JP2000013459A - 位相不確定性を有する復調信号の位相不確定性除去回路及びフレーム同期回路 - Google Patents

位相不確定性を有する復調信号の位相不確定性除去回路及びフレーム同期回路

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JP2000013459A
JP2000013459A JP10173540A JP17354098A JP2000013459A JP 2000013459 A JP2000013459 A JP 2000013459A JP 10173540 A JP10173540 A JP 10173540A JP 17354098 A JP17354098 A JP 17354098A JP 2000013459 A JP2000013459 A JP 2000013459A
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signal
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English (en)
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Yuuka Kuroda
優佳 黒田
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NEC Engineering Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、差動変換方法に代わる位相不
確定性の除去回路と、差動変換を適用しないフレーム同
期回路を提供することにあるが、同期回路の提供にあた
って可能な限り簡易な回路構成で実現することを目標と
する。 【解決手段】位相不確定性を有するn(n=2m:mは
1以上の整数とする)相PSK方式の復調出力の各々を
位相方向に反転する反転手段と、通信システムのフレー
ムフォーマットに定義され、かつフレーム間に一定周期
で現れる特定ビットパターンと、前記復調出力と前記反
転手段から出力される反転信号との一致/不一致を検出
する位相の不確定数nと同数の特定ビットパターン検出
手段と、前記復調信号と前記反転信号の全てを入力信号
とし前記検出手段から一致検出を示す信号に対応する入
力信号を選択出力する位相判定手段とからなる位相不確
定性除去回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレーム同期回路
に関し、特にn相PSK、多値QAM変復調方式におい
て復調した信号に対してフレーム同期を確立するフレー
ム同期回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術の一例を下記に示す。
【0003】一般にn(n=2m:mは1以上の整数)
相PSK変調方式では、受信信号を基準に復調に必要な
基準搬送波を作る場合には、n個の位相状態のうちどの
位相を基準にとるかによって、m列の復調信号はn通り
の異なった出力になる。
【0004】また、多値QAM変調方式では、基準搬送
波の位相がI軸(基準搬送波に対して同相)またはQ軸
(基準搬送波に対して直交)に平行な4つの値以外は許
されないため、常に4つの位相不確定性が存在する。
【0005】これらの各変調方式に共通し基準搬送波に
よる位相の不確定性を解決する技術として、差動変換
(参考文献:ディジタル無線通信 室谷正芳/山本平一
著)を使用する技術が知られている。
【0006】差動変換は、現時点で再生した信号と、そ
れより過去に再生した信号との位相差をとり、その位相
差にディジタル信号を対応させることで、引き込みの絶
対位相によらずに信号の再生を可能とするものである。
【0007】従来技術の一例として、図10に差動変換
技術を適用した4PSK復調回路のブロック図を示す。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法によ
ると誤り率特性が差動変換に影響を及ぼすことから、受
信信号に1個の符号誤りが発生すると、ディジタル信号
には最大2ビットのビット誤りを生ずることになり、ビ
ット誤り率を増加させるという欠点を有する。
【0009】そこで、本発明の目的は、差動変換方法に
代わる位相不確定性の除去回路と、差動変換を適用しな
いフレーム同期回路を提供することにあるが、同期回路
の提供にあたって可能な限り簡易な回路構成で実現する
ことを目標とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明では、まずn相P
