JP2002124999A - Method and device for confirming psk synchronization - Google Patents

Method and device for confirming psk synchronization

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JP2002124999A
JP2002124999A JP2000314771A JP2000314771A JP2002124999A JP 2002124999 A JP2002124999 A JP 2002124999A JP 2000314771 A JP2000314771 A JP 2000314771A JP 2000314771 A JP2000314771 A JP 2000314771A JP 2002124999 A JP2002124999 A JP 2002124999A
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Japan
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output signal
psk
frequency
complex
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JP2000314771A
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Japanese (ja)
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Yoshiichi Nishimura
芳一 西村
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EE O R KK
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EE O R KK
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Publication date
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow easy confirmation of synchronization of a PSK signal by tuning a radio device. SOLUTION: There are provided a PLL phase synchronizing part 101 of a Costas loop of complex number, an AFC part 102, and a beat sound generating part 103. The phase error in a BPSK signal by complex calculation is acquired from an arc tangent circuit 7, and at a second adder/subtracter 12, a frequency error is calculated based on the phase error. The frequency error is integrated by an integrator 13, and a sine wave is generated by a sine wave signal generator 14 according to an output frequency of the integrator 13, which is amplified by an amplifier 15 so that a speaker 16 is rumbled with a beat sound. Establishment of synchronization is judged by confirming a zero beat.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、PSK(Phase Shi
ft Keying)信号を受信する際に受信信号の同調状態を確
認するための方法及びその装置に係り、特に、同調確認
の容易性を図ったものに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a PSK (Phase Shi
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for confirming a tuning state of a received signal when receiving a ft Keying) signal, and more particularly to a method and apparatus for facilitating tuning confirmation.

【0002】[0002]

【従来の技術】アマチュア無線通信における通信形態に
は、業務用の無線通信におけると同様に様々なものがあ
るが、近年、PSK(Phase Shift Keying)信号を、例え
ば単側波帯変調による無線搬送波で伝送する一般にPS
K31と称される通信形態が、ビット当たりのエネルギ
ー対雑音電力密度が低くとも確実な通信が可能であるこ
とや狭帯域性等のメリットがあることから注目を浴びて
いる。
2. Description of the Related Art There are various types of communication in amateur radio communication as in business radio communication. In recent years, a PSK (Phase Shift Keying) signal has been used, for example, in a radio carrier using single sideband modulation. Generally transmitted by PS
A communication form called K31 has attracted attention because it has advantages such as reliable communication even when the energy per noise to noise power density is low and narrow band characteristics.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このPSK
31を用いた通信において、通信相手を求めて送信して
いる局の信号を受信し、その受信信号に同調を取って通
信を開始しようとする場合、モデムでの同期が取れるよ
うにするには、例えば、相手局の電波が単側波帯変調波
(以下「SSB」と言う)であるとすると、無線受信機
からのSSB音を聞いてモデムでの同調が可能となる程
度までチューニングを行う必要がある。しかしながら、
実際には、SSB音の微妙な変化を聞いて同調が取れた
か否かを判断するのは、容易ではなく熟練が必要であ
り、チューニング操作に便利な同調確認装置が望まれて
いる。本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、P
SK信号を用いた通信において、無線受信機のチューニ
ングによる同調の確認が容易に行えるPSK同調確認方
法及びその装置を提供するものである。本発明の他の目
的は、受信信号のS/N比が低下した場合にあっても同
調が取れたことを確実に、かつ、容易に確認することが
できるPSK同調確認方法及びその装置を提供すること
にある。
By the way, this PSK
In the case of receiving a signal from a transmitting station in search of a communication partner in the communication using 31 and trying to start communication by tuning to the received signal, it is necessary to synchronize with a modem. For example, if the radio wave of the partner station is a single sideband modulated wave (hereinafter referred to as "SSB"), the tuning is performed to the extent that the tuning by the modem is possible by listening to the SSB sound from the wireless receiver. There is a need. However,
Actually, it is not easy to judge whether or not tuning has been achieved by listening to a subtle change in the SSB sound, which requires skill, and a tuning confirmation device that is convenient for tuning operation is desired. The present invention has been made in view of the above situation, and
An object of the present invention is to provide a PSK tuning confirmation method and a device for easily confirming tuning by tuning a wireless receiver in communication using an SK signal. It is another object of the present invention to provide a PSK tuning confirmation method and a PSK tuning confirmation method that can surely and easily confirm that tuning has been achieved even when the S / N ratio of a received signal has decreased. Is to do.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記発明の目的を達成す
るため、本発明に係るPSK同調確認方法は、無線搬送
波により変調されたPSK信号の無線受信機における同
調を確認するためのPSK同調確認方法であって、前記
無線受信機の低周波出力信号を基に、前記PSK信号の
位相誤差を複素演算により求め、当該位相誤差から周波
数誤差を求め、当該周波数誤差を積分して所定倍数した
可聴周波数信号を生成し、電気信号を音波信号に変換す
る電気信号・音波変換手段に前記可聴周波数信号を印加
して電気信号・音波変換手段を鳴動せしめ、当該電気信
号・音波変換手段の鳴動が消滅したことをもって前記無
線受信機における前記PSK信号の同調が取れたと判断
するものである。
In order to achieve the above object, a PSK tuning confirmation method according to the present invention comprises a PSK tuning confirmation method for confirming a PSK signal modulated by a radio carrier in a radio receiver. A method for calculating a phase error of the PSK signal by a complex operation based on a low-frequency output signal of the wireless receiver, obtaining a frequency error from the phase error, integrating the frequency error, and integrating the frequency error by a predetermined multiple. A frequency signal is generated, and the audible frequency signal is applied to an electric signal / sound wave converting means for converting an electric signal into a sound wave signal to sound the electric signal / sound wave converting means, and the sound of the electric signal / sound wave converting means disappears. With this, it is determined that the tuning of the PSK signal has been achieved in the wireless receiver.

