JP2000022770A - 周波数誤差検出回路および復調回路 - Google Patents

周波数誤差検出回路および復調回路

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JP2000022770A
JP2000022770A JP18430998A JP18430998A JP2000022770A JP 2000022770 A JP2000022770 A JP 2000022770A JP 18430998 A JP18430998 A JP 18430998A JP 18430998 A JP18430998 A JP 18430998A JP 2000022770 A JP2000022770 A JP 2000022770A
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JP
Japan
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demodulation
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vector
averaging
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JP18430998A
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Koji Takano
考司 高野
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 テーブルを用いることなく、復調に必要な基
準信号の周波数誤差補正を行なうことが可能な復調回路
を提供する。 【解決手段】 パイロットシンボル記憶回路2は、複素
乗算器1にて復調されたパイロットシンボルを記憶す
る。ベクトル外積演算回路3は、パイロットシンボル記
憶回路2より読み出した複数のパイロットシンボルをそ
れぞれ位相平面上でベクトルに変換し、これらのベクト
ルの外積をとった後、正規化を行なってベクトル間の挟
角を求め、これをシンボル間の位相誤差Δωとして検出
する。この位相誤差Δωは、その大きさに応じた電圧信
号で電圧制御発振器4に入力される。電圧制御発振器
(VCO)4は、上記電圧信号が与えられると、現在発
振中の基準信号の周波数をΔωtだけ補正して発振を行
なうようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、位相変調された
信号を受信する受信機において、位相変調信号を復調す
る際に基準となる信号の周波数誤差を検出して、この誤
差を補正した基準信号で復調を行なう復調回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】周知のように、従来の位相変調方式の復
調回路は、既知の受信信号を復調して得た受信シンボル
間の位相回転量を、SIN/COSテーブル、もしくは
TANテーブルを参照して求める。そして、この求めた
位相回転量を発振器に与えて、上記位相回転量を補正し
た基準信号を生成させて、この基準信号を用いて受信信
号の復調を行なうようにしている。
【0003】しかしながら、上述したように従来の復調
回路では、SIN/COSテーブル、もしくはTANテ
ーブルを必要とする。これらのテーブルは、例えば16
ビット値で位相を表現する場合、2の16乗、すなわち
64Kワードものメモリ領域を必要とすることになる。
【0004】このように、従来の復調回路では、SIN
/COSテーブル、もしくはTANテーブルを必要とす
るため、ある程度の精度で周波数誤差の補正を行なうに
は比較的大きなメモリを必要とし、さらに精度の向上を
求める場合には、さらに大容量のメモリを備える必要が
あるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の復調回路では、
SIN/COSテーブル、もしくはTANテーブルを必
要とするため、比較的大きなメモリを必要とするという
問題があった。この発明は上記の問題を解決すべくなさ
れたもので、SIN/COSテーブル、もしくはTAN
テーブルを用いることなく、復調に必要な基準信号の周
波数誤差を検出することが可能な周波数誤差検出回路を
提供することを目的とする。
【0006】また、この発明は上記の問題を解決すべく
なされたもので、SIN/COSテーブル、もしくはT
ANテーブルを用いることなく、復調に必要な基準信号
の周波数誤差補正を行なうことが可能な復調回路を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、位相変調された受信信号を復調手段
にて復調する際に用いる基準信号の周波数誤差を検出す
る周波数誤差検出回路において、前記復調手段による復
