JPS6337986B2 - - Google Patents

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JPS6337986B2
JPS6337986B2 JP438280A JP438280A JPS6337986B2 JP S6337986 B2 JPS6337986 B2 JP S6337986B2 JP 438280 A JP438280 A JP 438280A JP 438280 A JP438280 A JP 438280A JP S6337986 B2 JPS6337986 B2 JP S6337986B2
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JP
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pilot
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phase
sampling
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JP438280A
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Botaro Hirosaki
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0054Detection of the synchronisation error by features other than the received signal transition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、直交多重された複数個の直交振幅変
調(以下QAMと略称する)信号を伝送路を介し
て受信し、標本化、アナログ−デイジタル(以下
ADと略称する)変換、波操作および離散フー
リエ変換(以下DFTと略称する)操作等により
複数個の源基底帯域(以下ベースバンドと略称す
る)信号を復調する直交多重信号のデイジタル処
理形受信装置におけるパイロツト位相制御回路に
関する。 複数個のQAM信号を直交多重して送信し、受
信側にて各ベースバンド信号を復調する直交多重
伝送方式は高能率データ伝送を可能にし、しかも
そのデイジタル信号処理過程にDFTを導入すれ
ば送受信装置が著しく簡単化できることが既に提
案されている(例えば、昭和52年特許願第
150238、昭和54年特許願第19364号および昭和54
年特許願第19366号明細書を参照されたい)。しか
しながら、従来、直交多重伝送方式の受信側での
復調キヤリア位相制御に関する簡便な構成は提案
されていない。 本発明の目的は、この点に鑑み、特に送信側に
て予め定たチヤネルにパイロツトを挿入し伝送し
た場合の直交多重信号のデイジタル処理形受信装
置におけるパイロツト位相制御回路を提供するこ
とにある。 次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 第1図は直交多重伝送方式における伝送信号の
スペクトラム配置を示す図であり、参照数字1は
周波数1なる複素キヤリアで変調された1番目の
QAM信号、参照数字2は周波数2なる複素キヤ
リアで変調された2番目のQAM信号、参照数字
3は周波数N-1(但しここではN≧3としている)
なる複素キヤリアで変調された(N−1)番目の
QAM信号、参照数字4は周波数Nなるパイロツ
ト信号である。但し、直交多重伝送方式の原理よ
k+1kB(但し1≦k≦N−1であり、B
各ベースバンド信号のボーレートである。)なる
関係が成立しているものとする。受信側では、第
1図のスペクトル配置を有する信号より各QAM
信号を復調し複素ベースバンド信号を得るわけで
あるが、この復調過程において、一般にはN個の
変調キヤリアに対応してN個の復調用キヤリアを
要する。しかし、受信側の復調処理をDFTを用
いたデイジタル信号処理にて実行するものとすれ
ば、パイロツト信号を復調して得られる複素ベー
スバンド信号の位相情報にて標本化クロツクの位
相を制御するのみで等価的に全ての復調用キヤリ
アを制御することができる。いま、受信信号をy
(t)とすれば、y(t)は次のように表わされ
る。 y(t)=2Re{Nn=1 xo(t)e-j2fnt} …(1) ただし、xo(t)は周波数oなる変調キヤリア
