JP2002217995A - 搬送波再生回路および復調装置 - Google Patents

搬送波再生回路および復調装置

Info

Publication number
JP2002217995A
JP2002217995A JP2001010720A JP2001010720A JP2002217995A JP 2002217995 A JP2002217995 A JP 2002217995A JP 2001010720 A JP2001010720 A JP 2001010720A JP 2001010720 A JP2001010720 A JP 2001010720A JP 2002217995 A JP2002217995 A JP 2002217995A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
phase
phase error
axes
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001010720A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4307746B2 (ja
Inventor
Takashi Asahara
隆 淺原
Toshiharu Kojima
年春 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2001010720A priority Critical patent/JP4307746B2/ja
Publication of JP2002217995A publication Critical patent/JP2002217995A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4307746B2 publication Critical patent/JP4307746B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直交振幅変調において、従来よりも良好な誤
り率特性を実現することが可能な搬送波再生回路を得る
こと。 【解決手段】 本発明にかかる搬送波再生回路は、たと
えば、I−Q平面上のI,Q軸と45度の関係にある軸
上に位置する信号点とそれ以外の信号点とを識別するた
めに信号領域を分割し、受信信号の信号点が、どの信号
領域に属するかを判定する信号領域判定部170と、受
信信号の信号点がI,Q軸と45度の関係にある軸上の
信号点に対応した信号領域に属していないと判定された
場合に、当該I,Q軸と45度の関係を有するように、
当該受信信号の信号点の位相を回転させる信号制御部1
71と、信号制御部171出力の信号を用いて位相誤差
信号を算出する位相誤差算出部172と、位相誤差信号
を用いて搬送波信号を再生するループフィルタ部18お
よびディジタルVCO部19と、を備える構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信などに
適用可能な直交振幅変調(QAM:Quadratur
e Amplitude Modulation)を採
用する搬送波再生回路、およびこの搬送波再生回路を備
えた復調装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下、従来の搬送波再生回路について説
明する。近年、移動体通信などでは、ディジタル変復調
の研究開発が活発に行われている。特に、携帯電話や業
務用無線等の加入者は急速に増加しており、より多くの
加入者を収容できる移動体通信システムの開発が急がれ
ている。しかしながら、無線通信に利用できる周波数は
有限であるため、より多くの加入者を収容できる移動体
通信システムを実現するためには、単位周波数あたりの
情報伝送量を大きくすることが必要となる。したがっ
て、情報伝送量を大きくすることが可能な高効率変復調
装置の開発は、上記システム容量の増大に対する対策と
して不可欠な技術となる。なお、高効率変復調装置を実
現する方式の一つとして、QAMがあり、移動通信等へ
の適用が期待されている。
【0003】QAM信号を復調する復調装置に用いられ
る従来の搬送波再生回路としては、選択制御型のコスタ
スループ方式の回路が良く知られており、たとえば、
「選択制御形16QAM用搬送波再生回路」(堀川、斎
藤、信学論(B),J63−B,7,pp.692‐69
9(昭55−07))に開示されている。この搬送波再
生回路では、16QAMにおける受信信号点のうち、I
−Q平面上でI,Q軸と45°の関係にある軸上の受信
信号点、に対応した信号だけを用いて、搬送波の位相誤
差信号を生成している。
【0004】図9は、従来の受信信号点の選択制御の一
例を示す図である。図9に示すように、従来の方式で
は、16QAMにおける受信信号点のうち、I−Q平面
上のI,Q軸と45°の関係にある軸上の受信信号点、
に対応した信号だけを用いて位相誤差信号を生成してい
る。一方、I,Q軸と45°の関係にある軸上に位置し
ない受信信号点に対応した信号については、この信号を
そのまま位相誤差信号の生成に用いると位相誤差雑音が
増加するため、この信号を除去するように制御してい
る。すなわち、従来方式においては、I−Q平面上にお
ける全16点の受信信号点に対応した信号のうち、8点
の信号を用いて位相誤差信号を生成していることにな
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記、
従来の搬送波再生回路においては、たとえば、16QA
Mの場合、全16点の受信信号点に対応した信号のう
ち、8点の信号を用いて搬送波の位相誤差信号を生成し
ているため、搬送波の周波数オフセットなどが存在する
周波数引込過程において周波数引込時間が長くなる、と
いう問題があった。また、雑音などの影響による搬送波
位相のジッタを十分に低減することができず、誤り率特
性が劣化する、という問題があった。
【0006】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、搬送波の周波数オフセットなどが存在する周波数
引込過程において周波数引込時間の短縮を実現し、ま
た、従来よりも良好な誤り率特性を実現することが可能
な搬送波再生回路、およびこの搬送波再生回路を備えた
復調装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明にかかる搬送波再生回路
