JP2003309613A - Clock phase control method - Google Patents

Clock phase control method

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JP2003309613A
JP2003309613A JP2002112982A JP2002112982A JP2003309613A JP 2003309613 A JP2003309613 A JP 2003309613A JP 2002112982 A JP2002112982 A JP 2002112982A JP 2002112982 A JP2002112982 A JP 2002112982A JP 2003309613 A JP2003309613 A JP 2003309613A
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JP
Japan
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determination
phase
clock
value
timing
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JP2002112982A
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Japanese (ja)
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Yasuhide Tanaka
康英 田中
Kazuhiro Abe
一博 阿部
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an advance/delay decision less dependent on the layout/ number of signal points with little characteristics deterioration. <P>SOLUTION: A weighted means over a demodulated signal value or its decision value at a decision timing t1 and a demodulated signal value or its decision value at the next decision timing t3 is obtained to set up a phase decision threshold to be compared with a demodulated signal value at an intermediate timing t2. This decision threshold uses no fixed set threshold for deciding the phase and hence does not cause characteristics deterioration due to an amplitude error or a center signal level offset. Even the increase in the number of signal points does not complicate the decision condition, this facilitating embodiments and easily dealing with various modulation systems. This ensures a sufficient phase decision executing frequency. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、多値QAM(Quad
rature Ampliude Modulation)復調器等において実行さ
れるクロック位相制御方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to multi-valued QAM (Quad
rature Ampliude Modulation) A clock phase control method executed in a demodulator or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3に、QAM復調器の一例構成を示
す。この図に示す復調器は、多値QAM方式により変調
された信号を送受信する通信システム向けの受信機等に
て使用される復調器である。この復調器は、同相(I)
及び直交(Q)の各成分に対応する回路系統を有してい
る。各回路系統は、ミキサ10、LPF16、A/D変
換器18及び検波器20を縦続接続した構成を有してい
る。ミキサ10は受信信号と局部発振信号とを混合し、
LPF16は対応するミキサ10の出力を低域通過濾波
し、A/D変換器18は対応するLPF16の出力をA
/D変換し、検波器20は対応するA/D変換器18の
出力を判定クロックに従い符号判定する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an example configuration of a QAM demodulator. The demodulator shown in this figure is a demodulator used in a receiver or the like for a communication system that transmits and receives a signal modulated by a multilevel QAM method. This demodulator has in-phase (I)
And a circuit system corresponding to each component of the quadrature (Q). Each circuit system has a configuration in which the mixer 10, the LPF 16, the A / D converter 18, and the detector 20 are connected in cascade. The mixer 10 mixes the received signal and the local oscillation signal,
The LPF 16 low-pass filters the output of the corresponding mixer 10, and the A / D converter 18 outputs the output of the corresponding LPF 16 to A
After the D / D conversion, the detector 20 determines the sign of the output of the corresponding A / D converter 18 according to the determination clock.

【0003】これらの回路系統に加え、図示した復調器
は、局部発振器12、π/2移相器14、クロック再生
部22及びP/S変換器30を備えている。局部発振器
12は所定周波数で発振することにより局部発振信号を
発生させる。π/2移相器14は、I成分に係るミキサ
10Iに供給される局部発振信号と、Q成分に係るミキ
サ10Qに供給される局部発振信号との間に、π/2
[rad]の位相差が生じるよう、局部発振器12の出
力を移相・分配する。クロック再生部22は、検波器2
0I,20Qの出力から判定クロックを再生し、P/S
変換器30は、検波器20I,20Qの出力をパラレル
/シリアル変換しその結果である受信データを出力す
る。
In addition to these circuit systems, the illustrated demodulator includes a local oscillator 12, a π / 2 phase shifter 14, a clock recovery unit 22 and a P / S converter 30. The local oscillator 12 generates a local oscillation signal by oscillating at a predetermined frequency. The π / 2 phase shifter 14 has a π / 2 between the local oscillation signal supplied to the mixer 10I for the I component and the local oscillation signal supplied to the mixer 10Q for the Q component.
The output of the local oscillator 12 is phase-shifted / distributed so that a phase difference of [rad] is generated. The clock recovery unit 22 includes the detector 2
The judgment clock is regenerated from the output of 0I and 20Q, and P / S
The converter 30 performs parallel / serial conversion on the outputs of the wave detectors 20I and 20Q and outputs the reception data as a result.