【0005】かかる構成においては、特に、周波数誤差
の積分値を用いていわゆるビート音を発生させているの
で、S/N比が低い場合であっても、同調が取れた際の
ビート音が消滅するいわゆるゼロビートを得ることが容
易で、同調が取れたことを簡単に、しかも、確実に確認
することができるものである。
In such a configuration, particularly, a so-called beat sound is generated by using an integrated value of the frequency error. Therefore, even when the S / N ratio is low, the beat sound when tuning is achieved disappears. It is easy to obtain a so-called zero beat, and it is possible to easily and surely confirm that synchronization has been achieved.

【0006】上記発明の目的を達成するため、本発明に
係るPSK同調確認装置は、入力されたPSK信号の位
相誤差を複素演算により算出する複素位相誤差検出手段
と、前記複素位相誤差検出手段の出力信号を基に周波数
誤差を求めると共に、当該周波数誤差を所定の積分時定
数で積分する周波数積分手段と、前記周波数積分手段の
出力信号の周波数に応じた可聴周波数音を発生するビー
ト音発生手段とを具備してなるものである。
In order to achieve the above object, a PSK tuning confirmation apparatus according to the present invention comprises a complex phase error detecting means for calculating a phase error of an input PSK signal by a complex operation, and a complex phase error detecting means. Frequency integration means for obtaining a frequency error based on the output signal and integrating the frequency error with a predetermined integration time constant, and beat sound generation means for generating an audible frequency sound corresponding to the frequency of the output signal of the frequency integration means Is provided.

【0007】かかる構成は、特に、先に述べたPSK同
調確認方法を実現、実行するに適したものであり、各々
の手段は、いわゆるハードウェアにより、又は、例え
ば、DSP(Digital Signal Processor)のような高い演
算処理機能を有してなるICによるソフトウェアの実行
により実現し得るものである。
This configuration is particularly suitable for realizing and executing the above-described PSK tuning confirmation method, and each means is implemented by so-called hardware or, for example, a DSP (Digital Signal Processor). It can be realized by executing software by an IC having such a high arithmetic processing function.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する
部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明
の趣旨の範囲内で種々改変することができるものであ
る。最初に、本発明の実施の形態におけるPSK同調確
認装置(以下「本装置」と言う)の構成について図1を
参照しつつ説明する。本装置は、最初に、その構成を概
括的に言えば、複素数のコスタスループが形成されてな
る位相同期のためのいわゆるPLL(Phased Locked Loo
p)位相同期部101と、周波数同期のためのAFC(Aut
omatic Frequency Control)ループが形成されてなるA
FC部102とが設けられると共に、周波数誤差を可聴
周波数音に変換して出力するビート音発生部103が設
けられた構成となっているものである。次に、具体的な
構成について説明すれば、まず、本装置の入力段には、
図示されない無線受信機のいわゆるオーディオ出力(低
周波出力信号)端子から得られたBPSK信号を、アナ
ログ信号からディジタル信号へ変換するためのアナログ
・ディジタル変換器(図1においては「ADC」と表
記)1が設けられている。そして、アナログ・ディジタ
ル変換器1の出力端は、バンドパスフィルタ(図1にお
いては「BPS」と表記)2とS/N検出器(図1にお
いては「S/NDET」と表記)3のそれぞれの入力端
に接続されたものとなっている。さらに、S/N検出器
3のもう一つの入力端には、バンドパスフィルタ2の出
力端が接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention, and can be variously modified within the scope of the present invention. First, a configuration of a PSK tuning confirmation device (hereinafter, referred to as “this device”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. At first, the device is generally called a PLL (Phaseed Locked Loop) for phase synchronization in which a complex Costas loop is formed.
p) The phase synchronization unit 101 and an AFC (Aut
A with a loop formed
An FC unit 102 is provided, and a beat sound generating unit 103 that converts a frequency error into an audible frequency sound and outputs the sound is provided. Next, a specific configuration will be described. First, in the input stage of the present device,
An analog-to-digital converter for converting a BPSK signal obtained from a so-called audio output (low-frequency output signal) terminal of a wireless receiver (not shown) from an analog signal to a digital signal (in FIG. 1, denoted as “ADC”) 1 is provided. An output terminal of the analog / digital converter 1 is connected to a band-pass filter (denoted as “BPS” in FIG. 1) 2 and an S / N detector (denoted as “S / NDET” in FIG. 1) 3 Is connected to the input terminal of. Further, the output terminal of the band-pass filter 2 is connected to another input terminal of the S / N detector 3.