にあっては、直交振幅変調が行われた受信信号を搬送波
信号で検波することにより復調信号を得る復調装置に採
用され、たとえば、I−Q平面上のI,Q軸と45度の
関係にある軸上に位置する信号点とそれ以外の信号点と
を識別するために信号領域を分割し、前記受信信号の信
号点が、どの信号領域に属するかを判定する信号領域判
定手段(後述する実施の形態の信号領域判定部170に
相当)と、前記受信信号の信号点がI,Q軸と45度の
関係にある軸上の信号点に対応した信号領域に属してい
ないと判定された場合に、当該I,Q軸と45度の関係
を有するように、当該受信信号の信号点の位相を回転さ
せる信号制御手段(信号制御部171に相当)と、前記
信号制御手段出力の信号を用いて位相誤差信号を算出す
る位相誤差算出手段(位相誤差算出部172に相当)
と、前記位相誤差信号を用いて前記搬送波信号を再生す
る搬送波信号再生手段(ループフィルタ部18、ディジ
タルVCO部19に相当)と、を備えることを特徴とす
る。
【0008】つぎの発明にかかる搬送波再生回路にあっ
ては、さらに、前記信号領域判定手段による判定結果を
用いて、受信信号に応じた信頼度情報を計算する信頼度
情報計算手段(信頼度情報算出部173に相当)、を備
え、前記位相誤差算出手段は、前記信頼度情報に基づい
て、前記位相誤差信号に対して重み付け処理を行うこと
を特徴とする。
【0009】つぎの発明にかかる搬送波再生回路にあっ
ては、直交振幅変調が行われた受信信号を搬送波信号で
検波することにより復調信号を得る復調装置に採用さ
れ、たとえば、I−Q平面上のI,Q軸と45度の関係
にある軸上に位置する信号点とそれ以外の信号点とを識
別するために信号領域を分割し、前記受信信号の信号点
が、どの信号領域に属するかを判定する信号領域判定手
段(信号領域判定部170に相当)と、前記受信信号か
ら位相量を算出する位相量算出手段(位相変換部174
に相当)と、前記受信信号の信号点がI,Q軸と45度
の関係にある軸上の信号点に対応した信号領域に属して
いないと判定された場合に、当該I,Q軸と45度の関
係を有するように、前記位相量の加減算を行う位相制御
手段(位相制御部175に相当)と、前記位相制御手段
出力の信号を用いて位相誤差信号を算出する位相誤差算
出手段(位相誤算算出部172aに相当)と、前記位相
誤差信号を用いて前記搬送波信号を再生する搬送波信号
再生手段(ループフィルタ部18、ディジタルVCO部
19に相当)と、を備えることを特徴とする。
【0010】つぎの発明にかかる復調装置にあっては、
直交振幅変調が行われた受信信号を発振器が出力する正
弦波信号を用いてアナログ・ベースバンド信号に変換す
る周波数変換手段(乗算器11a,11b、π/2移相
器12、発振器13に相当)と、前記アナログ・ベース
バンド信号をディジタル・ベースバンド信号に変換する
アナログ/ディジタル変換手段(A/D14a,14b
に相当)と、前記ディジタル・ベースバンド信号に対し
て再生された搬送波信号に応じた位相回転処理を行う位
相回転手段(複素乗算部15に相当)と、位相回転後の
ディジタル・ベースバンド信号に対して所定のフィルタ
リング処理を行う波形整形手段(LPF16a,16b
に相当)と、波形整形後のディジタル・ベースバンド信
号を判定して復調信号を得る判定手段(データ判定部2
0に相当)と、I−Q平面上のI,Q軸と45度の関係
にある軸上に位置する信号点とそれ以外の信号点とを識
別するために信号領域を分割し、波形整形後のディジタ
ル・ベースバンド信号を用いて、受信信号の信号点が、
どの信号領域に属するかを判定する信号領域判定手段
と、受信信号の信号点がI,Q軸と45度の関係にある
軸上の信号点に対応した信号領域に属していないと判定
された場合に、当該I,Q軸と45度の関係を有するよ
うに、当該受信信号の信号点の位相を回転させる信号制
御手段と、前記信号制御手段出力の信号を用いて位相誤
差信号を算出する位相誤差算出手段と、前記位相誤差信
号を用いて搬送波信号を再生する搬送波信号再生手段
と、を備えることを特徴とする。
【0011】つぎの発明にかかる復調装置にあっては、
さらに、前記信号領域判定手段による判定結果を用い
て、受信信号に応じた信頼度情報を計算する信頼度情報
計算手段、を備え、前記位相誤差算出手段は、前記信頼
度情報に基づいて、前記位相誤差信号に対して重み付け
処理を行うことを特徴とする。
【0012】つぎの発明にかかる復調装置にあっては、
直交振幅変調が行われた受信信号を発振器が出力する正
弦波信号を用いてアナログ・ベースバンド信号に変換す
る周波数変換手段と、前記アナログ・ベースバンド信号
をディジタル・ベースバンド信号に変換するアナログ/
ディジタル変換手段と、前記ディジタル・ベースバンド
信号に対して再生された搬送波信号に応じた位相回転処
理を行う位相回転手段と、位相回転後のディジタル・ベ
ースバンド信号に対して所定のフィルタリング処理を行
う波形整形手段と、波形整形後のディジタル・ベースバ
ンド信号を判定して復調信号を得る判定手段と、I−Q
平面上のI,Q軸と45度の関係にある軸上に位置する
信号点とそれ以外の信号点とを識別するために信号領域
を分割し、波形整形後のディジタル・ベースバンド信号
を用いて、受信信号の信号点が、どの信号領域に属する
かを判定する信号領域判定手段と、波形整形後のディジ
タル・ベースバンド信号から位相量を算出する位相量算
出手段と、受信信号の信号点がI,Q軸と45度の関係
にある軸上の信号点に対応した信号領域に属していない
と判定された場合に、当該I,Q軸と45度の関係を有
するように、前記位相量の加減算を行う位相制御手段
と、前記位相制御手段出力の信号を用いて位相誤差信号
を算出する位相誤差算出手段と、前記位相誤差信号を用
いて搬送波信号を再生する搬送波信号再生手段と、を備
えることを特徴とする。
【0013】つぎの発明にかかる復調装置にあっては、
直交振幅変調が行われた受信信号を発振器が出力する正
弦波信号を用いてアナログ・ベースバンド信号に変換す
る周波数変換手段と、前記アナログ・ベースバンド信号
をディジタル・ベースバンド信号に変換するアナログ/
ディジタル変換手段と、前記ディジタル・ベースバンド
信号に対して所定のフィルタリング処理を行う波形整形
手段と、波形整形後のディジタル・ベースバンド信号に
対して再生された搬送波信号に応じた位相回転処理を行
う位相回転手段と、位相回転後のディジタル・ベースバ
ンド信号を判定して復調信号を得る判定手段と、I−Q
平面上のI,Q軸と45度の関係にある軸上に位置する