【0004】クロック再生部22は、クロック再生位相
検出部24、LPF26及び電圧制御発振回路28から
構成されている。クロック再生位相検出部24は、検波
器20I,20Qの出力から電圧制御発振回路28にお
ける発振位相制御誤差即ちクロック位相を検出・判定
し、その結果に応じた電圧を出力する。LPF26は、
クロック再生位相検出部24の出力電圧を低域通過濾波
する。電圧制御発振回路28は、LPF26を介して与
えられるクロック再生位相検出部24の出力電圧に応じ
た位相で発振し、その発振出力を判定クロックとして検
波器20I,20Qに供給する。判定クロックのタイミ
ングが理想的なタイミング(信号点の位置)からずれて
いると符号を好適に判定できないため、クロック再生部
22によるクロック再生、中でもクロック再生位相検出
部22による検出・判定動作を的確に行うことが重要で
ある。
The clock reproduction section 22 is composed of a clock reproduction phase detection section 24, an LPF 26 and a voltage controlled oscillation circuit 28. The clock reproduction phase detection unit 24 detects and determines an oscillation phase control error, that is, a clock phase in the voltage control oscillation circuit 28 from the outputs of the detectors 20I and 20Q, and outputs a voltage according to the result. LPF26 is
The output voltage of the clock recovery phase detector 24 is low pass filtered. The voltage controlled oscillator circuit 28 oscillates in a phase according to the output voltage of the clock reproduction phase detector 24 given through the LPF 26, and supplies the oscillation output to the detectors 20I and 20Q as a determination clock. If the timing of the judgment clock is deviated from the ideal timing (the position of the signal point), the code cannot be judged appropriately. Therefore, the clock reproduction by the clock reproduction unit 22, especially the detection / judgment operation by the clock reproduction phase detection unit 22 is properly performed. It is important to do so.

【0005】図4及び図5に、16QAM復調時を例と
して、従来におけるクロック再生位相検出部24の動作
の流れ及びタイミングを示す。この従来技術は、特許第
2949996号に記載されている技術を適宜変形応用
したものであるので、詳細については当該特許を参照さ
れたい。ここでは、本発明と関連する部分についてかい
つまみ説明する。
FIGS. 4 and 5 show the flow and timing of the operation of the conventional clock recovery phase detector 24, taking 16QAM demodulation as an example. This prior art is a modification and application of the technology described in Japanese Patent No. 2949996, so refer to that patent for details. Here, the parts related to the present invention will be briefly described.

【0006】この従来技術では、符号判定のためのしき
い値だけでなくそれらの中間の値を有するしきい値を使
用する。図5中、しきい値(1),(3),(5)が符
号判定のためのしきい値である。遅れ/進み検出のため
のしきい値(2)はしきい値(1)としきい値(3)
の、同じく遅れ/進み検出のためのしきい値(4)はし
きい値(3)としきい値(5)の中間の値を有するしき
い値である。また、ここで想定している変調方式は16
QAMであり、16QAMではI,Qそれぞれの成分値
が4通りの値(例えば+3,+1,−1,−3)を採り
うる(4×4=16)ため、符号判定しきい値は
(1),(3),(5)の3通り必要であり、位相判定
しきい値(後述)はこれら3通りの符号判定しきい値と
その中間にある遅れ/進み検出しきい値(2),(4)
とを含め5個生じる。
In this prior art, not only a threshold value for code judgment but also a threshold value having an intermediate value therebetween is used. In FIG. 5, thresholds (1), (3), and (5) are thresholds for code determination. The threshold (2) for detecting the delay / advance is the threshold (1) and the threshold (3)
Similarly, the threshold value (4) for detecting the delay / advance is a threshold value having an intermediate value between the threshold value (3) and the threshold value (5). The modulation method assumed here is 16
QAM, and in 16QAM, the I and Q component values can take four values (for example, +3, +1, -1, -3) (4 x 4 = 16), so the code determination threshold value is (1 ), (3), and (5) are required, and the phase determination threshold value (described later) is these three types of code determination threshold values and the delay / advance detection threshold value (2), which is in between. (4)
There will be five, including and.

【0007】また、この従来技術では、クロック再生位
相検出部24が、時間軸上で隣接した判定タイミング同
士の中間に位置するタイミング(以下「中間タイミン
グ」)における復調信号値を、上掲のしきい値と比較し
て、クロック位相が進みか遅れかを判定し、その結果に
応じて電圧制御発振回路28の制御電圧を発生させる。
図5に示した例では、判定クロックの立ち上がりタイミ
ングt1,t3,t5,t7…が判定タイミングとして
使用されており、その中間に位置する立ち下がりタイミ
ングt2=(t1+t3)/2,t4=(t3+t5)
/2,t6=(t5+t7)/2…が中間タイミングと
して使用されている。
Further, in this prior art, the clock recovery phase detecting section 24 shows the demodulated signal value at the timing (hereinafter referred to as "intermediate timing") located in the middle of the adjacent determination timings on the time axis. It is determined whether the clock phase is advanced or delayed by comparing with the threshold value, and the control voltage of the voltage controlled oscillator circuit 28 is generated according to the result.
In the example shown in FIG. 5, rising timings t1, t3, t5, t7 ... )
/ 2, t6 = (t5 + t7) / 2 ... Is used as the intermediate timing.