調結果のうち、既知のデータの復調結果を位相平面上の
同一象限のベクトルデータに変換するデータ変換手段
と、このデータ変換手段にて得られたベクトルデータを
用いてベクトルの外積演算を行なって、この外積演算に
用いたベクトル間の挟角の正弦値を求め、この値より前
記基準信号の周波数誤差を検出する演算手段とを具備し
て構成するようにした。
【0008】上記構成の周波数誤差検出回路では、既知
の復調データを、位相平面上の所定の象限上にベクトル
で表し、このベクトルの外積演算を行なって、ベクトル
間の位相回転量、すなわち基準信号の周波数誤差を求め
るようにしている。したがって、上記構成の周波数誤差
検出回路によれば、テーブルを用いることなく、基準信
号の周波数誤差を求めることができる。
【0009】また、上記の目的を達成するために、この
発明は、復調信号に基づく周波数の基準信号を生成し、
この基準信号を用いて位相変調された受信信号を復調す
る復調回路において、前記基準信号を用いて位相変調さ
れた受信信号を復調する復調手段と、この復調手段によ
る復調結果のうち、既知のデータの復調結果を位相平面
上の同一象限のベクトルデータに変換するデータ変換手
段と、このデータ変換手段にて得られたベクトルデータ
を用いてベクトルの外積演算を行なって、この外積演算
に用いたベクトル間の挟角の正弦値を求め、この値より
前記基準信号の周波数誤差を求める演算手段と、この演
算手段にて求めた周波数誤差に基づく周波数の基準信号
を生成する基準信号生成手段とを具備して構成するよう
にした。
【0010】上記構成の復調回路では、既知の復調デー
タを、位相平面上の所定の象限上にベクトルで表し、こ
のベクトルの外積演算を行なって、ベクトル間の位相回
転量、すなわち基準信号の周波数誤差を求め、この求め
た周波数誤差に基づく周波数の基準信号を生成して復調
を行なうようにしている。したがって、上記構成の復調
回路によれば、テーブルを用いることなく基準信号の周
波数誤差を補正して、復調を行なうことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施形態について説明する。尚、以下の説明では、
位相変調方式としてQPSK(Quadrature Phase Shift
Keying )を採用し、通信方式としてCDMA(Code D
ivision Multiple Access )方式を採用した場合を例に
挙げて説明する。
【0012】図1は、この発明の一実施形態に係わる復
調回路の構成を示すものである。アンテナにて空間より
受信した無線周波信号は、図示しない逆拡散回路にて逆
拡散処理が施され、直交信号(i+jq)として複素乗
算器1に入力される。尚、ここで、「i」は、I信号の
成分を示し、「q」はQ信号の成分を示す。また、
「j」は虚数単位である。
【0013】複素乗算器1では、上記直交信号(i+j
q)と、後述のSIN/COS変換回路5からの出力
(COSωt+jSINωt)とを複素乗算して、直交
復調を行なう。この復調結果は、後段の信号処理部(図
示しない)に入力されてデータが再生されるとともに、
パイロットシンボル記憶回路2に入力される。尚、ここ
では上記復調結果をI+jQで示す。
【0014】パイロットシンボル記憶回路2は、通信相
手局よりユーザデータに先立って送信される既知のデー
タ、すなわちパイロットシンボルを所定数記憶するもの
である。ここに記憶されたパイロットシンボルは、ベク
トル外積演算回路3により読み出される。
【0015】ベクトル外積演算回路3は、パイロットシ
ンボル記憶回路2より読み出したパイロットシンボルを
それぞれ、Iを実軸、Qを虚軸とする複素平面(位相平
面)上のベクトルに変換し、そして角ベクトルを所定の
象限上のベクトルに変換し、2つの連続するシンボルに
対応するベクトルを平均する。そして、平均化された2
つのベクトルの外積をとって、その大きさで正規化し
て、両ベクトル間の挟角の正弦値を求め、これをシンボ
ル間の位相回転量Δωとして検出する。この位相回転量
Δωは、その大きさに応じた電圧信号で電圧制御発振器
4に入力される。
【0016】電圧制御発振器(VCO)4は、入力電圧
に応じた周波数の基準信号を発振するもので、上記ベク
トル外積演算回路3より位相回転量Δωを示す電圧信号
が与えられると、現在発振中の基準信号の周波数をΔω
tだけ補正して発振を行なう。
【0017】SIN/COS変換回路5は、電圧制御発
振器4にて生成される基準信号を直交信号(COSωt
+jSINωt)に変換する。尚、ωtは、上記基準信
号の周波数である。
【0018】次に、図2乃至図4を参照して、上記構成
の復調回路の動作を以下に説明する。尚、以下の説明で
は、パイロットシンボルが4つのシンボルS1(i1,
q1),S2(i2,q2),S3(i3,q3),S
4(i4,q4)からなり、各シンボルは、Iを実軸、
Qを虚軸とする直交座標平面、すなわち位相平面上にお