信号点とそれ以外の信号点とを識別するために信号領域
を分割し、位相回転後のディジタル・ベースバンド信号
を用いて、受信信号の信号点が、どの信号領域に属する
かを判定する信号領域判定手段と、受信信号の信号点が
I,Q軸と45度の関係にある軸上の信号点に対応した
信号領域に属していないと判定された場合に、当該I,
Q軸と45度の関係を有するように、当該受信信号の信
号点の位相を回転させる信号制御手段と、前記信号制御
手段出力の信号を用いて位相誤差信号を算出する位相誤
差算出手段と、前記位相誤差信号を用いて搬送波信号を
再生する搬送波信号再生手段と、を備えることを特徴と
する。
【0014】つぎの発明にかかる復調装置にあっては、
直交振幅変調が行われた受信信号を発振器が出力する正
弦波信号を用いてアナログ・ベースバンド信号に変換す
る周波数変換手段と、前記アナログ・ベースバンド信号
をディジタル・ベースバンド信号に変換するアナログ/
ディジタル変換手段と、前記ディジタル・ベースバンド
信号に対して所定のフィルタリング処理を行う波形整形
手段と、波形整形後のディジタル・ベースバンド信号を
判定して復調信号を得る判定手段と、I−Q平面上の
I,Q軸と45度の関係にある軸上に位置する信号点と
それ以外の信号点とを識別するために信号領域を分割
し、波形整形後のディジタル・ベースバンド信号を用い
て、受信信号の信号点が、どの信号領域に属するかを判
定する信号領域判定手段と、受信信号の信号点がI,Q
軸と45度の関係にある軸上の信号点に対応した信号領
域に属していないと判定された場合に、当該I,Q軸と
45度の関係を有するように、当該受信信号の信号点の
位相を回転させる信号制御手段と、前記信号制御手段出
力の信号を用いて位相誤差信号を算出する位相誤差算出
手段と、前記位相誤差信号を用いて前記発振器が出力す
る正弦波信号の周波数を調整する発振周波数調整手段
と、を備えることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる搬送波再
生回路および復調装置の実施の形態を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が
限定されるものではない。
【0016】実施の形態1.図1は、本発明にかかる復
調装置(搬送波再生回路を含む)の実施の形態1の構成
を示す図である。この復調装置では、16QAMによる
受信信号から搬送波信号を再生し、同期検波を行う。図
1において、11a,11bは乗算器であり、12はπ
/2移相器であり、13は発振器であり、14a,14
bはアナログ/ディジタル変換器(A/D)であり、1
5は複素乗算部であり、16a,16bは低域通過ろ波
器(LPF)であり、17は位相比較部であり、18は
ループフィルタ部であり、19はディジタルVCO部で
あり、20はデータ判定部である。また、位相比較部1
7において、170は信号領域判定部であり、171は
信号制御部であり、172は位相誤差算出部である。な
お、本実施の形態では、位相比較部17、ループフィル
タ部18、およびディジタルVCO部19で搬送波再生
回路を構成する。
【0017】ここで、上記復調装置の動作について説明
する。まず、発振器13では、受信IF信号の持つ搬送
波周波数とほぼ等しい周波数の正弦波信号を出力する。
π/2移相器12では、発振器13から出力された正弦
波信号の位相をπ/2ラジアンだけ移相させる。乗算器
11aでは、受信IF信号とπ/2移相器12から出力
された正弦波信号とを乗算し、Iチャネルのアナログ・
ベースバンド信号を出力する。一方、乗算器11bで
は、受信IF信号と発振器13から出力された正弦波信
号とを乗算し、Qチャネルのアナログ・ベースバンド信
号を出力する。
【0018】A/D14a,14bでは、Iチャネルお
よびQチャネルのアナログ・ベースバンド信号をある一
定時間間隔でサンプリングするとともに、そのサンプリ
ングされた信号の振幅値をディジタル値に変換し、変換
結果としてIチャネルおよびQチャネルのディジタル・
ベースバンド信号を出力する。複素乗算部15では、A
/D14a,14bから出力されたIチャネルおよびQ
チャネルのディジタル・ベースバンド信号と、後述する
ディジタルVCO部19から出力された信号と、を複素
乗算し、再生された搬送波信号に応じた位相回転処理を
行う。LPF16a,16bでは、複素乗算部15から
出力されたIチャネルおよびQチャネルのディジタル・
ベースバンド信号に対してナイキストフィルタなどによ
る波形整形(フィルタリング処理)を行う。
【0019】位相比較部17では、まず、信号領域判定
部170が、LPF16a,16bから出力されたIチ
ャネルおよびQチャネルのディジタル・ベースバンド信
号を用いて、受信信号の領域判定を行う。
【0020】図2は、受信信号の選択制御の一例を示す
図である。図2に示すように、16QAMでマッピング
されたI−Q平面上における信号点のうち、I,Q軸と
45°の関係にある軸上に位置する信号点とそれ以外の
信号点とを識別するために、受信信号レベルに関するし
きい値R1,R2を設定する。そして、受信信号レベル
がR1とR2との間の領域内にあるかどうかを判定し、
その領域にあると判定された場合は、さらに、その領域
が領域I、すなわち、 0°+90°×N≦θ<45°+90°×N(N=0,
1,2,3) にあるか、または、その領域が領域II、すなわち、 45°+90°×N≦θ<90°+90°×N(N=
0,1,2,3) にあるかを判定する。
【0021】たとえば、LPF16a,16bから出力
されたIチャネルおよびQチャネルのディジタル・ベー
スバンド信号をそれぞれRI,RQとすると、受信信号
が第1象限にある場合は、以下のように判定される。 R=(RI2+RQ21/2 R1<R<R2、かつRI>RQ>0 ⇒領域I R1<R<R2、かつRQ>RI>0 ⇒領域II
【0022】信号制御部171では、信号領域判定部1
70で判定された結果を用いて、受信信号に対する位相
回転制御を行う。すなわち、領域Iにあると判定された
場合には、その受信信号を、原点を中心として約+2
6.6°だけ位相回転し、領域IIにあると判定された場
合には、その受信信号を、原点を中心として約−26.
6°だけ位相回転する。また、それ以外の領域にあると
判定された場合には、位相回転制御は行わずにそのまま
出力する。たとえば、信号制御部171より出力された
IチャネルおよびQチャネルの信号をそれぞれRI’,
RQ’とすると、以下のように表すことができる。 領域I: RI’=RI×cos26.6°−RQ×sin26.