【0008】図4に示すように、クロック再生位相検出
部24は、逐次到来する判定タイミング及び中間タイミ
ングにおける復調信号値を取り込み、保持する(40
1)。クロック再生位相検出部24は、判定タイミング
における復調信号値を符号判定しきい値と比較すること
により(402)、符号の判定値を得る。クロック再生
位相検出部24は、更に、時間軸上で隣接する2個の判
定タイミングにおける判定値に基づき、しきい値(1)
〜(5)のなかから、それら2個の判定タイミングによ
り挟まれている中間タイミングにおける復調信号値の比
較相手となるしきい値即ち位相判定しきい値を選択する
(403)。クロック再生位相検出部24は、その中間
タイミングにおける復調信号値を選択された位相判定し
きい値と比較する一方、その中間タイミングを挟む隣接
した2個の判定タイミングにかけての判定値変化傾向を
判別し、その結果を総合することによって、時間軸上に
おける信号点の位置に対して判定タイミングが進みか遅
れか、即ちクロック位相が進みか遅れかを検出する(4
04)。クロック再生位相検出部24は、その結果に応
じて、かつ検出された進み/遅れがうち消される方向に
クロック位相が補正されるよう、電圧制御発振回路28
に対する制御電圧を発生させる。
As shown in FIG. 4, the clock recovery phase detector 24 fetches and holds the demodulated signal values at the determination timing and the intermediate timing that sequentially arrive (40).
1). The clock reproduction phase detection unit 24 obtains the code determination value by comparing the demodulated signal value at the determination timing with the code determination threshold value (402). The clock recovery phase detector 24 further sets the threshold value (1) based on the determination values at two determination timings adjacent to each other on the time axis.
From (5) to (5), a threshold value, that is, a phase determination threshold value, which is a comparison partner of the demodulated signal value at the intermediate timing sandwiched by these two determination timings, is selected (403). The clock recovery phase detection unit 24 compares the demodulated signal value at the intermediate timing with the selected phase determination threshold value, and determines the determination value change tendency between two adjacent determination timings sandwiching the intermediate timing. By combining the results, it is detected whether the determination timing is advanced or delayed with respect to the position of the signal point on the time axis, that is, whether the clock phase is advanced or delayed (4
04). The clock recovery phase detection unit 24 adjusts the clock phase according to the result so that the detected phase advance / delay is canceled out.
Generate a control voltage for.

【0009】図5に示した復調信号波形を例として述べ
ると、判定タイミングt1,t3,t5,t7…におけ
る判定値は「+3」「−3」「−1」「+3」…にな
る。そのため、中間タイミングt2,t4,t6…につ
いての位相判定しきい値は、それぞれ、「+3」と「−
3」の中間に位置するしきい値(3)、「−3」と「−
1」の中間に位置するしきい値(5)、「−1」と「+
3」の中間に位置するしきい値(2)となる。中間タイ
ミングt2,t4,t6…における復調信号値は、それ
ぞれ、しきい値(3)より大きく、しきい値(5)より
小さく、しきい値(2)より小さい。また、判定タイミ
ングt1からt3,t3からt5,t5からt7…にか
けての判定値変化は、順に、減、増、増である。ステッ
プ404では、その前後の判定タイミングt1,t3間
での判定値変化が負であり復調信号値が位相判定しきい
値より大きいため、中間タイミングt2については「進
み」と判定する。また、その前後の判定タイミングt
3,t5間での判定値変化が正であり復調信号値が位相
判定しきい値より小さいため、中間タイミングt4につ
いて「進み」と判定する。中間タイミングt6について
も同じ論理で「進み」と判定する。即ち、判定タイミン
グ間での判定値変化分の正負と、中間タイミングにおけ
る復調信号値の位相判定しきい値に対する正負とが、一
致していなければ「進み」、一致していれば「遅れ」と
判定する。
Taking the demodulated signal waveform shown in FIG. 5 as an example, the judgment values at the judgment timings t1, t3, t5, t7 ... Become "+3""-3""-1""+3". Therefore, the phase determination threshold values for the intermediate timings t2, t4, t6 ... Are “+3” and “−”, respectively.
The threshold value (3) located in the middle of "3", "-3" and "-"
Threshold value (5) located in the middle of "1", "-1" and "+"
The threshold value (2) is located in the middle of "3". The demodulated signal values at the intermediate timings t2, t4, t6 ... Are respectively larger than the threshold value (3), smaller than the threshold value (5) and smaller than the threshold value (2). Further, the change in the judgment value from the judgment timing t1 to t3, t3 to t5, t5 to t7 ... Is decreasing, increasing, and increasing in order. In step 404, since the change in the judgment value between the judgment timings t1 and t3 before and after that is negative and the demodulated signal value is larger than the phase judgment threshold value, it is judged to be "advance" at the intermediate timing t2. Also, the determination timing t before and after that
Since the change of the judgment value between 3 and t5 is positive and the demodulated signal value is smaller than the phase judgment threshold value, it is judged as "advance" at the intermediate timing t4. The same logic is used to determine “advance” for the intermediate timing t6. That is, the positive / negative sign of the change in the judgment value between the judgment timings and the positive / negative sign of the demodulation signal value at the intermediate timing with respect to the phase judgment threshold value are “advance”, and if they are the same, “delay”. judge.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように、前掲の特
許に記載されている従来技術によれば、中間タイミング
における復調信号値についてのしきい値判定と、それを
挟む判定タイミング間での判定値増減傾向の検出とを行
い、その結果に基づき論理判断することにより、クロッ
ク位相の進み/遅れを判別検出していた。しかしなが
ら、この方法には、次のように、信号点の個数が多いと
しきい値の個数が多くなってしまい「進み」「遅れ」の
判定が困難になる、汎用性設計に耐えられず開発コスト
がかさむ、振幅利得誤差・中心信号レベルオフセットに
よる特性劣化を免れ得ない等の問題点がある。
As described above, according to the conventional technique described in the above-mentioned patent, the threshold value determination for the demodulated signal value at the intermediate timing and the determination between the determination timings sandwiching the threshold value determination are performed. By detecting the value increase / decrease tendency and making a logical judgment based on the result, the advance / delay of the clock phase is discriminated and detected. However, in this method, if the number of signal points is large, the number of threshold values becomes large and it becomes difficult to judge “advance” or “delay” as follows. However, there are problems in that it is unavoidable and the characteristic deterioration due to amplitude gain error and center signal level offset cannot be avoided.