いて、それぞれ第1〜第4象限上に位置するデータであ
る場合を例に説明する。
【0019】複素乗算器1の復調により、得られた4つ
のパイロットシンボルS1〜S4は、パイロットシンボ
ル記憶回路2に入力され、記憶される。ここで、上記4
つのパイロットシンボルS1〜S4のベクトルは、図2
のように上記位相平面上に示されるものであったとす
る。
【0020】パイロットシンボル記憶回路2に4つのパ
イロットシンボルS1〜S4が記憶されると、これらの
シンボルがベクトル外積演算回路3によって読み出され
る。まず、ベクトル外積演算回路3は、読み出したシン
ボルS1〜S4のうち、シンボルS2,S3,S4をそ
れぞれ位相平面上で、−90゜,−180゜,−270
゜移動させることにより、第1象限に移動させる。移動
後の各シンボルS2´,S3´,S4´のベクトルを図
3に示す。
【0021】次に、ベクトル外積演算回路3は、シンボ
ルS1とS2´とを平均した値S12(if,qf)
と、シンボルS3´とS4´とを平均した値S34(i
s,qs)をそれぞれ求める。S12と、S34の各ベ
クトルを図4に示す。
【0022】そして次に、ベクトル外積演算回路3は、
S12のベクトルと、S34のベクトルとの外積を求
め、その大きさで正規化する。この結果、S12のベク
トルと、S34のベクトルのなす角θの正弦値SINθ
が求まる。このSINθは、上記θと近似され、位相誤
差Δωとして電圧制御発振器4に入力される。尚、ここ
で、位相誤差Δωは、その大きさに応じた電圧信号に変
換されて電圧制御発振器4に入力される。
【0023】これに対して、電圧制御発振器4は、上記
ベクトル外積演算回路3より位相誤差Δωを示す電圧信
号が与えられると、現在発振中の基準信号の周波数をΔ
ωtだけ補正して発振を行なう。
【0024】電圧制御発振器4にて発振された基準信号
は、SIN/COS変換回路5にて直交信号(COSω
t+jSINωt)に変換され、複素乗算器1にて逆拡
散された受信信号の直交復調に用いられる。
【0025】以上のように、上記構成の復調回路では、
既知のパイロットシンボルを、位相平面上の所定の象限
上にベクトルで表し、このベクトルの外積演算を行なっ
て、ベクトル間の位相差、すなわち位相回転量を求め、
この回転量に基づいて復調に用いる基準信号の周波数誤
差を補正するようにしている。
【0026】したがって、上記構成の復調回路によれ
ば、従来のように位相回転量(周波数誤差)を求めるの
に、大きなテーブルを必要としないため、回路規模の縮
小化やコスト削減に寄与することができる。
【0027】尚、この発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施の形態では、4つの
パイロットシンボルを用いて位相回転量(周波数誤差)
を求めるものとしたが、5つ以上のパイロットシンボル
を用いて位相回転量を求めるようにしてもよい。また、
複数の位相回転量を求めた後、これらを平均化したもの
を周波数誤差として用いて補正を行なうようにしてもよ
い。
【0028】また、上記実施の形態では、連続した2つ
のシンボルの平均化したシンボルを複数求め、これらの
平均シンボルのベクトル外積より位相回転量を求めるよ
うにしたが、これに代わって例えば、連続するパイロッ
トシンボル間の位相回転量を逐次求め、この求めた回転
量を平均化して周波数誤差の補正を行なうようにしても
よい。
【0029】さらに、上記実施の形態では、2つのベク
トルの外積を求めた後、その大きさで正規化するように
したが、これに代わって、上記2つのベクトルをそれぞ
れの大きさで正規化した後、両ベクトルの外積を求める
ようにしてもよい。その他、この発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であるこ
とはいうまでもない。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、この発明では、既知
の復調データを、位相平面上の所定の象限上にベクトル
で表し、このベクトルの外積演算を行なって、ベクトル
間の位相回転量、すなわち基準信号の周波数誤差を求め
るようにしている。したがって、この発明によれば、テ
ーブルを用いることなく、基準信号の周波数誤差を求め
ることが可能な周波数誤差検出回路を提供できる。
【0031】また、この発明では、既知の復調データ
を、位相平面上の所定の象限上にベクトルで表し、この
ベクトルの外積演算を行なって、ベクトル間の位相回転
量、すなわち基準信号の周波数誤差を求め、この求めた
周波数誤差に基づく周波数の基準信号を生成して復調を
行なうようにしている。したがって、この発明によれ
ば、テーブルを用いることなく基準信号の周波数誤差を
補正して、復調を行なうことが可能な復調回路を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わる復調回路の一実施形態の構成