6° RQ’=RQ×cos26.6°+RI×sin26.
6° 領域II: RI’=RI×cos26.6°+RQ×sin26.
6° RQ’=RQ×cos26.6°−RI×sin26.
6° 上記以外の領域: RI’=RI RQ’=RQ
【0023】位相誤差算出部172では、信号制御部1
71から出力されたIチャネルおよびQチャネルの信号
に対して変調成分を除去し、位相誤差信号を算出する。
たとえば、位相誤差算出部172から出力される位相誤
差信号をPEとし、Sign[・]が括弧内の信号の符
号を表すものとすると、コスタスループ方式を用いた場
合、位相誤差信号PEは、(1)式のように表すことが
できる。 PE=(RQ’×Sign[RI’]−RI’×Sign[RQ’]) /(RI’2+RQ’21/2 (1)
【0024】ループフィルタ部18では、位相誤差算出
部172から算出された位相誤差信号をフィルタリング
処理することで雑音成分を低減するとともに、搬送波再
生ループの応答特性を決定する。ディジタルVCO部1
9では、ループフィルタ部18より出力された信号を巡
回積分することにより、ディジタル信号処理でアナログ
VCOと等価な動作を行う。
【0025】図3は、計算機シミュレーションによる搬
送波の周波数オフセットに対する周波数引込特性を示す
図である。図3では、搬送波周波数のオフセット量とし
て、0.05ラジアンに相当するオフセット量を与えて
いる。この図から、本実施の形態における周波数引込特
性は、従来方式と比較して、その周波数引込時間が約1
/2程度に短縮されていることがわかる。これは、従来
方式が、位相誤差信号を算出するために、I−Q平面上
のI,Q軸と45°の関係にある軸上の8個の受信信号
点のみを使用しているのに対し、本実施の形態1が、1
6個の受信信号点をすべて使用している(従来方式の2
倍に相当)ことに起因する。これにより、周波数引込時
のディジタルVCO制御量が大きくなるため収束速度が
速くなり、引込時間が短縮されることになる。
【0026】図4は、計算機シミュレーションによる誤
り率特性を示す図である。この図から、本実施の形態に
よる誤り率特性は、従来方式と比較して、その特性が改
善されていることがわかる。これは、上述したように、
従来方式よりも位相誤差信号を算出するために使用する
受信信号点の数が多いことに起因する。これにより、雑
音などの影響による搬送波位相のジッタ量の低減効果が
大きくなり、誤り率特性が改善される。
【0027】このように、実施の形態1においては、1
6QAMでマッピングされたI−Q平面上における信号
点のうち、I,Q軸と45°の関係にある軸上の受信信
号点以外の信号も、位相誤差算出のために利用する構成
とした。これにより、従来方式よりも周波数引込時間の
短縮を実現することができる。また、雑音などの影響に
よる搬送波位相のジッタ量を低減できるため、良好な誤
り率特性を実現することができる。なお、本実施の形態
では、位相誤差算出のためにコスタスループによる方式
を用いたが、これに限らず、たとえば、データ判定部2
0のデータ判定結果から変調成分を除去し位相誤差を算
出する逆変調方式を用いることとしてもよい。
【0028】実施の形態2.図5は、本発明にかかる復
調装置(搬送波再生回路を含む)の実施の形態2の構成
を示す図である。この復調装置では、前述の実施の形態
1と同様に、16QAMによる受信信号から搬送波信号
を再生し、同期検波を行う。図5において、17aは前
述の位相比較部17とは異なる位相比較部であり、17
3は信頼度情報算出部である。本実施の形態では、位相
比較部17a、ループフィルタ部18、およびディジタ
ルVCO部19で搬送波再生回路を構成する。なお、前
述の実施の形態1と同様の構成については、同一の符号
を付してその説明を省略する。
【0029】ここで、実施の形態2の復調装置の動作に
ついて説明する。ここでは、前述の実施の形態1と異な
る動作についてのみ説明する。信頼度情報算出部173
では、信号領域判定部170で計算された判定結果を用
いて、その受信信号に応じた信頼度情報を計算する。信
頼度情報としては、たとえば、以下のように、信号領域
に応じた信頼度情報W1,W2,W3を計算する。 0<R<R1 ⇒W1 R1<R<R2 ⇒W2 R2<R ⇒W3
【0030】位相誤差算出部172では、信頼度情報算
出部173で算出された信頼度情報に応じて位相誤差の
重み付け処理を行い、(2)式のように、位相誤差信号
PE’を算出する。 PE’=W×(RQ’×Sign[RI’]−RI’×Sign[RQ’]) /(RI’2+RQ’21/2 (2) ただし、WはW1、W2またはW3となる。
【0031】このように、実施の形態2においては、位
相誤差信号を算出するために、受信信号に応じた、言い
換えれば、受信C/N(搬送波対雑音電力比)に応じた
信頼度情報を算出し、当該信頼度情報に基づいた重み付
け処理を行う構成とした。これにより、信頼度に応じた
精度の高い位相誤差信号の算出が可能となるため、前述
の実施の形態1よりも周波数引込時間を短縮することが
できる。また、同様の理由により、前述の実施の形態1
よりも搬送波位相のジッタを低減することができる。
【0032】実施の形態3.図6は、本発明にかかる復
調装置(搬送波再生回路を含む)の実施の形態3の構成
を示す図である。この復調装置でも、先に説明した実施
の形態1および2と同様に、16QAMによる受信信号
から搬送波信号を再生し、同期検波を行う。図6におい
て、17bは先に説明した位相比較部17および17a
とは異なる位相比較部であり、172aは先に説明した
位相誤差算出部172とは異なる位相誤差算出部であ
り、174は位相変換部であり、175は位相制御部で
ある。本実施の形態では、位相比較部17b、ループフ
ィルタ部18、およびディジタルVCO部19で搬送波
再生回路を構成する。なお、先に説明した実施の形態1
または2と同様の構成については、同一の符号を付して
その説明を省略する。
【0033】ここで、実施の形態3の復調装置の動作に
ついて説明する。ここでは、先に説明した実施の形態1
と異なる動作についてのみ説明する。本実施の形態の位
相比較部17bでは、LPF16a,16bから出力さ
れたIチャネルおよびQチャネルのディジタル・ベース
バンド信号から位相量を計算し、その位相量を信号領域
判定部170の判定結果を用いて制御する。
【0034】具体的にいうと、位相変換部174では、
低域通過ろ波器(LPF)16a,16bから出力され
たIチャネルおよびQチャネルのディジタル・ベースバ