【0011】先に掲げた例は変調方式として16QAM
を想定していたため、3通りの符号判定しきい値とその
間にある2通りの遅れ/進み検出しきい値とを含め合計
5通りの位相判定しきい値を準備すればよかった。しか
し、一般に、2nQAM(n:2以上の自然数)を考え
ると、I,Q各成分について、それぞれ、n−1通りの
符号判定しきい値とその間にあるn−2通りの遅れ/進
み検出しきい値とを含め2n−3通りの位相判定しきい
値が必要になる。従ってnの増大につれ位相判定しきい
値の個数も多くなり、それらをよぎるパスの種類も多く
なり、位相判定時の条件分岐数も多くなる。また、信号
点の個数・配置が異なる複数通りの変調方式に対応可能
な復調器即ち汎用性の高い復調器を設計しようとして
も、当該複数通りの変調方式に対応できるよう位相判定
しきい値を準備する必要が生じるため、そのような設計
は困難であるか又は多くの開発コストが必要になる。そ
して、符号判定しきい値やその中間の遅れ/進み検出し
きい値を位相判定しきい値として利用しているため、ク
ロック再生位相検出部24におけるしきい値比較の段階
で所期振幅に対する信号振幅の誤差が残存していると、
或いは中心信号レベルオフセット(IQ平面の原点のず
れ)が残存していると、クロック位相の「進み」「遅
れ」に関する誤判定が生じてしまう。
The example given above is 16QAM as the modulation method.
Therefore, it is sufficient to prepare a total of five types of phase determination threshold values including three types of code determination threshold values and two types of delay / advance detection threshold values between them. However, in general, when considering 2 n QAM (n: a natural number of 2 or more), for each of the I and Q components, there are n−1 types of code determination threshold values and n−2 types of delay / advance between them. There are 2n-3 types of phase determination thresholds including the detection threshold. Therefore, as n increases, the number of phase determination thresholds also increases, the number of paths that cross them increases, and the number of conditional branches at the time of phase determination also increases. In addition, even when trying to design a demodulator that is compatible with multiple modulation methods with different numbers and arrangements of signal points, that is, a demodulator with high versatility, the phase determination threshold value is set so that it can support multiple modulation methods. Due to the need to prepare, such designs are difficult or costly in development. Since the code judgment threshold value and the delay / advance detection threshold value in the middle thereof are used as the phase judgment threshold value, the signal for the desired amplitude is detected at the threshold comparison stage in the clock recovery phase detection unit 24. If the amplitude error remains,
Alternatively, if the center signal level offset (deviation of the origin of the IQ plane) remains, an erroneous determination regarding "advance" or "delay" of the clock phase occurs.

【0012】なお、特開平9−947229号公報に記
載されている技術を応用し、中心信号レベルを挟んだ復
調信号値遷移が発生したときだけ、クロック位相検出の
ための判定動作を実行するようにしてもよいし、そのよ
うにすれば前掲の従来技術よりも処理は簡素になる。し
かしながら、自明なとおり、クロック位相検出の実行頻
度が減少することとなってしまうし、このデメリットは
特に信号点個数が多い場合に顕著になる。また、前掲の
従来技術と同様、中心信号レベルオフセットによる特性
劣化を免れ得ない。
By applying the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-942229, the determination operation for detecting the clock phase is executed only when the demodulated signal value transition across the center signal level occurs. However, if so, the processing becomes simpler than that of the above-mentioned prior art. However, as is obvious, the frequency of execution of the clock phase detection is reduced, and this demerit becomes remarkable especially when the number of signal points is large. Further, similarly to the above-mentioned prior art, the characteristic deterioration due to the center signal level offset cannot be avoided.