【0009】バンドパスフィルタ2は、ディジタル信号
に変換されたBPSK信号だけを通過可能とする狭帯域
の帯域通過フィルタであり、その出力信号S1は、上述
したようにS/N検出器3へ印加されると共に、信号複
素化回路(図1においては「COM CON」と表記)
4へ印加されるようになっている。S/N検出器3は、
入力信号のS/Nを算出するもので、先のバンドパスフ
ィルタ2を通過する前の信号の電力とバンドパスフィル
タ2通過後の信号の電力の比からS/N比を算出するも
のとなっている。信号複素化回路4は、バンドパスフィ
ルタ2から出力された信号を複素数化するためのもので
ある。この信号複素化回路4に入力されるバンドパスフ
ィルタ2からの信号S1は、一般的にS1=Asin(ωt+n
Φ)と表される。ここで、Aは、信号S1の振幅であり、
nは0又は1を採るものであり、Φはπラジアンとなる
ものである。そして、このような信号S1は、この信号
複素化回路4によりAei ( ω t n Φ)と複素数化された
信号S2として出力されるようになっており、この信号
複素化回路4の出力信号S2は、ヘテロダイン混合器5
へ印加されるようになっている。なお、図1において、
白抜き矢印で表された信号の流れを示す部分(信号複素
化回路4とヘテロダイン混合器5との間、ヘテロダイン
混合器5と複素局部発振器10との間、ヘテロダイン混
合器5と乗算器6との間及び乗算器6とアークタンジェ
ント回路7との間)は、複素数として扱われる部分であ
ることを示し、具体的には、実数部に対応する信号と、
虚数部に対応する信号の2種類の信号が存在することを
意味するものである。
The band-pass filter 2 is a narrow-band band-pass filter that allows only a BPSK signal converted into a digital signal to pass therethrough. The output signal S 1 is applied to the S / N detector 3 as described above. And a signal complexing circuit (denoted as "COM CON" in FIG. 1)
4 is applied. The S / N detector 3 is
It calculates the S / N of the input signal, and calculates the S / N ratio from the ratio of the power of the signal before passing through the band-pass filter 2 to the power of the signal after passing through the band-pass filter 2. ing. The signal complex circuit 4 is for converting a signal output from the band-pass filter 2 into a complex number. The signal S1 from the band-pass filter 2 input to the signal complex circuit 4 is generally S1 = A sin (ωt + n
Φ). Here, A is the amplitude of the signal S1,
n is 0 or 1, and Φ is π radian. Then, such a signal S1 is adapted to be outputted as Ae i (ω t + n Φ ) and complex number has been signal S2 by the signal complex circuit 4, the output of the signal complex circuit 4 The signal S2 is supplied to the heterodyne mixer 5
To be applied. In FIG. 1,
Portions indicating signal flows represented by outline arrows (between the signal complexing circuit 4 and the heterodyne mixer 5, between the heterodyne mixer 5 and the complex local oscillator 10, between the heterodyne mixer 5 and the multiplier 6, And between the multiplier 6 and the arc tangent circuit 7) indicate that the part is treated as a complex number, and specifically, a signal corresponding to a real part,
This means that there are two types of signals corresponding to the imaginary part.

【0010】ヘテロダイン混合器5は、信号複素化回路
4からの信号に加えて、複素局部発振器(図1において
は「複素LoOSC(VCO)」と表記)10からの出力信
号が印加されるようになっており、これら2つの入力信
号のヘテロダイン混合が行われて出力信号S3が出力さ
れるようになっている。なお、この出力信号S3の詳細
については複素局部発振器10の出力信号と共に後述す
る。ヘテロダイン混合器5の後段には、二つの入力端子
を有してなる乗算器6が設けられており、その二つの入
力端子のいずれにも、ヘテロダイン混合器5の出力信号
S3が印加されるようになっている。そして、この乗算
器6における乗算結果としての出力信号(詳細は後述)
は、アークタンジェント回路(図1においては「tan
- 1」と表記)7へ入力されると共に、ループフィルタ
(図1においては「LPF」と表記)8には、乗算器6
の演算結果の内、虚数成分が入力されるようになってい
る。
The heterodyne mixer 5 receives an output signal from a complex local oscillator (indicated as “complex LoOSC (VCO)” in FIG. 1) 10 in addition to the signal from the signal complexing circuit 4. The two input signals are subjected to heterodyne mixing to output an output signal S3. The details of the output signal S3 will be described later together with the output signal of the complex local oscillator 10. A multiplier 6 having two input terminals is provided at a stage subsequent to the heterodyne mixer 5, and the output signal S3 of the heterodyne mixer 5 is applied to either of the two input terminals. It has become. Then, an output signal as a result of multiplication in the multiplier 6 (details will be described later)
Is an arc tangent circuit ("tan" in FIG. 1).
- 1 "hereinafter) 7 is inputted to, a loop filter (referred to as" LPF "in Fig. 1) 8, the multiplier 6
The imaginary component of the calculation result is input.

【0011】アークタンジェント回路7は、乗算器6の
出力信号を基にその角度を算出するものであり(詳細は
後述)、その出力信号は、後述する遅延回路(図1にお
いては「DELAY」と表記)11及び第2の加減算器
12へ印加されるようになっている。また、ループフィ
ルタ8は、いわゆるPLLループにおける公知・周知の
ループフィルタであり、その出力信号は、第1の加減算
器9の一方の入力端子に印加されるものとなっている。
第1の加減算器9の他方の入力端子には、後述する積分
器13からの信号が、負極性で印加されるようになって
いる。すなわち、この第1の加減算器9からは、ループ
フィルタ8の出力信号から積分器13の出力信号を減算
した結果に対応する信号が出力されるようになってい
る。
The arc tangent circuit 7 calculates the angle based on the output signal of the multiplier 6 (details will be described later), and the output signal of the arc tangent circuit 7 will be referred to as a delay circuit (described in FIG. 1 as "DELAY"). Notation) 11 and the second adder / subtractor 12. The loop filter 8 is a known / known loop filter in a so-called PLL loop, and its output signal is applied to one input terminal of the first adder / subtractor 9.
A signal from an integrator 13 described later is applied to the other input terminal of the first adder / subtractor 9 with a negative polarity. That is, the first adder / subtractor 9 outputs a signal corresponding to a result obtained by subtracting the output signal of the integrator 13 from the output signal of the loop filter 8.