を変調している複素ベースバンド信号である。 y(t)を周波数s(但しs=MfBとする。)なる
標本化クロツクにて標本化した出力をY(z)と
する。但し、Z=ej2f/fnである。このとき、k番
目の復調複素ベースバンド信号βk(z)は、 βk(z)=Y(e-j2fk/fsz)G(z)…(2) と表わされる。但し、1≦k≦Nであり、G(z)
は片側実効帯域B/2なる低域波器である。こ
こで、Y(z),G(z)を次の如く多重分離すす
る。即ち、 このとき、(2)式は と表わされ、βk(z)のT/2秒毎のサンプル値
列(T=1/B),β〜k(zM/2)は次式で与えられ
る。 ここで、fk=f1+(k−1)fB,fs=MfBなる関
係を用いれば、 (7)式で表わされる信号処理は、昭和52年特許願
第150238号明細書の記載のごとく前処理回路、
DFT処理回路およびポリフエーズ回路等を用い
て達成される。この構成によれば、DFT処理回
路における乗算係数e-j2(k-1)l/Mは標本化周波数s
に依存せず、周波数オフセツト項e-j2f1/fsも送信
側にて予め定められた1Bの比によつて定まる
(e-j2f1/fB1/Mとして読出し専用メモリ、すなわ
ち、リード・オンリ・メモリ(以下ROMと略称
する)等に格納しておけばよいことになる。従つ
て全ての復調用キヤリア12…,Nは周波数s
の標本化クロツクより生成されることになる。こ
こで、k番目の変調用キヤリアとk番目の復調用
キヤリアとの位相ずれをθk(t)とし、これを復
調用キヤリアに対する変調用キヤリアの位相ずれ
とみなす。このとき、(1)式は y(t)=2Re{Nn=1 xo(t)e-j2fnt+jn(t)} …(8) と表わされる。ここで、前述したように、N番目
のチヤンネルには周波数Nなるパイロツト信号が
挿入されているからxN(t)=1である。従つて、
N番目のチヤネルの復調出力は(6),(8)式より次の
ように求められる(フイルタG(z)の帯域制限
効果も考慮している)。 第2図は(9)式で表わされるβ〜N(zM/2)のスペ
クトラムを図示したものであり、参照数字5は(9)
式第1項の平均分として得られる輝線スペクト
ル、参照数字6は位相雑音によるスペクトル拡が
り分、参照数字7は(9)式第2項で表わされる隣接
チヤネルからの干渉分である。第2図から明らか
なように、参照数字8で示されるごとき通過特性
を有する低域波器にβ〜N(zM 2)を通せばその出
力として得られる信号γN(zM/2)は、(9)式の第1
項のみをとつたものとなり、次式で表わされる。 ただし、φN(t)=ejN(t)である。φN(t)をTs
秒毎に標本化したサンプル値列のz−変換したも
のをφN(z)とおけば、(10)式および(4)式より、γN
(zM/2)はφN(z)をフイルタG(z)に通した後、
T/2秒毎のサンプル値を取り出した条例になる
ことがわかる。ここで、G(z)は低域通過フイ
ルタであり、φN(z)の帯域は通常G(z)の帯
域に比し充分狭いので結局γN(zM/2)はφN(z)か
らT/2秒毎のサンプル値を取り出したサンプル
値系列となることがわかる。即ち、 従つて、複素サンプル値系列γN(zM/2)から位相
誤差θN(t)のサンプル値系列を得ることができ
る。ところで、前記信号処理過程より明らかに位
相ずれθN(t)は、標本化クロツクの正規の位相
からの位相ずれθs(t)に追従して θN(t)=(f1/fs+N−1/M)θs(t)…(12) と表わされるから、θN(t)のサンプル値はθs
(t)のサンプル値に比例する。従つて、γN
(zM/2)より求められるθN(t)のサンプル値によ
つて発振周波数sの電圧制御発振器を制御し、そ
の出力を標本化クロツクとして用いれば位相制御
された標本化クロツクを得ることができ、従つ
て、等価的に全ての復調用キヤリアの位相制御を
行うことができる。 本発明は以上の原理に基くものであり、通常の
位相同期回路に要する位相比較回路、周波数逓分
回路等を必要としない新規なパイロツト位相制御
回路を提供するものである。 第3図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
である。第3図に示す一実施例は、直交多重信号
のデイジタル処理形受信装置の入力端10、標本
化回路11、AD変換器12、前述の昭和52年特
許願第150238号明細書記載の前処理回路、ポリフ
エーズ回路およびDFT処理回路等を含むデイジ
タル演算処理部13、出力端14,15、低域通
過波回路17,18、位相差検出回路19およ
び電圧制御発振回路(VCO)20を含む。破線
16で囲まれた部分は従来公知な処理部であり、
それ以外の部分が本発明のパイロツト位相制御回
路である。第3図において、入力端10に受信さ
れた信号は標本化回路11にて周波数sの標本化
クロツクで標本化され、AD変換器12にてデイ
ジタル符号化される。さらに、このデイジタル符
号化された信号はデイジタル演算処理部13にて
前述のごとき復調処理を受け、出力端14および
15には(7)式で表わされるβ〜1(zM/2),β〜2(zM/
2

が出力される。一方(9)式で与えられる復調された
複素パイロツト信号を含むβ〜N(zM/2)は、その
実数部、虚数部が各々低域通過波回路17およ
び18を通り(11)式で表わされる複素信号γN(zM/2
に変換される。位相差検出回路19は、該複素信
号γN(zM/2)より位相差を検出しこれをアナログ
量に変換して電圧制御発振器20の制御電圧とす
る。この制御により標本化回路11には位相制御
された標本化クロツクが電圧制御発振器20から
供給される。 第4図は第3図の位相差検出回路19の具体的
な一構成例を示す回路図である。入力複素信号γN
(zM/2)の実部を表わすデイジタル符号は入力端
21より、虚部を表わすデイジタル符号は入力端
22より各々ROM23のアドレス部に入力され
る。ROM23にはγNの複素量と位相量との対応
関係が格納されている。例えば、γNの実部が
0.500、γNの虚部が0.866であれば、位相量θは
1.047ラジアンとなる。位相量θの絶対値の最大
値はπラジアンであるからθをπで正規化して表
現するものとすれば、ROM23のアドレスと出
力との関係は、例えば、次表のごとく表わされる
(但しデイジタル符号は全て2の補数表現を用い
ているものとする)。
【表】 さらに、ROM23のデイジタル出力は、デイ
ジタル−アナログ変換器(以下DA変換器と略称
する)24によりアナログ量に変換され出力端2
5に至る。このとき、位相量θとDA出力との間
には第5図に示すような鉅歯状関数の関係があり
通常のセツトリセツトフリツプフロツプを用いた
位相比較器に相当する入出力特性を示すことにな
る。なお、上記ROM23の例においては、複素
入力γNの絶対値が常に1である場合を想定してい
るが、もし、この絶対値が回線(伝送路)損失の
変動により一定に保たれないときはγNの実部と虚
部との比率に応じた位相差出力を得るように
ROMの内容を設定しておけばよい。 さて、第3図に示した本発明の一実施例におい
ては、前記のようにγNの実部および虚部より
VCOの制御信号を得ている。これにより、例え
ば回線変動や回線ばらつきによりγNの絶対値が変
化した場合でも適正なVCO制御信号を得ること
が可能である。ここで、もし、γNのレベルが自動
利得制御回路(以下AGC回路と略称する)等で
一定値に保たれているものとすればγNの虚部のみ
を用いて更に簡単なパイロツト位相制御回路を構
成することができる。 第6図は上記原理に基く本発明の第二の実施例
を示すブロツク図である。第6図において、端子
27に入力された受信信号はAGC回路28にて
回線の損失変動が補償されたあと標本化回路29
にて周波数sの標本化クロツクで標本化される。
標本化回路29の出力は更にAD変換器30によ
りデイジタル符号化されデイジタル演算処理部3
1にて第3図のデイジタル演算処理部13におけ
ると同様の復調処理を受ける。デイジタル演算処
理部31の一出力として得られる(9)式のβ〜N
(zM/2)はその虚数部のみが低域通過波回路3
5に入力され、その出力として(11)式で表わされる
γN(zM/2)の虚数部が得られる。位相差検出回路
36は、こうして得られたγN(zM/2)の虚数部よ
り位相差を検出し、これをアナログ量に変換して
電圧制御発振器37の制御電圧とする。この制御
により標本化回路29には位相制御された標本化
クロツクが電圧制御発振器37から供給される。
なお破線34の内部は従来公知な技術の組合わせ
部分であり、破線外部の回路が本発明のパイロツ
ト位相制御回路である。ここで位相差検出回路3
6が、例えば、DA変換器のみで構成されるもの
とすれば特性上従来の正弦波位相比較器を用いた
位相同期ループに等価なパイロツト位相制御回路
を得ることができる。また、位相差検出回路36
が、正弦関数の逆関数特性を示すROMとDA変
換器との継続接続で構成されれば、三角波位相比
較特性を有する位相同期ループに等価なパイロツ