ンド信号RI,RQから、(3)式のように、位相量θ
を算出する。 θ=tan-1(RQ/RI) (3)
【0035】位相制御部175では、信号領域判定部1
70において受信信号が領域Iにあると判定された場合
に、位相変換部174で算出された位相量θに26.6
°を加算し、一方、受信信号が領域IIにあると判定され
た場合については、位相変換部174で算出された位相
量θから26.6°を減算する。また、それ以外の領域
にあると判定された場合には、位相変換部174で算出
された位相量θをそのまま出力する。すなわち、位相制
御部175から出力された信号をθ’とすると、θは以
下の(4)式,(5)式,(6)式のように表すことが
できる。 θ’=θ+26.6°(領域I) (4) θ’=θ−26.6°(領域II) (5) θ’=θ(上記以外の領域) (6)
【0036】位相誤差算出部172aでは、位相制御部
175から出力された信号に対して変調成分を除去し、
位相誤差信号を算出する。たとえば、位相誤差算出部1
72aから出力される位相誤差信号をPEとすると、P
Eは(7)式のように表すことができる。 PE=mod(θ´,90°)−45° (7) ただし、mod(x,y)は、x/yの剰余を表す。
【0037】このように、実施の形態3においては、受
信信号の制御を位相量のみを用いて行う構成とした。し
たがって、たとえば、位相変換部174における変換処
理を、ROM(Read Only Memory)等
によるテーブルを用いて実現すれば、受信信号の制御を
簡単な加減算で実現することができる。
【0038】実施の形態4.先に説明した実施の形態1
では、受信信号の位相を回転させる複素乗算部15をL
PF16a,16bの前段に配置していた。これに対し
て、実施の形態4では、複素乗算部15をLPF16
a、16bの後段に配置する。
【0039】図7は、本発明にかかる復調装置(搬送波
再生回路を含む)の実施の形態4の構成を示す図であ
る。この復調装置でも、先に説明した実施の形態1〜3
と同様に、16QAMによる受信信号から搬送波信号を
再生し、同期検波を行う。本実施の形態では、先に説明
した実施の形態1と同様に、位相比較部17、ループフ
ィルタ部18、およびディジタルVCO部19で搬送波
再生回路を構成する。なお、先に説明した実施の形態1
〜3と同様の構成については、同一の符号を付してその
説明を省略する。
【0040】受信信号の周波数オフセットがLPF16
a,16bの有する遮断周波数と比較して大きい場合に
は、実施の形態1のように、LPF16a,16bの前
段に複素乗算部15を配置し、周波数オフセットをLP
F16a,16bの前段で除去する必要がある。しかし
ながら、受信信号の周波数オフセットがLPF16a,
16bの有する遮断周波数と比較して十分小さい場合に
は、複素乗算部15をLPF16a,16bの後段に配
置することが可能である。
【0041】また、LPF16a,16bをFIR(F
inite Impulse Response)フィ
ルタなどで実現する場合、複素乗算部15をLPF16
a,16bの前段に配置すると、搬送波再生ループ内に
FIRフィルタによる大きな遅延が存在することになる
ため、周波数引込時間が長くなるなど、搬送波再生ルー
プの応答速度の低下が生じる。
【0042】そこで、本実施の形態では、複素乗算部1
5をLPF16a、16bの後段に配置し、複素乗算部
15から出力される復調信号を信号領域判定部170お
よび信号制御部171の入力とする。
【0043】このように、実施の形態4においては、複
素乗算部15をLPF16a,16bの後段に配置する
構成とした。これにより、実施の形態1と同様の効果が
得られるとともに、さらに、搬送波再生ループ内の遅延
量を小さくできるため、搬送波再生ループの応答速度を
速くすることができる。
【0044】実施の形態5.図8は、本発明にかかる復
調装置の実施の形態5の構成を示す図である。この復調
装置でも、先に説明した実施の形態1〜4と同様に、1
6QAMによる受信信号から搬送波信号を再生し、同期
検波を行う。図8において、21は電圧制御発振器(V
CO)である。なお、先に説明した実施の形態1〜4と
同様の構成については、同一の符号を付してその説明を
省略する。
【0045】本実施の形態では、VCO21にて発生さ
れる局部発振信号の周波数を変化させることにより、受
信信号の位相を回転させている。具体的にいうと、VC
O21では、ループフィルタ部18から出力されるフィ
ルタリング処理後の位相誤差信号を受け取り、その位相
誤差信号に応じて局部発振信号の周波数を調整する。
【0046】このように、実施の形態5において、局部
発振信号(VCO21出力)の周波数を変化させること
で受信信号の位相を回転させる構成とした。これによ
り、先に説明した実施の形態1と同様の効果が得られる
とともに、さらに、前述のディジタルVCO部19や複
素乗算部15を削除することができるため、H/W規模
の縮小やS/W演算量の低減を実現することができる。
【0047】
【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明によれ
ば、たとえば、16QAMでマッピングされたI−Q平
面上における信号点のうち、I,Q軸と45°の関係に
ある軸上の受信信号点以外の信号も、位相誤差算出のた
めに利用する構成とした。これにより、従来方式よりも
周波数引込時間を短縮することが可能な搬送波再生回路
を得ることができる、という効果を奏する。また、雑音
などの影響による搬送波位相のジッタ量を低減できるた
め、良好な誤り率特性を実現することが可能な搬送波再
生回路を得ることができる、という効果を奏する。
【0048】つぎの発明によれば、位相誤差信号を算出
するために、受信信号に応じた信頼度情報を算出し、当
該信頼度情報に基づいた重み付け処理を行う構成とし
た。これにより、信頼度に応じた精度の高い位相誤差信
号の算出が可能となるため、さらに周波数引込時間を短
縮することが可能な搬送波再生回路を得ることができ
る、という効果を奏する。また、同様の理由により、さ
らに搬送波位相のジッタを低減することが可能な搬送波
再生回路を得ることができる、という効果を奏する。
【0049】つぎの発明によれば、受信信号の制御を位
相量のみを用いて行う構成とした。これにより、受信信
号の制御を簡単な加減算で実現することが可能な搬送波
再生回路を得ることができる、という効果を奏する。
【0050】つぎの発明によれば、復調装置内の搬送波
再生回路が、たとえば、16QAMでマッピングされた