【0012】そして、第1の加減算器9の出力信号は、
複素局部発振器10に印加されるようになっている。複
素局部発振器10は、公知・周知の構成を有してなる電
圧制御発振器であって、かつ、この発明の実施の形態に
おいては、90度の位相差のある2つの正弦波信号を発
生するよう構成されてなるものである。すなわち、この
複素局部発振器10の出力周波数は、先の第1の加減算
器9の出力信号の大きさに応じて変化するものとなって
いる(詳細は後述)。上述した構成部分において、特
に、ヘテロダイン混合器5、乗算器6、ループフィルタ
8、第1の加減算器9、複素局部発振器10からなる部
分が、いわゆるPLLによる位相同期ループであるPL
L位相同期部101を構成するものとなっている。
The output signal of the first adder / subtractor 9 is
The signal is applied to the complex local oscillator 10. The complex local oscillator 10 is a voltage-controlled oscillator having a known / known configuration, and in the embodiment of the present invention, generates two sine-wave signals having a phase difference of 90 degrees. It is configured. That is, the output frequency of the complex local oscillator 10 changes according to the magnitude of the output signal of the first adder / subtractor 9 (details will be described later). In the components described above, in particular, the part including the heterodyne mixer 5, the multiplier 6, the loop filter 8, the first adder / subtractor 9, and the complex local oscillator 10 is a so-called PLL-based phase locked loop.
It constitutes the L phase synchronization unit 101.

【0013】一方、遅延回路11は、入力信号に所定の
遅延を施して出力するもので、その出力は第2の加減算
器12へ負極性で入力されるようになっている。第2の
加減算器12は、2入力に構成されてなるもので、上述
のように遅延回路11により遅延を受けたアークタンジ
ェント回路7の出力信号が入力されると共に、遅延を受
けないアークタンジェント回路7の出力信号が入力され
るようになっており、両者の差、すなわち、位相差に対
応した周波数差が得られるものとなっている(詳細は後
述)。そして、この第2の加減算器12の出力信号は、
積分器13へ印加されるようになっている。この積分器
13は、第2の加減算器12から入力された周波数誤差
を、本装置の入力信号であるBPSK信号のS/N比に
応じてその積分時定数を変えて積分するものとなってお
り、そのため、時定数を制御するための信号として、先
のS/N検出器3の信号が入力されるようになってい
る。そして、積分器13の出力信号は、第1の加減算器
9に負極性で印加されると共に、ビート音発生部103
の正弦波信号発生器(図1においては「SIN」と表
記)14に印加されるようになっている。
On the other hand, the delay circuit 11 applies a predetermined delay to the input signal and outputs the delayed signal. The output is input to the second adder / subtractor 12 with a negative polarity. The second adder / subtractor 12 has two inputs. The output signal of the arc tangent circuit 7 delayed by the delay circuit 11 as described above is input to the second adder / subtracter 12, and the arc tangent circuit not affected by the delay is input. 7, and a difference between the two, that is, a frequency difference corresponding to the phase difference is obtained (details will be described later). The output signal of the second adder / subtractor 12 is
The voltage is applied to the integrator 13. The integrator 13 integrates the frequency error input from the second adder / subtracter 12 by changing its integration time constant according to the S / N ratio of the BPSK signal which is the input signal of the present apparatus. Therefore, the signal of the S / N detector 3 is input as a signal for controlling the time constant. The output signal of the integrator 13 is applied to the first adder / subtractor 9 with a negative polarity, and the beat sound generator 103
(In FIG. 1, denoted as “SIN”) 14.

【0014】しかして、上述した構成部分において、ヘ
テロダイン混合器5、乗算器6、アークタンジェント回
路7、遅延回路11、第2の加減算器12、積分器1
3、第1の加減算器9及び複素局部発振器10からなる
部分が、AFC部102を構成するものとなっている。
ビート音発生部103は、積分器13で得られた周波数
誤差信号を基に、その誤差の大きさに応じてビート音を
発生するためのもので、正弦波信号発生器14と、この
正弦波信号発生器14の出力信号を増幅する増幅器15
と、スピーカ16とから構成されたものとなっている。
Thus, in the above-described components, the heterodyne mixer 5, multiplier 6, arc tangent circuit 7, delay circuit 11, second adder / subtractor 12, integrator 1
3. A portion including the first adder / subtractor 9 and the complex local oscillator 10 constitutes the AFC section 102.
The beat sound generator 103 is for generating a beat sound according to the magnitude of the error based on the frequency error signal obtained by the integrator 13, and includes a sine wave signal generator 14 and a sine wave Amplifier 15 for amplifying the output signal of signal generator 14
And a speaker 16.