SK変復調方式及び多値QAMの取りうる位相不確定の
パターン数に着目した。
【0011】そして、この着眼点に加え、無線フレーム
を構成する制御ビット、特に一定周期で到来する同期用
ビット、例えばディジタル無線通信において一般的に使
用されかつその無線通信システムに固有のユニークワー
ド(以下、UWという。)を利用することで、位相不確
定性の除去を可能とする。
【0012】即ち、復調信号は位相不確定性を有するも
のの、UWはそのシステムに固有のものであるため、必
ず復調信号を位相方向に回転させることで正しいUWを
検出する事は可能である。
【0013】そこで、本発明では、そのシステムにおい
て位相不確定を取りうるパターン数と同数のUW検出回
路を設け、システム構成において予め定義されるUWと
比較を行い、その結果一致を検出した出力を復調信号と
することで位相不確定性を除去した復調信号の再生を可
能とすることができることを発明した。
【0014】この際、位相不確定性を除去するために、
位相の不確定数と同数のUW検出回路によって構成する
ことができるため簡易な無線フレーム同期回路を実現す
ることができる。
【0015】更に、本発明によると、無線フレームを構
成する制御ビット、特に一定周期で到来する同期用ビッ
トを位相不確定性の除去のための判定ビットパターンと
すると共に、そのビットパターンの最終ビットをフレー
ムパターンとすることにより、位相不確定性の除去と同
時にフレーム同期の確立をも可能とするフレーム同期回
路の提供を可能とする。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、本発明を4PSK復調回路
に適用した場合について図面を用いて説明する。この
際、位相不確定性の除去のためにUWを利用した場合を
以下に示す。
【0017】図1は、4PSK復調回路のブロック構成
図を示すものであり、4PSK復調回路により復調され
た復調信号P1、P2は、引き込み位相により生じた4
通りの不確定性を有したまま直接無線フレーム同期部1
に入力している。
【0018】図2は、無線フレーム同期部1のブロック
図であり、復調信号P1及びP2と、その反転回路出力
である反転P1と反転P2とをそれぞれ組み合わせるこ
とで4通りの位相を生成し、それぞれの位相に対してユ
ニークワード検出を行う4個のUW検出回路31〜34
と、各々のUW検出回路の出力である4個の検出結果の
うち正しい位相の検出結果を使って無線フレーム同期を
確立するとともに、フレーム同期状態を表す同期情報
と、UWの位置を示すフレームパルスとを出力するUW
フレーム同期回路5と、UW検出回路31〜34から出
力される検出結果1〜4と前記同期情報とフレームパル
スとにより復調信号P1、P2と反転P1、反転P2と
の組み合わせから正しい位相を選択して、位相不確定性
を除去した正しいディジタル信号Pr1、Pr2を出力
する位相判定回路2とから構成される。
【0019】無線フレーム同期部1では、復調信号P
1、P2と、その反転回路により生成された反転P1、
反転P2とをそれぞれ組み合わせることで4通りの位相
をつくり、それぞれの位相に対してUW検出回路1〜4
でユニークワード検出を行う。
【0020】図3にUW検出回路のブロック図を示す。
【0021】UW検出回路は、送信時と同じ正しい位相
で引き込んだ場合のPr1、Pr2であるUWパターン
を出力するPr1用UW出力回路3aと、Pr2用UW
出力回路3bと、入力1,2をUWのビット長分シフト
するシフトレジスタ4a、4bと、Pr1用UW出力回
路3aとシフトレジスタ4aの出力信号とで排他的論理
和をとる排他的論理和回路5aと、Pr2用UW出力回
路3bとシフトレジスタ4bの出力信号とで排他的論理
和をとる排他的論理和回路2と、排他的論理和回路5
a、5bのそれぞれの出力がすべて一致を示す時のみ、
検出結果を一致とする一致判定回路から構成される。
【0022】図4に示すUWフレーム同期回路5は、デ
ィジタル無線通信の世界では一般によく使用されるフレ
ーム同期回路で、1ビットシフトハンチング回路と、前
方保護回路と、後方保護回路の各々から出力される前方
保護判定結果と後方保護判定結果から、同期/非同期状
態を表す同期情報を出力するSRラッチ回路とから構成
される。
【0023】1ビットシフトハンチング回路では、同期
情報が非同期の間は入力された検出結果に対して1ビッ
トシフトハンチングを行い、同期になると無線フレーム
長でUWの最終ビット位置を示すフレームパルスと一致
/不一致パルスを出力する。