I−Q平面上における信号点のうち、I,Q軸と45°
の関係にある軸上の受信信号点以外の信号も、位相誤差
算出のために利用する構成とした。これにより、従来方
式よりも周波数引込時間を短縮することが可能な復調装
置を得ることができる、という効果を奏する。また、雑
音などの影響による搬送波位相のジッタ量を低減できる
ため、良好な誤り率特性を実現することが可能な復調装
置を得ることができる、という効果を奏する。
【0051】つぎの発明によれば、復調装置内の搬送波
再生回路が、位相誤差信号を算出するために、受信信号
に応じた信頼度情報を算出し、当該信頼度情報に基づい
た重み付け処理を行う構成とした。これにより、信頼度
に応じた精度の高い位相誤差信号の算出が可能となるた
め、さらに周波数引込時間を短縮することが可能な復調
装置を得ることができる、という効果を奏する。また、
同様の理由により、さらに搬送波位相のジッタを低減す
ることが可能な復調装置を得ることができる、という効
果を奏する。
【0052】つぎの発明によれば、復調装置内の搬送波
再生回路が、受信信号の制御を位相量のみを用いて行う
構成とした。これにより、受信信号の制御を簡単な加減
算で実現することが可能な復調装置を得ることができ
る、という効果を奏する。
【0053】つぎの発明によれば、位相回転手段を波形
整形手段の後段に配置する構成とした。これにより、さ
らに、搬送波再生ループ内の遅延量を小さくできるた
め、搬送波再生ループの応答速度を速くすることが可能
な復調装置を得ることができる、という効果を奏する。
【0054】つぎの発明によれば、局部発振信号の周波
数を変化させることで受信信号の位相を回転させる構成
とした。これにより、さらに、H/W規模の縮小やS/
W演算量の低減を実現することが可能な復調装置を得る
ことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる搬送波再生回路の実施の形態
1の構成を示す図である。
【図2】 受信信号の選択制御の一例を示す図である。
【図3】 計算機シミュレーションによる搬送波の周波
数オフセットに対する周波数引込特性を示す図である。
【図4】 計算機シミュレーションによる誤り率特性を
示す図である。
【図5】 本発明にかかる搬送波再生回路の実施の形態
2の構成を示す図である。
【図6】 本発明にかかる搬送波再生回路の実施の形態
3の構成を示す図である。
【図7】 本発明にかかる搬送波再生回路の実施の形態
4の構成を示す図である。
【図8】 本発明にかかる搬送波再生回路の実施の形態
5の構成を示す図である。
【図9】 従来の受信信号点の選択制御の一例を示す図
である。
【符号の説明】
11a,11b 乗算器、12 π/2移相器、13
発振器、14a,14b アナログ/ディジタル変換器
(A/D)、15 複素乗算部、16a,16b 低域
通過ろ波器(LPF)、17,17a,17b 位相比
較部、18 ループフィルタ部、19 ディジタルVC
O部、20 データ判定部、21 電圧制御発振器(V
CO)、170 信号領域判定部、171 信号制御
部、172,172a 位相誤差算出部、173 信頼
度情報算出部、174 位相変換部、175 位相制御
部。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直交振幅変調が行われた受信信号を搬送
    波信号で検波することにより復調信号を得る復調装置、
    に採用された搬送波再生回路において、 I−Q平面上のI,Q軸と45度の関係にある軸上に位
    置する信号点とそれ以外の信号点とを識別するために信
    号領域を分割し、前記受信信号の信号点が、どの信号領
    域に属するかを判定する信号領域判定手段と、 前記受信信号の信号点がI,Q軸と45度の関係にある
    軸上の信号点に対応した信号領域に属していないと判定
    された場合に、当該I,Q軸と45度の関係を有するよ
    うに、当該受信信号の信号点の位相を回転させる信号制
    御手段と、 前記信号制御手段出力の信号を用いて位相誤差信号を算
    出する位相誤差算出手段と、 前記位相誤差信号を用いて前記搬送波信号を再生する搬
    送波信号再生手段と、 を備えることを特徴とする搬送波再生回路。
  2. 【請求項2】 さらに、前記信号領域判定手段による判
    定結果を用いて、受信信号に応じた信頼度情報を計算す
    る信頼度情報計算手段、 を備え、 前記位相誤差算出手段は、前記信頼度情報に基づいて、
    前記位相誤差信号に対して重み付け処理を行うことを特
    徴とする請求項1に記載の搬送波再生回路。
  3. 【請求項3】 直交振幅変調が行われた受信信号を搬送
    波信号で検波することにより復調信号を得る復調装置、
    に採用された搬送波再生回路において、 I−Q平面上のI,Q軸と45度の関係にある軸上に位
    置する信号点とそれ以外の信号点とを識別するために信
    号領域を分割し、前記受信信号の信号点が、どの信号領
    域に属するかを判定する信号領域判定手段と、 前記受信信号から位相量を算出する位相量算出手段と、 前記受信信号の信号点がI,Q軸と45度の関係にある
    軸上の信号点に対応した信号領域に属していないと判定
    された場合に、当該I,Q軸と45度の関係を有するよ
    うに、前記位相量の加減算を行う位相制御手段と、 前記位相制御手段出力の信号を用いて位相誤差信号を算
    出する位相誤差算出手段と、 前記位相誤差信号を用いて前記搬送波信号を再生する搬
    送波信号再生手段と、 を備えることを特徴とする搬送波再生回路。
  4. 【請求項4】 直交振幅変調が行われた受信信号を発振
    器が出力する正弦波信号を用いてアナログ・ベースバン
    ド信号に変換する周波数変換手段と、 前記アナログ・ベースバンド信号をディジタル・ベース
    バンド信号に変換するアナログ/ディジタル変換手段
    と、 前記ディジタル・ベースバンド信号に対して再生された
    搬送波信号に応じた位相回転処理を行う位相回転手段
    と、 位相回転後のディジタル・ベースバンド信号に対して所
    定のフィルタリング処理を行う波形整形手段と、 波形整形後のディジタル・ベースバンド信号を判定して
    復調信号を得る判定手段と、 I−Q平面上のI,Q軸と45度の関係にある軸上に位
    置する信号点とそれ以外の信号点とを識別するために信
    号領域を分割し、波形整形後のディジタル・ベースバン