【0015】次に、上記構成における本装置の動作につ
いて説明する。まず、本装置に入力され、アナログ・デ
ィジタル変換器1によりアナログ信号からディジタル信
号に変換され、さらに、バンドパスフィルタ2により不
用な周波数成分が除去されたBPSK信号は、S1=As
in(ωt+nΦ)と表される状態で信号複素化回路4へ入力
される。そして、信号複素化回路4による複素化によ
り、S2=Aei t n Φ)と複素化された信号が得ら
れ、ヘテロダイン混合器5へ入力されることとなる。一
方、ここで、仮に、複素局部発振器10の出力信号の位
相が、本装置に入力されたBPSKの位相よりΔωtだ
け進んでいるとすると、この複素局部発振器10からは
複素数表現でei (Δω−ω) tと表される位相を有する信
号が出力され、ヘテロダイン混合器5へ入力されること
となる。
Next, the operation of the present apparatus having the above configuration will be described. First, a BPSK signal input to the present apparatus, converted from an analog signal to a digital signal by the analog-to-digital converter 1, and from which unnecessary frequency components are removed by the band-pass filter 2, is given by S 1 = As
The signal is input to the signal complex circuit 4 in a state represented by in (ωt + nΦ). Then, the complex signal by the signal complex circuit 4 is obtained as S2 = Ae i t + n Φ), and is input to the heterodyne mixer 5. On the other hand, if the phase of the output signal of the complex local oscillator 10 is advanced by Δωt from the phase of the BPSK input to the apparatus, the complex local oscillator 10 outputs e i (Δω −ω) A signal having a phase represented by t is output and input to the heterodyne mixer 5.

【0016】そして、ヘテロダイン混合器5において、
2つの信号Aei t n Φ)とei ( Δω−ω) tがヘテロ
ダイン混合される結果、その出力信号S3として、BP
SK信号と複素局部発振器10との位相差に応じた信
号、すなわち、具体的には、S3=Aei (Δω+ n Φ)
表される信号が得られることとなる。乗算器6において
は、上述の信号S3が2乗される結果、その出力信号S4
としては、S4=Aei ( 2 Δω+ 2 n Φ)=Ae2 i Δω tと表
される信号が得られ、この信号S4がアークタンジェン
ト回路7へ入力される一方、ループフィルタ8へは、そ
の虚数成分が印加されることとなる。すなわち、この場
合、Ae2 i Δω t=A(cos2Δωt+isin2Δωt)であ
るから、虚数成分としては、sin2Δωtがループフィル
タ8へ印加されることとなる。
Then, in the heterodyne mixer 5,
As a result of heterodyne mixing of the two signals Ae i t + n Φ) and e i ( Δω−ω) t , the output signal S3 is BP
SK signal and a signal corresponding to a phase difference between the complex local oscillator 10, i.e., specifically, so that the signal represented as S3 = Ae i (Δω + n Φ) is obtained. In the multiplier 6, as a result of squaring the signal S3, the output signal S4
The, S4 = Ae i (2 Δω + 2 n Φ) = signal represented as Ae 2 i Δω t is obtained, whereas the signal S4 is input to the arctangent circuit 7, is to the loop filter 8, the An imaginary component will be applied. That is, in this case, since it is Ae 2 i Δω t = A ( cos2Δωt + isin2Δωt), as the imaginary component, so that the sin2Δωt is applied to the loop filter 8.

【0017】そして、この信号S4はループフィルタ8
により不要な信号成分が除去された後、第1の加減算器
9へ印加されるが、ここで、仮に、積分器13からの第
1の加減算器9への入力が零であるとすると、第1の加
減算器9の出力は、ループフィルタ8の出力信号そのも
のとなり、これが複素局部発振器10へ印加されること
となる。ここで、第1の加減算器9の出力信号をxとす
ると、このxは、複素局部発振器10の出力周波数に、
入力信号との位相差に応じた周波数差を与える要素とな
る。すなわち、入力信号とこの複素局部発振器10の出
力周波数との間に位相差Δωtがある場合、複素局部発
振器10の出力信号は、ei (Δω−ω) tと表されるもの
となるが、ここで、Δωは、Δω=βxと定まるように
なっている。なお、βは定数である。そして、この位相
差が零(Δωt=0)となるようにPLL位相同期部1
01が作用し、同期が確立したところで、複素局部発振
器10の出力周波数は、入力信号の周波数と一致するこ
ととなる。
The signal S4 is supplied to the loop filter 8
Is applied to the first adder / subtractor 9 after the unnecessary signal component is removed. If the input from the integrator 13 to the first adder / subtractor 9 is zero, The output of the adder / subtracter 9 of 1 becomes the output signal of the loop filter 8 itself, which is applied to the complex local oscillator 10. Here, assuming that the output signal of the first adder / subtractor 9 is x, this x corresponds to the output frequency of the complex local oscillator 10,
It is an element that gives a frequency difference according to the phase difference with the input signal. That is, when there is a phase difference Δωt between the input signal and the output frequency of the complex local oscillator 10, the output signal of the complex local oscillator 10 is expressed as e i (Δω−ω) t , Here, Δω is determined as Δω = βx. Here, β is a constant. Then, the PLL phase synchronization unit 1 sets the phase difference to zero (Δωt = 0).
When 01 operates and synchronization is established, the output frequency of the complex local oscillator 10 matches the frequency of the input signal.