【0013】本発明は、この様な問題点を解決すること
を課題としてなされたものであり、信号点の個数によら
ずかつクロック位相検出動作の実行頻度を落とすことな
く、好適にかつ簡素な処理でクロック位相検出を実行す
ることができ、汎用性設計に適し、振幅誤差・中心信号
レベルオフセットによる特性劣化が生じにくい復調器を
実現できるようにすることを、その目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and is suitable and simple irrespective of the number of signal points and without reducing the execution frequency of the clock phase detection operation. It is an object of the present invention to realize a demodulator that can perform clock phase detection in processing, is suitable for general-purpose design, and is less likely to cause characteristic deterioration due to an amplitude error / center signal level offset.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
ために、本発明は、(1)QAM変調されている入力信
号に対する判定クロックの位相誤差が補償されるよう、
判定クロックの位相を制御するクロック位相制御方法に
おいて、(2)判定クロックにより逐次与えられる複数
の判定タイミングにおける入力信号値及び時間軸上でそ
れら複数の判定タイミングにより挟まれている中間タイ
ミングにおける入力信号値を入力し、(3)上記複数の
判定タイミングに対する上記中間タイミングの時間間隔
に従い定めた荷重により、当該複数の判定タイミングに
おける入力信号値の加重平均値を算出することによっ
て、当該中間タイミングにおける入力信号値の位相判定
しきい値を設定し、(4)上記複数の判定タイミングに
亘る入力信号値若しくはその判定値の変化分の正負、並
びに上記中間タイミングにおける入力信号値の上記位相
判定しきい値に対する正負を求め、それらの正負が互い
に一致している場合は入力信号における信号点に対して
判定クロックが遅れていると判定しまた一致していない
場合は進んでいると判定し、(5)上記判定の結果に応
じて上記制御を実行することを特徴とする。なお、一例
として、判定クロックはデューティ比=50%の信号と
する。その場合、上記複数の判定タイミングとして時間
軸上で隣同士の2個の判定タイミングを用い、中間タイ
ミングとしては、それら2個の判定タイミングのちょう
ど中間に位置するタイミングを用いるのが望ましい。
In order to achieve such an object, the present invention (1) compensates for a phase error of a decision clock with respect to an input signal being QAM-modulated,
In a clock phase control method for controlling the phase of a decision clock, (2) an input signal value at a plurality of decision timings sequentially given by the decision clock and an input signal at an intermediate timing sandwiched by the plurality of decision timings on the time axis. By inputting a value and (3) calculating a weighted average value of the input signal values at the plurality of determination timings with the load determined according to the time interval of the intermediate timings with respect to the plurality of determination timings, input at the intermediate timings. (4) Positive / negative of the input signal value or the change of the determination value over the plurality of determination timings, and the phase determination threshold of the input signal value at the intermediate timing. If the positive and negative values of and are the same as each other It is determined that the determination clock is delayed with respect to the signal point in the input signal, and is determined to be advanced when they do not match, and (5) the above control is executed according to the result of the determination. To do. As an example, the determination clock is a signal with a duty ratio of 50%. In that case, it is desirable to use two adjacent determination timings on the time axis as the plurality of determination timings, and use a timing positioned exactly in the middle of the two determination timings as the intermediate timing.

【0015】ここに、先に示した従来技術では、中間タ
イミングを挟む複数の判定タイミングにおける判定値に
基づき複数のしきい値の中から位相判定しきい値を選択
していた。即ち、従来技術における位相判定しきい値は
「選択」によって定まるものであり、更にその選択は
「判定値」に基づくものであった。これに対し、本発明
においては、判定タイミング及び中間タイミングにおけ
る入力信号値(前掲の従来技術における復調信号値に相
当)が入力され、その中間タイミングを挟む複数の判定
タイミングにおける入力信号値の加重平均値を求めるこ
とによって、位相判定しきい値を設定している。即ち、
本発明における位相判定しきい値は「加重平均」演算に
より定まるものであり、更にその演算は「入力信号値」
を対象とするものである。
Here, in the above-mentioned prior art, the phase determination threshold value is selected from the plurality of threshold values based on the determination values at the plurality of determination timings sandwiching the intermediate timing. That is, the phase determination threshold value in the prior art is determined by "selection", and the selection is based on "determination value". On the other hand, in the present invention, the input signal value at the determination timing and the intermediate timing (corresponding to the demodulated signal value in the above-mentioned conventional technique) is input, and the weighted average of the input signal values at the plurality of determination timings sandwiching the intermediate timing is input. The phase determination threshold value is set by obtaining the value. That is,
The phase determination threshold value in the present invention is determined by the “weighted average” calculation, and the calculation is performed by the “input signal value”.
It is intended for.

【0016】このように、本発明によれば、中間タイミ
ングにおける位相判定しきい値が、その中間タイミング
を挟む複数の判定タイミングにおける入力信号値に基づ
く加重平均演算により、従って振幅変動や中心信号レベ
ルに対して連動・従動するしきい値として、設定される
ため、しきい値比較の段階で所期振幅に対する信号振幅
の誤差や中心信号レベルオフセットが残存していても、
原理上、クロック位相の「進み」「遅れ」に関する誤判
定は生じない。また、位相判定しきい値を設計的に準備
しておく必要がない等、信号点個数に依存する位相判定
条件がないため、信号点の個数(2nQAMにおける
n)が多くても対応でき、また信号点の個数・配置が
異なる複数通りの変調方式に対応可能な復調器即ち汎用
性の高い復調器を簡便に実現する上で、本発明は有用で
ある。更に、クロック位相検出の実行頻度は、図4及び
図5に示した従来技術と同じとなり、特開平9−247
229号公報記載の技術を応用した場合のような頻度減
少は生じない。
As described above, according to the present invention, the phase determination threshold value at the intermediate timing is calculated by the weighted average calculation based on the input signal values at the plurality of determination timings sandwiching the intermediate timing. Since it is set as a threshold that is interlocked / driven with respect to, even if there is an error in the signal amplitude with respect to the expected amplitude or the center signal level offset remains at the stage of threshold comparison,
In principle, erroneous determinations regarding "lead" and "lag" of the clock phase do not occur. In addition, since there is no phase determination condition that depends on the number of signal points, such as it is not necessary to prepare the phase determination threshold value by design, it is possible to support even if the number of signal points (2 n in 2 n QAM) is large. The present invention is useful for easily realizing a demodulator capable of handling a plurality of types of modulation methods having different numbers and arrangements of signal points, that is, a demodulator having high versatility. Further, the execution frequency of the clock phase detection is the same as that of the conventional technique shown in FIGS.
The frequency does not decrease as in the case where the technique described in Japanese Patent No. 229 is applied.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、本発明は図3に示し
た装置構成下で実施できるため、以下の説明でも図3を
参照する。また、従来技術との対比の便宜上、図2に示
すように、判定クロック及び復調信号波形としては図5
に示したものと同じものを仮定する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Since the present invention can be carried out under the apparatus configuration shown in FIG. 3, FIG. 3 will be referred to in the following description. Further, for convenience of comparison with the prior art, as shown in FIG. 2, the determination clock and the demodulated signal waveform are shown in FIG.
Assume the same as shown in.

【0018】本発明の好適な実施形態におけるクロック
再生位相検出部24の動作手順を図1に、またその動作
タイミングの一例を図2に、それぞれ示す。図1に示す
手順は、例えば判定タイミング到来毎に繰り返される。
図1に示すように、本実施形態においても、クロック再
生位相検出部24は、逐次到来する判定タイミング及び
中間タイミングにおける復調信号値を入力及び保持する
(101)。本実施形態におけるクロック再生位相検出
部24は、保持している復調信号値のうち、時間軸上で
隣り合う2個の判定タイミングにおける復調信号値の平
均値を算出し(102)、それを以て、中間タイミング
における復調信号値との比較対象即ち位相判定しきい値
とする。例えば、図2に示す例では、判定タイミングt
1,t3における復調信号値の平均値が、中間タイミン
グt2についての位相判定しきい値に設定される。同様
に、判定タイミングt3,t5における復調信号値の平
均値が中間タイミングt4についての位相判定しきい値
に、判定タイミングt5,t7における復調信号値の平
均値が中間タイミングt6についての位相判定しきい値
に、それぞれ設定される。
FIG. 1 shows an operation procedure of the clock recovery phase detector 24 in the preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an example of its operation timing. The procedure shown in FIG. 1 is repeated, for example, every time the determination timing arrives.
As shown in FIG. 1, also in the present embodiment, the clock recovery phase detector 24 inputs and holds the demodulated signal values at the determination timing and the intermediate timing that sequentially arrive (101). The clock recovery phase detection unit 24 in the present embodiment calculates the average value of the demodulated signal values at the two determination timings adjacent to each other on the time axis among the held demodulated signal values (102), and then, It is used as a comparison target with the demodulated signal value at the intermediate timing, that is, a phase determination threshold value. For example, in the example shown in FIG. 2, the determination timing t
The average value of the demodulated signal values at 1 and t3 is set as the phase determination threshold value for the intermediate timing t2. Similarly, the average value of the demodulated signal values at the determination timings t3 and t5 is the phase determination threshold value for the intermediate timing t4, and the average value of the demodulated signal values at the determination timings t5 and t7 is the phase determination threshold value for the intermediate timing t6. It is set to each value.

【0019】クロック再生位相検出部24は、この様に
して設定した位相判定しきい値と、上記2個の判定タイ
ミングにより挟まれている中間タイミングにおける復調
信号値との比較を行う一方、上記2個の判定タイミング
に亘る復調信号値又はその判定値の増減傾向を検出し、
その結果を総合することによりクロック位相が「進み」
か「遅れ」かを判定・検出する(103)。即ち、表1
に示すように、その中間タイミングについての位相判定
しきい値(表1中の「平均値によるしきい値」)に対す
る中間タイミングにおける復調信号値(同「中心信
号」)の差分の符号と、その中間タイミングを挟む2個
の判定タイミングにかけての復調信号値又は判定値変化
(同「2信号状態遷移」)の符号とが、一致していれ
ば、時間軸上での信号点の位置に対して判定クロックは
「遅れ」であり、逆に「減少」であれば「進み」である
と判定する。2個の判定タイミングにかけての復調信号
値又は判定値変化が「変化無し」といいうるものである
場合は、「保持」と判定する。そして、クロック再生位
相検出部24は、この結果に応じて電圧制御発振回路2
8に対し制御電圧を供給する。即ち、判定結果が「遅
れ」であるなら判定クロックをより進ませる方向に、逆
に「進み」であるならより遅らせる方向に、判定クロッ
クの位相を制御する。「保持」であるなら現在の発振状
態を維持させる。
The clock recovery phase detector 24 compares the phase determination threshold value set in this way with the demodulated signal value at the intermediate timing sandwiched by the two determination timings, while the above 2 Detects the demodulated signal value over the individual judgment timings or the increasing / decreasing tendency of the judgment value,
The clock phase is "advanced" by combining the results.
Or "delay" is determined and detected (103). That is, Table 1
As shown in, the sign of the difference between the phase determination threshold value (“threshold value by average value” in Table 1) for the intermediate timing and the demodulated signal value (the “center signal”) at the intermediate timing, and If the sign of the demodulated signal value or the judgment value change (the same “2 signal state transition”) between the two judgment timings sandwiching the intermediate timing coincides, the position of the signal point on the time axis is compared. The determination clock is “delayed”, and conversely, if it is “decreased”, it is determined to be “advanced”. If the demodulated signal value or the change in the determination value over the two determination timings can be said to be “no change”, it is determined to be “hold”. Then, the clock recovery phase detector 24 determines the voltage controlled oscillator 2 according to the result.
A control voltage is supplied to 8. That is, the phase of the determination clock is controlled so that if the determination result is “delayed”, the determination clock is advanced further, and conversely if it is “advanced”, the determination clock is further delayed. If it is "hold", the current oscillation state is maintained.

【0020】[0020]

【表1】 このように、本実施形態によれば、中間タイミングにお
ける位相判定しきい値を、その中間タイミングを挟む複
数の判定タイミングにおける復調信号値に基づく平均演
算により、設定している。従って、符号判定しきい値や
その中間に位置するしきい値等を予め位相判定しきい値
として設定しておく必要はない。そのため、信号点個数
がより多い変調方式にも容易に対応できるだけでなく、
信号点の個数・配置が異なる複数通りの変調方式に対応
可能な汎用性の高い復調器を簡便に実現することが、可
能である。更に、ステップ102にて設定されるしきい
値は、実際の復調信号値の値に従属・従動しているた
め、復調信号値の振幅誤差や中心信号レベルオフセット
による特性劣化は生じない。また、クロック位相検出の
実行機会を対称遷移(例えば+3から−3への遷移)発
生時に限っていないため、特開平9−247229号公
報記載の技術を応用した場合のような頻度減少は生じな
い。
[Table 1] As described above, according to the present embodiment, the phase determination threshold value at the intermediate timing is set by the average calculation based on the demodulated signal values at the plurality of determination timings sandwiching the intermediate timing. Therefore, it is not necessary to previously set the code determination threshold value and the threshold value located in the middle thereof as the phase determination threshold value. Therefore, it is not only possible to easily support a modulation method with more signal points,
It is possible to easily realize a highly versatile demodulator capable of supporting a plurality of modulation methods in which the number and arrangement of signal points are different. Furthermore, since the threshold value set in step 102 is dependent / followed by the value of the actual demodulated signal value, the characteristic error due to the amplitude error of the demodulated signal value and the center signal level offset does not occur. In addition, since the opportunity of clock phase detection is not limited to the occurrence of a symmetrical transition (for example, a transition from +3 to -3), the frequency does not decrease as in the case of applying the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-247229. .