    ド信号を用いて、受信信号の信号点が、どの信号領域に
    属するかを判定する信号領域判定手段と、 受信信号の信号点がI,Q軸と45度の関係にある軸上
    の信号点に対応した信号領域に属していないと判定され
    た場合に、当該I,Q軸と45度の関係を有するよう
    に、当該受信信号の信号点の位相を回転させる信号制御
    手段と、 前記信号制御手段出力の信号を用いて位相誤差信号を算
    出する位相誤差算出手段と、 前記位相誤差信号を用いて搬送波信号を再生する搬送波
    信号再生手段と、 を備えることを特徴とする復調装置。
  5. 【請求項5】 さらに、前記信号領域判定手段による判
    定結果を用いて、受信信号に応じた信頼度情報を計算す
    る信頼度情報計算手段、 を備え、 前記位相誤差算出手段は、前記信頼度情報に基づいて、
    前記位相誤差信号に対して重み付け処理を行うことを特
    徴とする請求項4に記載の復調装置。
  6. 【請求項6】 直交振幅変調が行われた受信信号を発振
    器が出力する正弦波信号を用いてアナログ・ベースバン
    ド信号に変換する周波数変換手段と、 前記アナログ・ベースバンド信号をディジタル・ベース
    バンド信号に変換するアナログ/ディジタル変換手段
    と、 前記ディジタル・ベースバンド信号に対して再生された
    搬送波信号に応じた位相回転処理を行う位相回転手段
    と、 位相回転後のディジタル・ベースバンド信号に対して所
    定のフィルタリング処理を行う波形整形手段と、 波形整形後のディジタル・ベースバンド信号を判定して
    復調信号を得る判定手段と、 I−Q平面上のI,Q軸と45度の関係にある軸上に位
    置する信号点とそれ以外の信号点とを識別するために信
    号領域を分割し、波形整形後のディジタル・ベースバン
    ド信号を用いて、受信信号の信号点が、どの信号領域に
    属するかを判定する信号領域判定手段と、 波形整形後のディジタル・ベースバンド信号から位相量
    を算出する位相量算出手段と、 受信信号の信号点がI,Q軸と45度の関係にある軸上
    の信号点に対応した信号領域に属していないと判定され
    た場合に、当該I,Q軸と45度の関係を有するよう
    に、前記位相量の加減算を行う位相制御手段と、 前記位相制御手段出力の信号を用いて位相誤差信号を算
    出する位相誤差算出手段と、 前記位相誤差信号を用いて搬送波信号を再生する搬送波
    信号再生手段と、 を備えることを特徴とする復調装置。
  7. 【請求項7】 直交振幅変調が行われた受信信号を発振
    器が出力する正弦波信号を用いてアナログ・ベースバン
    ド信号に変換する周波数変換手段と、 前記アナログ・ベースバンド信号をディジタル・ベース
    バンド信号に変換するアナログ/ディジタル変換手段
    と、 前記ディジタル・ベースバンド信号に対して所定のフィ
    ルタリング処理を行う波形整形手段と、 波形整形後のディジタル・ベースバンド信号に対して再
    生された搬送波信号に応じた位相回転処理を行う位相回
    転手段と、 位相回転後のディジタル・ベースバンド信号を判定して
    復調信号を得る判定手段と、 I−Q平面上のI,Q軸と45度の関係にある軸上に位
    置する信号点とそれ以外の信号点とを識別するために信
    号領域を分割し、位相回転後のディジタル・ベースバン
    ド信号を用いて、受信信号の信号点が、どの信号領域に
    属するかを判定する信号領域判定手段と、 受信信号の信号点がI,Q軸と45度の関係にある軸上
    の信号点に対応した信号領域に属していないと判定され
    た場合に、当該I,Q軸と45度の関係を有するよう
    に、当該受信信号の信号点の位相を回転させる信号制御
    手段と、 前記信号制御手段出力の信号を用いて位相誤差信号を算
    出する位相誤差算出手段と、 前記位相誤差信号を用いて搬送波信号を再生する搬送波
    信号再生手段と、 を備えることを特徴とする復調装置。
  8. 【請求項8】 直交振幅変調が行われた受信信号を発振
    器が出力する正弦波信号を用いてアナログ・ベースバン
    ド信号に変換する周波数変換手段と、 前記アナログ・ベースバンド信号をディジタル・ベース
    バンド信号に変換するアナログ/ディジタル変換手段
    と、 前記ディジタル・ベースバンド信号に対して所定のフィ
    ルタリング処理を行う波形整形手段と、 波形整形後のディジタル・ベースバンド信号を判定して
    復調信号を得る判定手段と、 I−Q平面上のI,Q軸と45度の関係にある軸上に位
    置する信号点とそれ以外の信号点とを識別するために信
    号領域を分割し、波形整形後のディジタル・ベースバン
    ド信号を用いて、受信信号の信号点が、どの信号領域に
    属するかを判定する信号領域判定手段と、 受信信号の信号点がI,Q軸と45度の関係にある軸上
    の信号点に対応した信号領域に属していないと判定され
    た場合に、当該I,Q軸と45度の関係を有するよう
    に、当該受信信号の信号点の位相を回転させる信号制御
    手段と、 前記信号制御手段出力の信号を用いて位相誤差信号を算
    出する位相誤差算出手段と、 前記位相誤差信号を用いて前記発振器が出力する正弦波
    信号の周波数を調整する発振周波数調整手段と、 を備えることを特徴とする復調装置。
JP2001010720A 2001-01-18 2001-01-18 搬送波再生回路および復調装置 Expired - Fee Related JP4307746B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001010720A JP4307746B2 (ja) 2001-01-18 2001-01-18 搬送波再生回路および復調装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001010720A JP4307746B2 (ja) 2001-01-18 2001-01-18 搬送波再生回路および復調装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002217995A true JP2002217995A (ja) 2002-08-02
JP4307746B2 JP4307746B2 (ja) 2009-08-05