【0018】一方、アークタンジェント回路7において
は、乗算器6の出力信号Aei ( 2 Δ ω+ 2 n Φ)についてア
ークタンジェントが演算される。すなわち、出力信号A
i ( 2 Δω+ 2 n Φ)の位相角が算出されるが、この算出結
果は、取りも直さず入力信号であるBPSK信号と複素
局部発振器10の出力信号の位相差に対応するものであ
り、この発明の実施の形態においては、2倍の位相差Δ
ωtが出力されて遅延回路11へ印加されるようになっ
ている。そして、第2の加減算器12においては、アー
クタンジェント回路7の出力信号とアークタンジェント
回路7の信号に遅延が施された信号との減算が行われる
結果、入力信号と複素局部発振器10の出力信号との周
波数誤差に対応する信号αΔω(但し、αは定数)が算
出されることとなる。ここで、先のヘテロダイン混合器
5、乗算器6及びアークタンジェント回路7に至る部分
は、いわば複素演算を行っている部分であり、アークタ
ンジェント回路7により求められる位相誤差は、複素演
算によるものであるので、第2の加減算器12におい
て、その位相誤差の差から求められる周波数誤差に対応
する信号αΔωは、従来のような実数による位相誤差に
基づく周波数誤差演算と異なり、その正負が、周波数が
高い方にずれているのか、低い方にずれているのかを表
すものとなっている。
On the other hand, in the arc tangent circuit 7,
Is the output signal Ae of the multiplier 6i ( Two Δ ω + Two n Φ)About
Arctangent is calculated. That is, the output signal A
ei ( Two Δω + Two n Φ)Is calculated.
The result is that the BPSK signal, which is the input signal,
It corresponds to the phase difference between the output signals of the local oscillator 10.
Therefore, in the embodiment of the present invention, a double phase difference Δ
ωt is output and applied to the delay circuit 11.
ing. Then, in the second adder / subtractor 12, the
Output signal of arctangent circuit 7 and arctangent
The signal of the circuit 7 is subtracted from the delayed signal.
As a result, the cycle between the input signal and the output signal of the complex local oscillator 10 is
The signal αΔω (where α is a constant) corresponding to the wave number error is calculated.
Will be issued. Where the heterodyne mixer
5. Multiplier 6 and arc tangent circuit 7
Is the part that performs complex operations, so to speak.
The phase error determined by the transient circuit 7 is
Therefore, the second adder / subtractor 12
Corresponding to the frequency error obtained from the difference between the phase errors
Signal αΔω is converted to a real phase error
Unlike the frequency error calculation based on
Indicates whether it is shifted to the higher side or to the lower side.
It has become something.

【0019】そして、第2の加減算器12からの信号α
Δωは、積分器13において積分されて周波数誤差が平
均化されるようになっている。この積分器13の積分時
定数は、S/N検出器3によって算出されるS/N比に
応じて変化されるものとなっており、S/Nが良好な場
合は短く、S/Nが悪い場合には長く設定されるように
なっている。この積分器13の出力信号は、第1の加減
算器9へ印加され、先に説明したループフィルタ8の出
力信号との減算が行われ、その演算結果としての出力信
号xが複素局部発振器10へ印加されることとなる。し
たがって、複素局部発振器10の出力信号と入力信号周
波数との周波数ずれは、積分器13による周波数誤差の
積分信号が、ループフィルタ8の出力信号に加味される
ことにより、さらに正確、確実に補正されることとな
る。
The signal α from the second adder / subtracter 12
Δω is integrated in the integrator 13 so that the frequency error is averaged. The integration time constant of the integrator 13 is changed in accordance with the S / N ratio calculated by the S / N detector 3. When the S / N is good, the integration time constant is short, and the S / N is small. If it is bad, it is set longer. The output signal of the integrator 13 is applied to the first adder / subtractor 9 and subtracted from the output signal of the loop filter 8 described above, and the output signal x as the operation result is sent to the complex local oscillator 10. Will be applied. Therefore, the frequency deviation between the output signal of the complex local oscillator 10 and the input signal frequency is more accurately and reliably corrected by adding the integrated signal of the frequency error by the integrator 13 to the output signal of the loop filter 8. The Rukoto.

【0020】このように、PLL位相同期部101によ
る位相同期引き込みに加えて、AFC部102による周
波数ずれの補正がなされるため、ループフィルタ8の帯
域を狭く設定することができることとなる。すなわち、
ループフィルタ8の帯域を狭くすることで、いわゆるロ
ックレンジが狭くなっても、AFC部102による周波
数ロック機能により、PLL位相同期部101のロック
レンジが狭いことが補償され、従来に比して確実な同期
引き込みがなされることとなる。特に、積分器13の積
分時定数の制御は、S/Nが悪いときには、積分時定数
が長くされてロック(同期確立)に要する時間が遅くな
る一方、S/Nが良いときには、積分時定数が短くされ
て早くロックされるように機能し、S/Nに応じた適切
なロック時間でロックがなされるようになっている。
As described above, since the frequency shift is corrected by the AFC unit 102 in addition to the phase lock-in by the PLL phase lock unit 101, the band of the loop filter 8 can be set narrow. That is,
By narrowing the band of the loop filter 8, even if the so-called lock range is narrowed, the frequency lock function of the AFC unit 102 compensates for the narrow lock range of the PLL phase synchronizing unit 101, which is more reliable than in the past. Synchronization is performed. In particular, the control of the integration time constant of the integrator 13 is such that when the S / N is poor, the integration time constant is lengthened and the time required for locking (establishing synchronization) is reduced, while when the S / N is good, the integration time constant is controlled. Is locked so as to be locked earlier, and is locked in an appropriate lock time according to the S / N.