ト位相制御回路が得られる。 以上のように、本発明によれば簡単な回路構成
にて直交多重信号のデイジタル処理形受信装置に
おけるパイロツト位相制御回路を得ることができ
る。 なお、第6図の構成においては、AGC回路が
標本化回路の前に設置されているが、これをAD
変換器の出力側にて動作するデイジタルAGC回
路に置替えても本発明の本質は何ら変わらない。
さらに、こうしたAGC回路の制御信号を復調パ
イロツト信号から生成しても本発明を適用できる
ことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が対象とする直交多重伝送方式
における送信信号のスペクトル配置を示す図であ
り、1は周波数1なる複素キヤリアで変調された
1番目のQAM信号、2は周波数2なる複素キヤ
リアで変調された2番目のQAM信号、3は周波
N-1なる複素キヤリアで変調された(N−1)
番目のQAM信号、4は周波数Nなるパイロツト
信号である。 第2図はN番目のチヤネルの復調信号スペクト
ラムを図示したものであり、5は所望のパイロツ
ト成分、6は位相雑音スペクトラム、7は隣接チ
ヤネルからの干渉分のスペクトラムを表わす。 第3図は本発明の一実施例を表わすブロツク図
であり、16の破線の内部は11の標本化回路、
12のAD変換器、13のデイジタル演算処理部
等で構成される従来公知な復調処理部であり、1
7,18は低域通過波器、19は位相差検出回
路、20は電圧制御発振回路である。第4図は第
3図の19で示される位相差検出回路の具体的な
一実施例を示す回路図であり、23は入力複素量
にその位相量を対応づけるROMである。 第5図は第3図の位相差検出回路19によつて
等価的に得られる位相比較特性の一例を示す図で
ある。 第6図は本発明の第2の実施例を示すブロツク
図であり、35は低域通過波器、36は位相差
検出回路、37は電圧制御発振器である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直交多重された複数個の直交振幅変調信号を
    伝送路を介して受信し、標本化、アナログ−デイ
    ジタル変換、波操作および離散フリエ変換操作
    等により複数個の源基底帯域信号を復調する直交
    多重信号のデイジタル処理形受信装置用パイロツ
    ト位相制御回路において、送信側にて予めパイロ
    ツトの挿入されたチヤネルに対応する復調出力の
    実数部より不要周波数成分を除去する第一の低域
    通過波器と、該復調出力の虚数部より不要周波
    数成分を除去する第二の低域通過波器と、前記
    第一の低域通過波器の出力と前記第二の低域通
    過波器の出力とを用いてパイロツト周波数の位
    相誤差を検出する位相差検出回路と、該位相差検
    出回路の出力にて発振周波数が制御されその出力
    が前記標本化の標本化クロツクとして供される電
    圧制御発振回路とから構成されたことを特徴とす
    る直交多重信号のデイジタル処理形受信装置にお
    けるパイロツト位相制御回路。 2 直交多重された複数個の直交振幅変調信号を
    伝送路を介して受信し、自動利得制御、標本化ア
    ナログ−デイジタル変換、波操作および離散フ
    ーリエ変換操作等により複数個の源基底帯域信号
    を復調する直交多重信号のデイジタル処理形受信
    装置用パイロツト位相制御回路において、送信側
    にて予めパイロツトの挿入されたチヤネルに対応
    する復調出力の虚数部より不要周波数成分を除去
    する低域通過波器と、該低域通過波器の出力
    よりパイロツト周波数の位相誤差を検出する位相
    差検出回路と、該位相差検出回路の出力により発
    振周波数が制御されその出力が前記標本化の標本
    化クロツクとして供される電圧制御発振回路とか
    ら構成されたことを特徴とする直交多重信号のデ
    イジタル処理形受信装置におけるパイロツト位相
    制御回路。
JP438280A 1980-01-18 1980-01-18 Pilot phase control circuit at digital process type receiver of orthogonal multiple signal Granted JPS56102142A (en)

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