Family

ID=18877983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001010720A Expired - Fee Related JP4307746B2 (ja) 2001-01-18 2001-01-18 搬送波再生回路および復調装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4307746B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014175991A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Fujitsu Ltd 周波数誤差推定装置及び方法、周波数誤差補償装置、並びに、光受信機
JP2015154137A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 パナソニック株式会社 位相回転補正方法及び位相回転補正装置
JP2015162863A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 国立大学法人 大分大学 光位相同期回路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014175991A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Fujitsu Ltd 周波数誤差推定装置及び方法、周波数誤差補償装置、並びに、光受信機
US9559785B2 (en) 2013-03-12 2017-01-31 Fujitsu Limited Frequency error estimating apparatus and method, frequency error compensating apparatus, and optical receiver
JP2015154137A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 パナソニック株式会社 位相回転補正方法及び位相回転補正装置
JP2015162863A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 国立大学法人 大分大学 光位相同期回路

Also Published As

Publication number Publication date
JP4307746B2 (ja) 2009-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3436372B2 (ja) デュアルモードディジタルfm通信システム
JP2008530951A (ja) 予め符号化された部分応答信号用の復調器および受信器
JPH0621992A (ja) 復調器
WO1996005652A1 (en) Communication device with efficient multi-level digital demodulator
JP2002217995A (ja) 搬送波再生回路および復調装置
Nolan et al. Signal space based adaptive modulation for software radio
JPH11331291A (ja) 自動利得制御方法および自動利得制御を備えた復調装置
Nolan et al. Modulation scheme recognition techniques for software radio on a general purpose processor platform
CN110071891B (zh) 基于ce-ofdm技术的相位解调方法、装置及系统
JP3552183B2 (ja) 搬送波再生方法および装置
US7457375B2 (en) Timing extractor, timing extraction method, and demodulator having the timing extractor
JP3148090B2 (ja) Ofdm信号同期復調器
JP2000188580A (ja) Ofdm受信装置
JP3169755B2 (ja) デジタル位相変調信号を復調する方法及び装置
JP3088892B2 (ja) データ受信装置
JP2001007875A (ja) 直交検波受信機における復調方法及び復調回路
JP2996167B2 (ja) 自動周波数制御装置
JP4039824B2 (ja) 位相検出装置
JP3633174B2 (ja) 同期検波復調装置
JP3419658B2 (ja) ディジタル無線通信用復調装置
JP2003152817A (ja) 受信機及びその搬送波再生方法
JPH1075275A (ja) コスタスループ搬送波再生回路
JP3948907B2 (ja) 位相検出装置
KR100246619B1 (ko) 고속 디지털 가입자 선로의 상향 링크용 디지털 복조 장치
JP3737592B2 (ja) 4値fsk復調回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060606

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060714

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060808

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061004

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20061013

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20061110

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090318

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090430

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130515

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140515

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees