997-06-13 1997-06-13 位相変調信号の復調方式 Pending JPH114268A (ja)

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