【0024】前方/後方保護回路では、一致/不一致パ
ルスを用いて前方/後方保護判定結果を出力し、SRラ
ッチ回路では、判定結果の出力を受けて同期情報を制御
する。
【0025】検出結果は、UW以外のデータの部分でも
偶然一致する事はあるが、UWフレーム同期回路内の前
方/後方保護回路により、この偶然の一致は排除され、
必ず1無線フレーム周期中1回の一致信号を検出する。
【0026】図5に位相判定回路のブロック図を示す。
【0027】位相判定回路は、検出結果1〜4をUWの
最終位置を示すフレームパルスでラッチした後、同期情
報が同期を示す出力状態でデータ保持/データ更新を行
うラッチ回路と、ラッチ回路出力の検出結果1A〜4A
を選択信号にして、復調信号P1、P2と反転P1、反
転P2から、検出結果1A〜4Aの中から正しい信号を
選択し、Pr1、Pr2として出力する位相選択回路で
構成される。
【0028】位相判定回路2では、まず、ラッチ回路で
同期情報が同期状態時には、検出結果1〜4をUWフレ
ーム同期回路からのUWの最終位置を示すフレームパル
スでラッチを行う。これにより、UW以外の部分で偶然
に起こる検出結果の一致を無視できる。また、同期情報
が非同期時には、以前のラッチ出力を保持する事により
位相判定回路の出力が容易に変化しないようにしてお
く。
【0029】結局のところ、位相選択回路は、ラッチ出
力である検出結果1A−4Aから正しい信号を選択して
Pr1、Pr2として出力する。
【0030】たとえば、ラッチ出力で検出結果2Aが一
致を示している場合は、P1の反転がPr1、P2の反
転がPr2として出力される。
【0031】次に、図6に示す4PSKの場合の引き込
み位相と復調信号との関係を基に本発明に係る位相不確
定性の除去に関する動作について説明する。(C)の引
き込み位相2で引き込むと、P1はPr2と、P2は反
転Pr1と等しく、(D)の引き込み位相3で引き込む
と、P1は反転Pr2と、P2はPr1と等しく、
(E)の引き込み位相4で引き込むと、P1は反転Pr
1と、P2は反転Pr2と等しい値となる。
【0032】ここで図7に、復調信号P1、P2の信号
構成を示す。
【0033】復調信号P1、P2は、システムに固有の
ユニークワードと伝送するデータ部分から成る無線フレ
ーム構成で、引き込み位相によりその内容は変化する。
例としてP2の引き込み位相によるUWの内容の変化を
示す。
【0034】UW検出回路31〜34の検出結果のう
ち、必ず1つはUWの最後のビットと同じ部分で一致状
態となり、一致を示すUW検出回路の入力が正しい位相
である。
【0035】また、本発明では、検出結果の論理和回路
の出力をUWフレーム同期回路に入力することで無線フ
レーム同期が確立される構成を採用するため、位相不確
定性の除去のみならず、同時にフレーム同期の検出をも
可能とする。無線通信システムの構成上、1無線フレー
ム長でUWの最終ビット位置がフレームパルスを兼用す
ることになる。
【0036】以上をまとめると、各変調方式においてn
相の場合にあっては、復調信号の組み合わせパターンの
総数であるn個のUW検出回路を設けることにより、位
相の不確定性を除去することができる。図8に、その場
合の復調回路を示し、その無線フレーム同期部を図9に
示す。
【0037】また、多値QAM変復調方式のフレーム同
期回路の構成については省略するが、変調方式の性質に
より多値がいかなる値でも位相の不確定数は4パターン
であるため、本発明を適用する場合には、4個のUW検
出回路により正しいUWを検出する事ができる。
【0038】
【発明の効果】本発明によると、差動変換を用いないこ
とからビット誤り率を劣化させることなく、位相不確定
性を除去したUWの検出を可能とするとともに、UWの
検出と同時に簡易な回路構成でフレーム同期を取ること
をも可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る4PSK復調回路のブ
ロック構成図
【図2】本発明の一実施例に係る無線フレーム同期部1
のブロック図
【図3】UW検出回路のブロック図
【図4】UWフレーム同期回路5
【図5】位相判定回路のブロック図
【図6】4PSKの場合の引き込み位相
【図7】復調信号P1、P2の信号構成
【図8】n相PSK復調回路
【図9】n相PSK変復調方式におけるフレーム同期回
【図10】差動変換技術を適用した4PSK復調回路の
ブロック図
【符号の説明】