を示す回路ブロック図。
【図2】パイロットシンボルを位相平面上に表した図。
【図3】図1に示した復調回路のベクトル外積演算回路
によって変換されたパイロットシンボルを位相平面上に
表した図。
【図4】図1に示した復調回路のベクトル外積演算回路
によって平均化されたパイロットシンボルを位相平面上
に表した図。
【符号の説明】
1…複素乗算器 2…パイロットシンボル記憶回路 3…ベクトル外積演算回路 4…電圧制御発振器(VCO) 5…SIN/COS変換回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位相変調された受信信号を復調手段にて
    復調する際に用いる基準信号の周波数誤差を検出する周
    波数誤差検出回路において、 前記復調手段による復調結果のうち、既知のデータの復
    調結果を位相平面上の同一象限のベクトルデータに変換
    するデータ変換手段と、 このデータ変換手段にて得られたベクトルデータを用い
    てベクトルの外積演算を行なって、この外積演算に用い
    たベクトル間の挟角の正弦値を求め、この値より前記基
    準信号の周波数誤差を検出する演算手段とを具備するこ
    とを特徴とする周波数誤差検出回路。
  2. 【請求項2】 前記演算手段にて求めた正弦値を平均化
    し、この平均化結果を周波数誤差として検出する誤差平
    均化手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の周
    波数誤差検出回路。
  3. 【請求項3】 前記データ変換手段にて得たベクトルデ
    ータを平均化するベクトル平均化手段を備え、 前記演算手段は、前記ベクトル平均化手段にて平均化さ
    れたベクトルデータを用いてベクトルの外積演算を行な
    って、この外積演算に用いたベクトル間の挟角の正弦値
    を求め、この値より前記基準信号の周波数誤差を検出す
    ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の周
    波数誤差検出回路。
  4. 【請求項4】 復調信号に基づく周波数の基準信号を生
    成し、この基準信号を用いて位相変調された受信信号を
    復調する復調回路において、 前記基準信号を用いて位相変調された受信信号を復調す
    る復調手段と、 この復調手段による復調結果のうち、既知のデータの復
    調結果を位相平面上の同一象限のベクトルデータに変換
    するデータ変換手段と、 このデータ変換手段にて得られたベクトルデータを用い
    てベクトルの外積演算を行なって、この外積演算に用い
    たベクトル間の挟角の正弦値を求め、この値より前記基
    準信号の周波数誤差を求める演算手段と、 この演算手段にて求めた周波数誤差に基づく周波数の基
    準信号を生成する基準信号生成手段とを具備することを
    特徴とする復調回路。
  5. 【請求項5】 前記演算手段にて求めた正弦値を平均化
    し、この平均化結果を周波数誤差として検出する誤差平
    均化手段を備え、 前記基準信号生成手段は、前記誤差平均化手段にて求め
    た周波数誤差に基づく周波数の基準信号を生成すること
    を特徴とする請求項4に記載の復調回路。
  6. 【請求項6】 前記データ変換手段にて得たベクトルデ
    ータを平均化するベクトル平均化手段を備え、 前記演算手段は、前記ベクトル平均化手段にて平均化さ
    れたベクトルデータを用いてベクトルの外積演算を行な
    って、この外積演算に用いたベクトル間の挟角の正弦値
    を求め、この値より前記基準信号の周波数誤差を求める
    ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の復調
    回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009246998A (ja) * 2001-01-09 2009-10-22 Qualcomm Inc 無線通信においてローカル発振器の周波数を較正する装置および方法
US7688149B2 (en) 2005-06-17 2010-03-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Phase locked loop, phase detecting method for the phase locked loop, and receiver using the same
KR101007350B1 (ko) * 2010-09-03 2011-01-13 광운대학교 산학협력단 다중경로 간섭잡음 신호의 검출 및 제거방법과 그 장치

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