【0021】一方、積分器13の出力信号は、正弦波信
号発生器14へ入力されることで、正弦波信号発生器1
4からは、周波数誤差の所定倍数を周波数とする正弦
波、すなわち、sin(mΔωt)と表される正弦波が出力さ
れることとなる。ここで、mは予め設定された定数であ
り、本発明の実施の形態においてはm=4と設定された
ものとなっている。勿論、mの値は、4以外であっても
良いものである。そして、この正弦波信号発生器14の
出力信号は、増幅器15により適宜なレベルに増幅され
スピーカ16に印加されることとなり、周波数誤差に応
じたビート音を聴取できることとなる。そして、上述の
ように入力信号がロックされた状態(同期状態)におい
ては、Δω=0となるため、スピーカ16からのビート
音は消滅することとなる。したがって、使用者は、無線
受信機の受信周波数調整用のダイヤル等を、スピーカ1
6からのビート音がなくなるように操作することで、無
線受信機によるBPSKの同調を極めて容易に、かつ、
確実に行うことができることとなる。
On the other hand, the output signal of the integrator 13 is input to the sine wave signal generator 14 so that the sine wave signal generator 1
From No. 4, a sine wave whose frequency is a predetermined multiple of the frequency error, that is, a sine wave represented by sin (mΔωt) is output. Here, m is a preset constant, and is set to m = 4 in the embodiment of the present invention. Of course, the value of m may be other than 4. The output signal of the sine wave signal generator 14 is amplified to an appropriate level by the amplifier 15 and applied to the speaker 16, so that a beat sound corresponding to the frequency error can be heard. In the state where the input signal is locked (synchronous state) as described above, Δω = 0, so that the beat sound from the speaker 16 disappears. Therefore, the user sets the dial for adjusting the receiving frequency of the wireless receiver or the like to the speaker 1.
By operating so that the beat sound from 6 disappears, the tuning of BPSK by the wireless receiver can be performed very easily and
It can be performed reliably.

【0022】なお、上述した発明の実施の形態において
は、入力信号をBPSK信号であるとして説明したが、
これに限定される必要はなく、他の形態のPSK信号、
例えば、QPSK信号であっても同様な動作を得ること
ができる。なお、この場合、乗算器6の出力は、もとの
QPSK信号の4乗となる。また、図1に示された構成
は、いわゆるハードウェアにより実現しても、また、ア
ナログ・ディジタル変換器1、増幅器15及びスピーカ
16を除いた部分を、DSP(Digital Signal Processo
r)によるソフトウェア処理によって実現しても、いずれ
でもよいものである。
In the above-described embodiment, the input signal is described as a BPSK signal.
It need not be limited to this, but other forms of PSK signals,
For example, a similar operation can be obtained with a QPSK signal. In this case, the output of the multiplier 6 is the fourth power of the original QPSK signal. Also, the configuration shown in FIG. 1 can be realized by so-called hardware, and a part excluding the analog / digital converter 1, the amplifier 15, and the speaker 16 can be replaced by a DSP (Digital Signal Processor).
It may be realized by software processing according to r) or any of them.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
位相誤差を複素演算により求め、その位相誤差を基に周
波数誤差を算出すると共に、その積分を行い周波数誤差
を拡大して可聴周波数のいわゆるビート音を生ずるよう
にしたので、S/N比の変動に関わらず、安定したビー
ト音の有無により同調したか否かを容易に判断でき、無
線受信機のチューニングによる同調の確認が容易、か
つ、確実に行えるという効果を奏するものである。特
に、積分時定数をS/N比に応じて変えるようにするこ
とで、S/N比が低い場合であっても、確実にビート音
を得ることができ、同調が容易となるという効果を奏す
るものである。
As described above, according to the present invention,
The phase error is obtained by a complex operation, the frequency error is calculated based on the phase error, and the frequency error is integrated to expand the frequency error so as to generate a so-called beat sound of an audible frequency. Irrespective of this, it is possible to easily determine whether or not tuning has been performed based on the presence or absence of a stable beat sound, and it is possible to easily and reliably confirm tuning by tuning the wireless receiver. In particular, by changing the integration time constant in accordance with the S / N ratio, the beat sound can be reliably obtained even when the S / N ratio is low, and the effect of easy tuning can be obtained. To play.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態におけるPSK同調確認装
置の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a PSK tuning confirmation device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4…信号複素化回路 5…ヘテロダイン混合器 6…乗算器 7…アークタンジェント回路 10…複素局部発振器 11…遅延回路 13…積分器 14…正弦波信号発生器 16…スピーカ DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Signal complexing circuit 5 ... Heterodyne mixer 6 ... Multiplier 7 ... Arc tangent circuit 10 ... Complex local oscillator 11 ... Delay circuit 13 ... Integrator 14 ... Sine wave signal generator 16 ... Speaker

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 無線搬送波により変調されたPSK信号
の無線受信機における同調を確認するためのPSK同調
確認方法であって、 前記無線受信機の低周波出力信号を基に、前記PSK信
号の位相誤差を複素演算により求め、当該位相誤差から
周波数誤差を求め、当該周波数誤差を積分して所定倍数
した可聴周波数信号を生成し、電気信号を音波信号に変
換する電気信号・音波変換手段に前記可聴周波数信号を
印加して電気信号・音波変換手段を鳴動せしめ、当該電
気信号・音波変換手段の鳴動が消滅したことをもって前
記無線受信機における前記PSK信号の同調が取れたと
判断することを特徴とするPSK同調確認方法。
1. A PSK tuning confirmation method for confirming the tuning of a PSK signal modulated by a radio carrier in a radio receiver, the method comprising: detecting a phase of the PSK signal based on a low-frequency output signal of the radio receiver. An error is obtained by a complex operation, a frequency error is obtained from the phase error, and the frequency error is integrated to generate an audio frequency signal multiplied by a predetermined multiple. A frequency signal is applied to make the electric signal / sound wave converter sound, and it is determined that the PSK signal has been tuned in the wireless receiver when the sound of the electric signal / sound wave converter has disappeared. PSK tuning confirmation method.
【請求項2】 入力されたPSK信号の位相誤差を複素
演算により算出する複素位相誤差検出手段と、 前記複素位相誤差検出手段の出力信号を基に周波数誤差
を求めると共に、当該周波数誤差を所定の積分時定数で
積分する周波数積分手段と、 前記周波数積分手段の出力信号の周波数に応じた可聴周
波数音を発生するビート音発生手段と、 を具備してなることを特徴とするPSK同調確認装置。
2. A complex phase error detecting means for calculating a phase error of an input PSK signal by a complex operation, a frequency error is obtained based on an output signal of the complex phase error detecting means, and the frequency error is determined by a predetermined value. A PSK tuning confirmation device comprising: frequency integration means for integrating with an integration time constant; and beat sound generation means for generating an audible frequency sound according to the frequency of an output signal of the frequency integration means.
【請求項3】 複素位相誤差検出手段は、入力されたP
SK信号を複素数化する信号複素化回路と、 外部から印加される制御信号に応じて、前記PSK信号
の位相誤差に応じた周波数の信号を、複素数の形態で発
生する複素局部発振器と、 前記信号複素化回路の出力信号と、前記複素局部発振器
の出力信号とのヘテロダイン混合を行うヘテロダイン混
合器と、 前記ヘテロダイン混合器の出力信号同士の乗算を行う乗
算器と、 前記乗算器の出力信号の虚数成分のみが印加されるルー
プフィルタと、 二つの入力端子を有し、その一方の入力端子には、前記
ループフィルタの出力信号が印加され、前記当該二つの
入力端子へ印加された二信号の加減算を行い、その演算
結果を前記複素局部発振器の制御信号として出力する第
1の加減算器と、 前記乗算器の出力信号のアークタンジェントを演算する
アークタンジェント回路とを具備してなり、 周波数積分手段は、前記アークタンジェント回路の出力
信号に遅延を施す遅延回路と、 前記アークタンジェント回路の出力信号と、前記遅延回
路の出力信号との加減算を行う第2の加減算器と、 前記第2の加減算器の出力信号を外部からの制御信号に
応じた積分時定数で積分する積分器とを具備してなり、
前記積分器の出力信号は、前記第1の加減算器の他方の
入力端子に印加されるよう構成され、 ビート音発生手段は、前記積分器の出力周波数の所定倍
数の正弦波信号を生成する正弦波信号発生器と、 前記正弦波信号発生器の出力信号を増幅する増幅器と、 前記増幅器の出力端子に接続されるスピーカとを具備し
てなることを特徴とする請求項1記載のPSK同調確認
装置。
3. The complex phase error detecting means receives the input P
A signal complexing circuit for converting the SK signal into a complex number; a complex local oscillator for generating a signal having a frequency corresponding to a phase error of the PSK signal in a complex number form according to a control signal applied from the outside; A heterodyne mixer that performs heterodyne mixing of an output signal of a complex circuit and an output signal of the complex local oscillator; a multiplier that multiplies output signals of the heterodyne mixer; and an imaginary number of an output signal of the multiplier A loop filter to which only the component is applied; and two input terminals. One of the input terminals receives the output signal of the loop filter, and adds and subtracts the two signals applied to the two input terminals. And a first adder / subtracter for outputting the operation result as a control signal of the complex local oscillator, and an arithmetic unit for calculating an arc tangent of the output signal of the multiplier. And a delay circuit for delaying the output signal of the arc tangent circuit; and adding and subtracting the output signal of the arc tangent circuit and the output signal of the delay circuit. A second adder / subtractor; and an integrator for integrating an output signal of the second adder / subtractor with an integration time constant according to an external control signal,
The output signal of the integrator is configured to be applied to the other input terminal of the first adder / subtractor, and the beat sound generating means generates a sine wave signal that generates a sine wave signal having a predetermined multiple of the output frequency of the integrator. The PSK tuning confirmation according to claim 1, comprising: a wave signal generator; an amplifier for amplifying an output signal of the sine wave signal generator; and a speaker connected to an output terminal of the amplifier. apparatus.
【請求項4】 入力されたPSK信号のS/N比を算出
し、当該算出されたS/N比を積分器における積分時定
数を定める制御信号として前記積分器へ出力するS/N
比算出手段を具備してなることを特徴とする請求項3記
載のPSK同調確認装置。
4. An S / N for calculating an S / N ratio of an input PSK signal and outputting the calculated S / N ratio to the integrator as a control signal for determining an integration time constant in the integrator.
4. The PSK tuning confirmation device according to claim 3, further comprising a ratio calculating means.
【請求項5】 S/N比算出手段は、アナログ入力され
たPSK信号をディジタル信号に変換するアナログ・デ
ィジタル変換器と、 前記アナログ・ディジタル変換器の出力信号に含まれる
前記PSK信号のみを通過せしめるバンドパスフィルタ
と、 前記アナログ・ディジタル変換器の出力信号の電力に対
する前記バンドパスフィルタの出力信号の電力の比をS
/N比として算出するS/N検出器と、 を具備してなることを特徴とする請求項4記載のPSK
同調確認装置。
5. An S / N ratio calculating means for converting an analog input PSK signal into a digital signal, and passing only the PSK signal included in the output signal of the analog / digital converter. And the ratio of the power of the output signal of the band-pass filter to the power of the output signal of the analog-to-digital converter is represented by S
The PSK according to claim 4, further comprising: an S / N detector that calculates the ratio as a / N ratio.
Synchronization confirmation device.
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