1 無線フレーム同期部 2 位相判定回路 31、32、33、34 UW検出回路 5 UWフレーム同期回路 3a Pr1用UW出力回路 3b Pr2用UW出力回路 4a、4b シフトレジスタ 5a、5b 排他的論理和回路 6a 一致判定回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位相不確定性を有するn(n=2m:m
    は1以上の整数とする)相PSK方式の復調出力の各々
    を位相方向に反転する反転手段と、通信システムのフレ
    ームフォーマットに定義され、かつフレーム間に一定周
    期で現れる特定ビットパターンと、前記復調出力と前記
    反転手段から出力される反転信号との一致/不一致を検
    出する位相の不確定数nと同数の特定ビットパターン検
    出手段と、前記復調信号と前記反転信号の全てを入力信
    号とし前記検出手段から一致検出を示す信号に対応する
    入力信号を選択出力する位相判定手段とからなる位相不
    確定性除去回路。
  2. 【請求項2】 位相不確定性を有する多値QAM方式の
    復調出力の各々を位相方向に反転する反転手段と、通信
    システムのフレームフォーマットに定義され、かつフレ
    ーム間に一定周期で現れる特定ビットパターンと、前記
    復調出力と前記反転手段から出力される反転信号との一
    致/不一致を検出する位相の不確定数と同数の特定ビッ
    トパターン検出手段と、前記復調信号と前記反転信号の
    全てを入力信号とし前記検出手段から一致検出を示す信
    号に対応する入力信号を選択出力する位相判定手段とか
    らなる位相不確定性除去回路。
  3. 【請求項3】 請求項1及び請求項2記載の特定ビット
    パターンをユニークワードとしたことを特徴とする位相
    不確定性除去回路。
  4. 【請求項4】 位相不確定性を有するn(n=2m:m
    は1以上の整数とする)相PSK方式の復調出力の各々
    を位相方向に反転する反転手段と、通信システムのフレ
    ームフォーマットに定義され、かつフレーム間に一定周
    期で現れる特定ビットパターンと、前記復調出力と前記
    反転手段から出力される反転信号との一致/不一致を検
    出する位相の不確定数nと同数の特定ビットパターン検
    出手段と、前記復調信号と前記反転信号の全てを入力信
    号とし前記検出手段から一致検出を示す信号に対応する
    入力信号を選択出力する位相判定手段と、前記ビットパ
    ターン検出手段の何れかから一致が検出されたときにフ
    レーム同期を示すフレームパルスが検出されたとする特
    定ビットパターンフレーム同期回路とからなるフレーム
    同期回路。
  5. 【請求項5】 位相不確定性を有する多値QAM方式の
    復調出力の各々を位相方向に反転する反転手段と、通信
    システムのフレームフォーマットに定義され、かつフレ
    ーム間に一定周期で現れる特定ビットパターンと、前記
    復調出力と前記反転手段から出力される反転信号との一
    致/不一致を検出する位相の不確定数と同数の特定ビッ
    トパターン検出手段と、前記復調信号と前記反転信号の
    全てを入力信号とし前記検出手段から一致検出を示す信
    号に対応する入力信号を選択出力する位相判定手段と、
    前記ビットパターン検出手段の何れかから一致が検出さ
    れたときにフレーム同期を示すフレームパルスが検出さ
    れたとする特定ビットパターンフレーム同期回路とから
    なるフレーム同期回路。
JP10173540A 1998-06-19 1998-06-19 位相不確定性を有する復調信号の位相不確定性除去回路及びフレーム同期回路 Pending JP2000013459A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007214921A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Fujitsu Ltd 同期装置及び同期方法
JP2008228057A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Japan Radio Co Ltd フレーム同期検出方法
JP2010130474A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Nec Corp 位相不確定性除去機能を有する復調器およびそのキャリアスリップ補償方法

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