JP3398979B2 - Demodulator - Google Patents

Demodulator

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JP3398979B2
JP3398979B2 JP21221192A JP21221192A JP3398979B2 JP 3398979 B2 JP3398979 B2 JP 3398979B2 JP 21221192 A JP21221192 A JP 21221192A JP 21221192 A JP21221192 A JP 21221192A JP 3398979 B2 JP3398979 B2 JP 3398979B2
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carrier
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clock
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芳之 千葉
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、復調装置に関し、例え
ばディジタル位相変調信号を復調する復調装置等に関す
る。 【0002】 【従来の技術】ディジタル伝送の発達、例えば衛星通信
を用いた所謂2相位相変調(BPSK)、4相位相変調
(QPSK)等のディジタル伝送の発達に伴い、その地
上局装置であるディジタル変調信号を復調するための復
調装置も小型化、低電力化等が要求され、ディジタル回
路で構成された復調装置が開発されている。 【0003】具体的には、例えばQPSK変調信号を復
調するQPSK復調装置は、図6に示すように、所謂局
部発振器(図示せず)から供給される互いに直交した局
部発信信号を用いて所謂中間周波数信号(以下IF信号
という)を所謂直交準同期復調し、2系列の位相変調信
号を再生する乗算器101I 、101Q と、該乗算器1
01I 、101Q からの各系列の位相変調信号を、後述
するクロック再生回路107からのサンプリングクロッ
クを用いてそれぞれディジタル信号に変換するアナログ
/ディジタル(以下A/Dという)変換器102I 、1
02Q と、該A/D変換器102I 、102Q でディジ
タル信号に変換されたQPSK変調信号を所謂直交復調
して、ベースバンド信号を再生する複素乗算回路103
と、搬送波(以下キャリアという)を再生するための位
相誤差を検出するキャリア位相検出回路104と、キャ
リアを再生するためのループフィルタ105と、該ルー
プフィルタ105で濾波された位相誤差に基づいて、キ
ャリアを発生する所謂ディジタルVCO(以下NCO:
Numerically Controlled Oscillator という)106
と、上記複素乗算回路103からのベースバンド信号に
基づいて、サンプリングクロック等を再生する上記クロ
ック再生回路107とを備える。 【0004】そして、所謂DPLL(Digital Phase Lo
cked Loop )を構成するクロック再生回路107におい
て、伝送データのビットクロックの例えば2倍のサンプ
リングクロック等を再生し、このサンプリングクロック
を用いてQPSK変調信号をディジタル信号に変換した
後、複素乗算回路103〜NCO106で構成されるコ
スタス形キャリア再生回路においてキャリアを再生する
と共に、複素乗算回路103においてこのキャリアを用
いてQPSK変調信号を直交復調して、I、Q系列の各
ベースバンド信号を再生するようになっている。換言す
ると、このQPSK復調装置では、A/D変換器102
〜NCO106の全てがクロック再生回路107で再生
されたサンプリングクロックで動作し、QPSK変調信
号をディジタル信号処理によって復調するようになって
いる。そして、このようにして得られたベースバンド信
号I、Qは、例えば後段の識別再生回路(図示せず)に
おいてクロック再生回路107で再生されたビットクロ
ックによる1と0の判定や、ビタビ復号化等のデータ処
理が施された後、必要に応じてエラー訂正等が施され
る。この結果、元のデータが再生されるようになってい
る。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のNC
O106は、互いに直交したキャリア、すなわち互いに
位相がπ/2ずれた正弦波の波形データがそれぞれ予め
記憶されている2つのリードオンリメモリ(以下ROM
という)、所謂位相アキュムレータ等から構成され、位
相アキュムレータにおいて、ループフィルタ105から
供給される濾波された位相誤差に基づいてROMの読出
アドレスを生成し、この読出アドレスを用いて互いに直
交した2つのキャリアを読み出し、これらのキャリアを
複素乗算回路103に供給するようになっている。 【0006】上述の位相アキュムレータやROMの動作
速度は、A/D変換器102I 、102Q や複素乗算回
路103に比して遅く、このQPSK復調装置全体とし
ての動作速度は、NCO106の動作速度で制限され、
高速で動作することができないという問題があった。換
言すると、従来のQPSK復調装置では、データ伝送速
度(所謂データレート)を余り高くすることができない
という問題があった。 【0007】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、従来の復調装置に比して、データレート
を高速化することができる復調装置の提供を目的とす
る。 【0008】 【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る復調装置は、位相変調信号をサンプ
リングクロックを用いてディジタル信号に変換するアナ
ログ/ディジタル変換手段と、アナログ/ディジタル変
換手段でディジタル信号に変換された位相変調信号に搬
送波を乗算して、ベースバンド信号を再生する複素乗算
手段と、複素乗算手段からのベースバンド信号に基づい
て搬送波の位相誤差を検出する位相検出手段と、位相検
出手段からの位相誤差を濾波するフィルタ手段と、フィ
ルタ手段からの濾波された位相誤差に基づいて搬送波を
発生し、この搬送波を複素乗算手段に供給する搬送波発
生手段と、複素乗算手段からのベースバンド信号に基づ
いて所定の周波数であり単一のサンプリングクロックを
再生し、このサンプリングクロックをアナログ/ディジ
タル変換手段及び複素乗算手段に供給するサンプリング
クロック再生手段と、サンプリングクロック再生手段か
ら供給される所定の周波数であり単一のサンプリングク
ロックをN分周する分周手段とを備える。そして、位相
検出手段、フィルタ手段及び搬送波発生手段のうちの少
なくとも1つを分周手段からの所定の周波数であり単一
のサンプリングクロックをN分周したクロックで動作さ
せる。 【0009】 【作用】本発明を適用した復調装置では、位相検出手
段、フィルタ手段及び搬送波発生手段のうちの少なくと
も1つをサンプリングクロックをN分周したクロックで
動作させる。 【0010】 【実施例】以下、本発明に係る復調装置の一実施例を図
面を参照しながら説明する。図1は、本発明を所謂4相
位相変調(QPSK)における復調装置に適用したとき
の回路構成を示すブロック図である。 【0011】このQPSK復調装置は、図1に示すよう
に、所謂中間周波数信号(以下IF信号という)を直交
準同期復調し、2系列の位相変調信号を再生する乗算器
11I 、11Q と、該乗算器11I 、11Q からの各系
列の位相変調信号を、後述するクロック再生回路17か
らのサンプリングクロックを用いてそれぞれディジタル
信号に変換するアナログ/ディジタル(以下A/Dとい
う)変換器12I 、12Q と、該A/D変換器12I
12Q からのディジタル信号に変換されたQPSK変調
信号を所謂直交復調して、ベースバンド信号を再生する
複素乗算回路13と、搬送波(以下キャリアという)を
再生するための位相誤差を検出するキャリア位相検出回
路14と、キャリアを再生するためのループフィルタ1
5と、該ループフィルタ15で濾波された位相誤差に基
づいて、キャリアを発生する所謂ディジタルVCO(以
下NCO:Numerically Controlled Oscillator とい
う)16と、上記複素乗算回路103からのベースバン
ド信号に基づいてサンプリングクロック等を再生する上
記クロック再生回路17と、該クロック再生回路17か
らのサンプリングクロックをN分周する分周回路18と
を備える。 【0012】そして、所謂DPLL(Digital Phase Lo
cked Loop )を構成するクロック再生回路17におい
て、ビットクロックの周波数fbの2倍以上の周波数f
sを有するサンプリングクロックを再生し、A/D変換
器12I 、12Q において、このサンプリングクロック
を用いてQPSK変調信号をディジタル信号に変換した
後、複素乗算回路20〜NCO50で構成されるコスタ
ス形キャリア再生回路においてキャリアを再生すると共
に、複素乗算回路20においてこのキャリアを用いてQ
PSK変調信号を直交復調して、I、Q系列の各ベース
バンド信号を再生するようになっている。換言すると、
QPSK変調信号をディジタル信号処理によって復調す
るようになっている。 【0013】具体的には、乗算器11I 、11Q は、所
謂局部発振器(図示せず)から供給される互いに直交し
た局部発信信号を用いてIF信号を直交準同期復調し、
2系列の位相変調信号を再生する。 【0014】A/D変換器12I 、12Q は、乗算器1
I 、11Q から供給される各系列の位相変調信号を、
クロック再生回路17から供給されるビットクロックの
例えば2倍の周波数を有するサンプリングクロックを用
いてそれぞれディジタル信号に変換する。 【0015】複素乗算回路13は、A/D変換器1
I 、12Q でディジタル信号に変換された各位相変調
信号に、NCO16からの互いに直交したキャリアを乗
算する等の下記式1、2に示す演算を行い、ベースバン
ド信号I、Qを再生する。 【0016】I+jQ=(X+jY)(C+jS) =(XC−YS)+j(XS+YC) したがって、 I=(XC−YS)・・・式1 Q=(XS+YC)・・・式2 なお、 C=cos2πfC t ・・・式3 S=sin2πfC t ・・・式4 【0017】ここで、XはA/D変換器12I からの位
相変調信号であり、YはA/D変換器12Q からの位相
変調信号であり、C、SはNCO16から供給される互
いに直交したそれぞれ上記式3、4で表されるキャリア
である。なおfC はキャリアの周波数を表す。 【0018】そして、このようにして得られたベースバ
ンド信号I、Qは、例えば後段の識別再生回路(図示せ
ず)においてクロック再生回路17で再生されたビット
クロックによる1と0の判定や、ビタビ復号化等のデー
タ処理が施された後、必要に応じてエラー訂正等が施さ
れる。この結果、元のデータが再生される。 【0019】一方、コスタスループを構成する上記キャ
リア位相検出回路14は、例えば図2に示すように、上
記複素乗算回路13からのベースバンド信号Iとベース
バンド信号Qの極性を表す符号ビットの排他的論理和を
演算する排他的論理和回路14aと、ベースバンド信号
Qとベースバンド信号Iの符号ビットの排他的論理和を
演算する排他的論理和回路14bと、上記排他的論理和
回路14aの出力から排他的論理和回路14bの出力を
減算する減算器14cとから構成され、下記式5に示す
演算を行い、キャリアの位相誤差ΔC を検出し、この位
相誤差ΔC をループフィルタ15に供給する。 【0020】 ΔC =Isign(Q)−Qsign(I)・・・式5 【0021】このループフィルタ15は、例えば図3に
示すように、上記減算器14cからの位相誤差ΔC を累
積加算するための加算器15aと、該加算器15aの出
力をNサンプリングクロック分遅延する遅延器15b
と、上記減算器14cからの位相誤差ΔC にβを乗算す
る乗算器15cと、上記加算器15aの出力にαを乗算
する乗算器15dと、上記乗算器15cの出力と乗算器
15dの出力を加算する加算器15eとから構成され
る。すなわち、ループフィルタ15は、1次の巡回型デ
ィジタルフィルタであり、下記式6に示す伝達関数H
(Z)を位相誤差ΔCに乗算して濾波し、この濾波され
た位相誤差ΔC をNCO16に供給する。 【0022】 H(Z)=(Z/(Z−1))×(α+β) −(1/(Z−1))×β・・・式6 【0023】NCO16は、例えば図4に示すように、
上記加算器15eからの濾波された位相誤差ΔC にアド
レスステップδfを加算する加算器16aと、該加算器
16aの出力を累積加算するための加算器16bと、該
加算器16bの出力をNサンプリングクロック分遅延す
る遅延器16cと、上記式3に示すキャリアCの波形デ
ータが予め記憶されているリードオンリメモリ(以下R
OMという)16dと、上記式4に示すキャリアSの波
形データが予め記憶されているROM16eとから構成
される。 【0024】そして、このNCO16は、上記ループフ
ィルタ15から供給される濾波された位相誤差ΔC に、
例えばROM16d、16eの読出アドレスのステップ
であるアドレスステップδfを加算すると共に、アドレ
スステップδfが加算された位相誤差ΔC を累積加算し
て積分し、得られる積分値を読出アドレスとして、互い
に直交したキャリアS、Cの波形データを読み出し、こ
れらの波形データを複素乗算回路13に供給する。 【0025】かくして、複素乗算回路13〜NCO16
で構成されるコスタス形キャリア再生回路において、位
相誤差ΔC が0となるような互いに直交したキャリアが
再生され、これらのキャリアを用いてQPSK変調信号
の復調が行われる。 【0026】一方、クロック再生回路17は、サンプリ
ングクロックの位相誤差を検出するクロック位相検出回
路、ループフィルタ、所謂VCO等からなり、例えばベ
ースバンド信号Iに対するサンプリングクロックの位相
誤差ΔS を検出し、この位相誤差ΔS を上述のループフ
ィルタ15と同様の構成を有するループフィルタで濾波
した後、濾波された位相誤差ΔS に基づいてVCOを制
御するようになっている。したがって、このクロック再
生回路17からは、位相誤差ΔS がゼロとなるような、
すなわちベースバンド信号Iに位相が一致したサンプリ
ングクロックが再生される。そして、この再生されたサ
ンプリングクロックは、A/D変換器12I 、12Q
複素乗算回路13及び分周回路18に供給される。 【0027】分周回路18は、クロック再生回路17か
ら供給されるサンプリングクロックをN分周し、得られ
るクロックをキャリア位相検出回路14〜NCO16に
供給する。すなわち、このQPSK復調装置では、キャ
リア位相検出回路14〜NCO16がサンプリングクロ
ックの1/Nのクロックで動作するようになっている。 【0028】具体的には、サンプリングクロックは、例
えば図5Bに示すように、データ伝送速度(所謂データ
レート)と同じ周波数を有するビットクロック(図5C
に示す)の2倍の周波数を有し、複素乗算回路13から
は、図5Aに示すように、サンプリングクロックに同期
して、サンプル値#1、#2、#3・・・(奇数番号が
シンボル点の有意データ、偶数番号が変化点のデータを
表す)が出力される。そして、キャリア位相検出回路1
4は、図5Dに示すようなサンプリングクロックをN分
周、例えば4分周して得られるクロックを用いて、4個
おきのサンプル値#1、#5、#9・・・を取り込み、
これらのサンプル値を用いてキャリアの位相誤差ΔS
検出し、検出した位相誤差ΔS をループフィルタ15を
介してNCO16に供給する。したがって、キャリア位
相検出回路14〜NCO16はサンプリングクロックの
1/N、例えば1/4のクロックで動作する。 【0029】かくして、このQPSK復調装置では、全
体の動作速度を制限しているNCO16を、従来の装置
に比して1/N(例えば1/4)の周波数で動作させる
ことができ、例えばNCOの最大動作速度が同じ場合に
は、このQPSK復調装置全体を、従来の装置に比して
高速(例えば4倍)で動作させることができる。換言す
ると、データレートを高速化することができる。 【0030】また、例えばデータレートが同じ場合に
は、キャリア位相検出回路14〜NCO16を、従来の
装置に比して、低速で動作させることができ、消費電力
を大幅に低減することができる。また、データレートが
低く、ROM16d、16eの読み出しに余裕があるQ
PSK復調装置では、1個のROMに互いに直交したキ
ャリアの波形データを予め記憶しておき、2つのキャリ
アを時分割で読み出すようにすることにより、ROMの
個数を削減をすることができる。また、例えば正弦波の
1周期の1部の波形データのみを記憶しておき、他の部
分の波形データを、この1部の波形データから形成する
ようにして、ROMの容量を削減することも可能であ
る。 【0031】なお、本発明は、上述の実施例に限定され
るものではなく、例えばキャリア位相検出回路14〜N
CO16の少なくとも1つをサンプリングクロックをN
分周したクロックで動作させることにより、消費電力を
低減することができる。また、例えば所謂BPSK復
調、MSK変調等のディジタル変調における復調装置等
に、本発明を適用できることは言うまでもない。 【0032】 【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、本発明
を適用した復調装置では、位相検出手段、フィルタ手段
及び搬送波発生手段のうちの少なくとも1つをサンプリ
ングクロックをN分周したクロックで動作させることに
より、全体の動作速度を制限している搬送波発生手段
を、従来の装置に比して1/Nの周波数で動作させるこ
とができ、例えば搬送波発生手段の最大動作速度が同じ
場合には、この復調装置全体を、従来の装置に比して高
速で動作させることができる。換言すると、データレー
トを高速化することができる。 【0033】また、例えばデータレートが同じ場合に
は、位相検出手段〜搬送波発生手段を、従来の装置に比
して、低速で動作させることができ、消費電力を大幅に
低減することができる。また、データレートが低い復調
装置では、搬送波発生手段を構成するROMの個数、容
量を削減をすることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a demodulator and, for example, to a demodulator for demodulating a digital phase modulation signal. 2. Description of the Related Art With the development of digital transmission, for example, so-called two-phase modulation (BPSK) and four-phase modulation (QPSK) using satellite communication, the ground station equipment has been developed. Demodulators for demodulating digital modulation signals are also required to be smaller and have lower power, and demodulators composed of digital circuits have been developed. More specifically, for example, a QPSK demodulator for demodulating a QPSK modulated signal, as shown in FIG. 6, uses a so-called intermediate oscillation signal using mutually orthogonal local oscillation signals supplied from a so-called local oscillator (not shown). Multipliers 101 I and 101 Q for reproducing so-called quadrature quasi-synchronous demodulation of a frequency signal (hereinafter referred to as an IF signal) to reproduce a two-phase modulated signal;
The analog / digital (hereinafter, referred to as A / D) converters 102 I , 1 1 convert the phase modulated signals of each series from 01 I , 101 Q into digital signals using a sampling clock from a clock recovery circuit 107 described later.
02 Q and a complex multiplying circuit 103 for so-called quadrature demodulation of the QPSK modulated signal converted into a digital signal by the A / D converters 102 I and 102 Q to reproduce a baseband signal.
A carrier phase detection circuit 104 for detecting a phase error for reproducing a carrier (hereinafter referred to as a carrier), a loop filter 105 for reproducing the carrier, and a phase error filtered by the loop filter 105. A so-called digital VCO that generates carriers (hereinafter referred to as NCO:
Numerically Controlled Oscillator) 106
And a clock recovery circuit 107 for recovering a sampling clock or the like based on the baseband signal from the complex multiplication circuit 103. Then, a so-called DPLL (Digital Phase Lo) is used.
In the clock recovery circuit 107 constituting the clock loop, a sampling clock or the like twice as large as the bit clock of the transmission data is reproduced, and the QPSK modulated signal is converted into a digital signal using this sampling clock. To the NCO 106, and reproduces the carrier in the complex multiplication circuit 103, and quadrature-demodulates the QPSK modulated signal using the carrier to reproduce the baseband signals of the I and Q sequences. It has become. In other words, in this QPSK demodulator, the A / D converter 102
To NCO 106 operate with the sampling clock reproduced by the clock reproducing circuit 107, and demodulate the QPSK modulated signal by digital signal processing. Then, the baseband signals I and Q obtained in this way are discriminated between 1 and 0 based on the bit clock reproduced by the clock reproducing circuit 107 in an identification reproducing circuit (not shown) at the subsequent stage, or Viterbi decoding. After such data processing, error correction and the like are performed as necessary. As a result, the original data is reproduced. [0005] The above-mentioned NC
O106 is two read-only memories (hereinafter referred to as ROM) in which carriers orthogonal to each other, that is, sine wave waveform data whose phases are shifted from each other by π / 2 are stored in advance.
The phase accumulator generates a read address of the ROM based on the filtered phase error supplied from the loop filter 105, and uses the read address to read two ROMs orthogonal to each other. And supplies these carriers to the complex multiplying circuit 103. The operating speed of the above-described phase accumulator and ROM is slower than that of the A / D converters 102 I and 102 Q and the complex multiplying circuit 103. The operating speed of the whole QPSK demodulator is the operating speed of the NCO 106. Limited by
There is a problem that it cannot operate at high speed. In other words, the conventional QPSK demodulator has a problem that the data transmission rate (so-called data rate) cannot be made too high. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a demodulator capable of increasing the data rate as compared with a conventional demodulator. [0008] In order to solve the above-mentioned problems, a demodulation apparatus according to the present invention comprises an analog / digital conversion means for converting a phase modulation signal into a digital signal using a sampling clock. Complex multiplication means for reproducing a baseband signal by multiplying a phase modulation signal converted into a digital signal by an analog / digital conversion means with a carrier, and detecting a phase error of the carrier based on the baseband signal from the complex multiplication means A phase detecting means, a filter means for filtering a phase error from the phase detecting means, a carrier wave generating means for generating a carrier based on the filtered phase error from the filter means, and supplying the carrier to the complex multiplying means. Reproduces a single sampling clock with a predetermined frequency based on the baseband signal from the complex multiplying means A sampling clock regenerating means for supplying the sampling clock to the analog / digital converting means and the complex multiplying means; and a frequency dividing means for dividing a single sampling clock having a predetermined frequency supplied from the sampling clock regenerating means by N And Then, at least one of the phase detection means, the filter means, and the carrier generation means is operated by a clock having a predetermined frequency from the frequency dividing means and obtained by dividing a single sampling clock by N. In the demodulation device to which the present invention is applied, at least one of the phase detection means, the filter means and the carrier generation means is operated by a clock obtained by dividing the sampling clock by N. An embodiment of a demodulation device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration when the present invention is applied to a so-called four-phase modulation (QPSK) demodulator. As shown in FIG. 1, the QPSK demodulator includes quadrature quasi-synchronous demodulation of a so-called intermediate frequency signal (hereinafter referred to as an IF signal) and multipliers 11 I and 11 Q for reproducing a two-phase modulated signal. An analog / digital (hereinafter referred to as A / D) converter for converting the phase modulated signals of the respective series from the multipliers 11 I and 11 Q into digital signals using a sampling clock from a clock recovery circuit 17 described later. 12 I , 12 Q and the A / D converter 12 I ,
A complex multiplying circuit 13 for reproducing a baseband signal by so-called quadrature demodulation of a QPSK modulated signal converted to a digital signal from 12 Q, and a carrier phase for detecting a phase error for reproducing a carrier (hereinafter referred to as a carrier). Detection circuit 14 and loop filter 1 for regenerating carrier
5, a so-called digital VCO (hereinafter referred to as NCO: Numerically Controlled Oscillator) 16 for generating a carrier based on the phase error filtered by the loop filter 15, and sampling based on a baseband signal from the complex multiplying circuit 103. The clock recovery circuit 17 for recovering a clock or the like, and a frequency dividing circuit 18 for dividing the sampling clock from the clock recovery circuit 17 by N are provided. A so-called DPLL (Digital Phase Lo)
cked Loop), the frequency f of which is at least twice the frequency fb of the bit clock.
A sampling clock having a s is reproduced, and the A / D converters 12 I and 12 Q convert the QPSK modulated signal into a digital signal using the sampling clock, and then convert the QPSK modulated signal into a digital signal. The carrier is reproduced in the carrier reproducing circuit, and Q
The PSK modulation signal is quadrature-demodulated to reproduce each baseband signal of the I and Q sequences. In other words,
The QPSK modulation signal is demodulated by digital signal processing. More specifically, the multipliers 11 I and 11 Q perform quadrature quasi-synchronous demodulation on the IF signal using mutually orthogonal local oscillation signals supplied from a so-called local oscillator (not shown),
The two-phase modulation signal is reproduced. The A / D converters 12 I and 12 Q are connected to the multiplier 1
The phase modulation signals of each series supplied from 1 I and 11 Q are
Each bit signal is converted into a digital signal using a sampling clock having a frequency twice as high as that of the bit clock supplied from the clock recovery circuit 17, for example. The complex multiplying circuit 13 includes an A / D converter 1
The respective phase modulated signals converted into digital signals at 2 I and 12 Q are subjected to the operations shown in the following formulas 1 and 2 such as multiplying the mutually orthogonal carriers from the NCO 16 to reproduce the baseband signals I and Q. . I + jQ = (X + jY) (C + jS) = (XC-YS) + j (XS + YC) Therefore, I = (XC-YS) Equation 1 Q = (XS + YC) Equation 2 Note that C = cos2πf C t ··· Equation 3 S = sin2πf C t ··· Equation 4 where X is a phase modulation signal from the A / D converter 12 I , and Y is from the A / D converter 12 Q. , And C and S are mutually orthogonal carriers supplied from the NCO 16 and represented by the above formulas 3 and 4, respectively. Note that f C represents the frequency of the carrier. The baseband signals I and Q obtained in this way are used to determine whether a bit clock reproduced by the clock reproduction circuit 17 in a subsequent stage identification reproduction circuit (not shown) determines 1 or 0, After data processing such as Viterbi decoding is performed, error correction and the like are performed as necessary. As a result, the original data is reproduced. On the other hand, as shown in FIG. 2, for example, the carrier phase detection circuit 14 constituting the Costas loop excludes the sign bits representing the polarities of the baseband signal I and the baseband signal Q from the complex multiplication circuit 13. An exclusive-OR circuit 14a that performs an exclusive-OR operation, an exclusive-OR circuit 14b that performs an exclusive-OR operation on the sign bits of the baseband signal Q and the baseband signal I, and an exclusive-OR circuit 14a is composed of a subtracter 14c for subtracting the output of the exclusive OR circuit 14b from the output, performs calculation of the following formula 5, detects a phase error delta C carriers, the phase error delta C in the loop filter 15 Supply. [0020] Δ C = Isign (Q) -Qsign (I) ··· Equation 5 [0021] The loop filter 15, for example, as shown in FIG. 3, cumulative addition of phase error delta C from the subtracter 14c And a delay unit 15b for delaying the output of the adder 15a by N sampling clocks.
When, a multiplier 15c for multiplying the β phase error delta C from the subtractor 14c, a multiplier 15d for multiplying the α to the output of the adder 15a, the output of the output multiplier 15d of the multiplier 15c And an adder 15e for adding. That is, the loop filter 15 is a first-order recursive digital filter, and has a transfer function H
The (Z) filters by multiplying the phase error delta C, and supplies the filtered phase error delta C to NCO 16. H (Z) = (Z / (Z−1)) × (α + β) − (1 / (Z−1)) × β (6) The NCO 16 is, for example, as shown in FIG. To
An adder 16a for adding the address step δf the filtered phase error delta C from the adder 15e, an adder 16b for accumulating the output of the adder 16a, the output of the adder 16b N A delay unit 16c that delays by the sampling clock and a read-only memory (hereinafter referred to as R
OM) 16d and a ROM 16e in which the waveform data of the carrier S shown in the above equation 4 is stored in advance. [0024] Then, in this NCO16 phase error delta C that is filtered is supplied from the loop filter 15,
For example ROM16d, with adding the address step δf is the step of reading addresses 16e, the address step δf is summed phase error delta C integrated by accumulating, as a read address the integration values obtained were orthogonal to each other The waveform data of the carriers S and C are read, and the waveform data is supplied to the complex multiplication circuit 13. Thus, the complex multiplication circuits 13 to NCO 16
In Costas type carrier reproducing circuit configured in, is played carriers orthogonal to each other, such as phase errors delta C becomes 0, the demodulation of the QPSK modulation signal is performed using these carriers. On the other hand, the clock reproducing circuit 17, a clock phase detecting circuit for detecting a phase error of the sampling clock, the loop filter consists of so-called VCO, etc., detects a phase error delta S of the sampling clock to the example, the base band signals I, after filtered by the loop filter having the same structure as the phase error delta S the above loop filter 15, and controls the VCO based on the filtered phase error delta S. Therefore, from this clock recovery circuit 17, such as a phase error delta S becomes zero,
That is, a sampling clock whose phase matches that of the baseband signal I is reproduced. The reproduced sampling clock is supplied to the A / D converters 12 I , 12 Q ,
It is supplied to the complex multiplication circuit 13 and the frequency division circuit 18. The frequency dividing circuit 18 frequency-divides the sampling clock supplied from the clock reproducing circuit 17 by N, and supplies the obtained clock to the carrier phase detecting circuits 14 to NCO 16. That is, in this QPSK demodulator, the carrier phase detection circuits 14 to NCO 16 operate at 1 / N of the sampling clock. Specifically, as shown in FIG. 5B, for example, the sampling clock is a bit clock (FIG. 5C) having the same frequency as the data transmission speed (so-called data rate).
5A), the sampled values # 1, # 2, # 3,... (Odd numbers are in synchronization with the sampling clock) from the complex multiplication circuit 13 as shown in FIG. 5A. (Significant data at symbol points, and even numbers represent data at change points). And the carrier phase detection circuit 1
4 fetches every fourth sample value # 1, # 5, # 9,... Using a clock obtained by dividing the sampling clock as shown in FIG.
Detecting a phase error delta S carriers using these sample values, and supplies the NCO16 phase error delta S detected via the loop filter 15. Therefore, the carrier phase detection circuits 14 to NCO 16 operate at 1 / N of the sampling clock, for example, at 1/4 clock. Thus, in this QPSK demodulator, the NCO 16 that limits the overall operation speed can be operated at a frequency of 1 / N (for example, 1/4) as compared with the conventional device. If the maximum operation speed of the QPSK demodulator is the same, the entire QPSK demodulator can be operated at a higher speed (for example, four times) than the conventional device. In other words, the data rate can be increased. Further, for example, when the data rates are the same, the carrier phase detection circuits 14 to NCO 16 can be operated at a lower speed as compared with the conventional device, and the power consumption can be greatly reduced. Also, the data rate is low, and there is room for reading the ROMs 16d and 16e.
In the PSK demodulation apparatus, the number of ROMs can be reduced by storing waveform data of carriers orthogonal to each other in one ROM in advance and reading out the two carriers in a time-division manner. Further, for example, it is also possible to store only one part of the waveform data of one cycle of the sine wave and to form the other part of the waveform data from the one part of the waveform data, thereby reducing the capacity of the ROM. It is possible. The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the carrier phase detecting circuits 14 to N
At least one of the CO 16 is set to the sampling clock N
By operating with the divided clock, power consumption can be reduced. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to a demodulation device in digital modulation such as so-called BPSK demodulation and MSK modulation. As is apparent from the above description, in the demodulation device to which the present invention is applied, at least one of the phase detection means, the filter means, and the carrier generation means divides the sampling clock by N. By operating with a clock, the carrier generation means, which limits the overall operation speed, can be operated at a frequency of 1 / N as compared with the conventional device. For example, the maximum operation speed of the carrier generation means is the same. In this case, the entire demodulation device can be operated at a higher speed than the conventional device. In other words, the data rate can be increased. Further, for example, when the data rates are the same, the phase detecting means to the carrier wave generating means can be operated at a lower speed as compared with the conventional apparatus, and the power consumption can be greatly reduced. Further, in a demodulator having a low data rate, the number and capacity of the ROMs constituting the carrier generation means can be reduced.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明を適用したQPSK復調装置の回路構成
を示すブロック図である。 【図2】上記QPSK復調装置を構成するキャリア位相
検出回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。 【図3】上記QPSK復調装置を構成するループフィル
タの具体的な回路構成を示すブロック図である。 【図4】上記QPSK復調装置を構成するNCOの具体
的な回路構成を示すブロック図である。 【図5】上記QPSK復調装置の動作を説明するための
タイムチャートである。 【図6】従来のQPSK復調装置の回路構成を示すブロ
ック図である。 【符号の説明】 12I 、12Q ・・・A/D変換器 13・・・複素乗算回路 14・・・キャリア位相検出回路 15・・・ループフィルタ 16・・・NCO 17・・・クロック再生回路 18・・・分周回路
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a QPSK demodulator to which the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific circuit configuration of a carrier phase detection circuit included in the QPSK demodulation device. FIG. 3 is a block diagram illustrating a specific circuit configuration of a loop filter included in the QPSK demodulation device. FIG. 4 is a block diagram showing a specific circuit configuration of an NCO included in the QPSK demodulation device. FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the QPSK demodulation device. FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional QPSK demodulator. [Description of Signs] 12 I , 12 Q: A / D converter 13: Complex multiplication circuit 14: Carrier phase detection circuit 15: Loop filter 16: NCO 17: Clock recovery Circuit 18 ・ ・ ・ Division circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 H04L 7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04L 27/00 H04L 7/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 位相変調信号をサンプリングクロックを
用いてディジタル信号に変換するアナログ/ディジタル
変換手段と、 上記アナログ/ディジタル変換手段でディジタル信号に
変換された位相変調信号に搬送波を乗算して、ベースバ
ンド信号を再生する複素乗算手段と、 上記複素乗算手段からのベースバンド信号に基づいて搬
送波の位相誤差を検出する位相検出手段と、 上記位相検出手段からの位相誤差を濾波するフィルタ手
段と、 上記フィルタ手段からの濾波された位相誤差に基づいて
搬送波を発生し、該搬送波を上記複素乗算手段に供給す
る搬送波発生手段と、 上記複素乗算手段からのベースバンド信号に基づいて所
定の周波数であり単一のサンプリングクロックを再生
し、該サンプリングクロックを上記アナログ/ディジタ
ル変換手段及び複素乗算手段に供給するサンプリングク
ロック再生手段と、 上記サンプリングクロック再生手段から供給される所定
の周波数であり単一のサンプリングクロックをN分周す
る分周手段とを備え、 上記位相検出手段、フィルタ手段及び搬送波発生手段の
うちの少なくとも1つを上記分周手段からの所定の周波
数であり単一のサンプリングクロックをN分周したクロ
ックで動作させることを特徴とする復調装置。
(57) [Claim 1] Analog / digital conversion means for converting a phase modulation signal into a digital signal using a sampling clock, and phase modulation converted into a digital signal by the analog / digital conversion means Complex multiplying means for multiplying a signal by a carrier to reproduce a baseband signal; phase detecting means for detecting a phase error of the carrier based on the baseband signal from the complex multiplying means; and phase from the phase detecting means. Filter means for filtering an error; a carrier generation means for generating a carrier based on the filtered phase error from the filter means; and supplying the carrier to the complex multiplication means; and a baseband signal from the complex multiplication means. A single sampling clock is reproduced at a predetermined frequency based on A sampling clock regenerating means for supplying to the analog / digital conversion means and the complex multiplying means; and a frequency dividing means for dividing a single sampling clock having a predetermined frequency supplied from the sampling clock regenerating means by N; A demodulator characterized in that at least one of a phase detector, a filter, and a carrier generator is operated at a predetermined frequency from the frequency divider and a clock obtained by dividing a single sampling clock by N.
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