【0021】なお、本実施形態では、ステップ102に
おける平均値演算としては単純平均演算(言い換えれば
荷重=0.5の加重平均演算)を行っている。このよう
に荷重=0.5の加重平均演算を行っているのは、ひと
つには、判定クロックのデューティ比が50%であるた
めである。デューティ比が50%でないクロックを用い
る回路にて本発明を実施する場合は、荷重をデューティ
比に基づき決めておくのが望ましい。例えば、オン期間
/周期=a[%]というデューティ比であるなら、任意
の中間タイミングについての位相判定しきい値を設定す
るための荷重は、その中間タイミングの直前に到来する
判定タイミングについては100−a[%]、直後に到
来する判定タイミングについてはa[%]とするのが望
ましい。
In this embodiment, as the average value calculation in step 102, simple average calculation (in other words, weighted average calculation with load = 0.5) is performed. In this way, the reason why the weighted average calculation of weight = 0.5 is performed is that the duty ratio of the determination clock is 50%. When the present invention is implemented in a circuit that uses a clock whose duty ratio is not 50%, it is desirable to determine the load based on the duty ratio. For example, if the duty ratio is ON period / cycle = a [%], the load for setting the phase determination threshold value for an arbitrary intermediate timing is 100 for the determination timing that arrives immediately before the intermediate timing. -A [%], and the determination timing that arrives immediately after is preferably a [%].

【0022】また、本発明は、図2や図5に示した判定
クロックのN倍(N:2以上の自然数)の周波数を有す
る判定クロックを用いる復調器でも実施できる。図2で
は全ての立ち上がりタイミングが判定タイミングとして
用いられているが、そのN倍の周波数の判定クロックを
用いる場合は立ち上がりタイミングをN周期おきに判定
タイミングとして用いる。N倍周波数の判定クロックを
使用するときは、判定クロックと判定クロックの間に位
置する立ち上がり又は立ち下がりタイミングを、中間タ
イミングとして用いる。この場合にも、各判定タイミン
グにおける復調信号値から中間タイミングにおける位相
判定しきい値を算出するための荷重は、デューティ比に
応じた荷重設定と同様の原理に従い、それら判定タイミ
ング・中間タイミングの間隔比に応じて設定するのが望
ましい。
The present invention can also be implemented in a demodulator using a decision clock having a frequency N times (N: a natural number of 2 or more) the decision clock shown in FIGS. In FIG. 2, all the rising timings are used as the judgment timings, but when the judgment clock having a frequency N times that is used, the rising timings are used as the judgment timings every N cycles. When using the N-fold frequency determination clock, the rising or falling timing located between the determination clocks is used as the intermediate timing. In this case as well, the load for calculating the phase determination threshold value at the intermediate timing from the demodulated signal value at each determination timing follows the same principle as the load setting according to the duty ratio, and the interval between the determination timing and the intermediate timing. It is desirable to set according to the ratio.

【0023】更に、以上の説明では、立ち上がりを以て
判定タイミング、立ち下がりを以て中間タイミングとし
ていたが、逆に、立ち下がりを以て判定タイミング、立
ち上がりを以て中間タイミングとしてもよい。
Further, in the above description, the determination timing is based on the rising edge and the intermediate timing is based on the falling edge, but conversely, the determination timing may be based on the falling edge and the intermediate timing may be based on the rising edge.

【0024】加えて、判定タイミング間での復調信号値
遷移(表1中の「2信号状態遷移」)が「増加」か「減
少」かについては、前述の通り、それらの判定タイミン
グにおける判定値(+3,+1,−1,−3)同士の比
較(差分演算)によって、或いはそれらの判定タイミン
グにおける復調信号値同士の比較(差分演算)によっ
て、判定することができる。判定値同士の比較を行う場
合は、ステップ101以降ステップ103以前に、判定
タイミングにおける復調信号値について、図5に示した
符号判定しきい値(1),(3),(5)との比較を行
い、判定値を求めておく。復調信号値同士の比較を行う
場合は、復調信号値同士の差分が所定微小値以下である
場合に、「変化無し」と判定する。
In addition, as to whether the demodulated signal value transition (“2 signal state transition” in Table 1) between determination timings is “increase” or “decrease”, as described above, the determination values at those determination timings are determined. The determination can be performed by comparing (+3, +1, -1, -3) (difference calculation) or by comparing demodulated signal values (difference calculation) at the determination timings. When the judgment values are compared with each other, the demodulated signal value at the judgment timing is compared with the code judgment threshold values (1), (3) and (5) shown in FIG. Is performed and the judgment value is obtained. When the demodulated signal values are compared with each other, it is determined that there is no change when the difference between the demodulated signal values is equal to or smaller than a predetermined minute value.

【0025】本発明は、ハードウエアによってもソフト
ウエアによっても実現できる。
The present invention can be implemented by either hardware or software.

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

【図1】 本発明の一実施形態におけるクロック再生位
相検出部の動作手順を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing an operation procedure of a clock recovery phase detecting section in an embodiment of the present invention.

【図2】 本実施形態におけるクロック位相の進み/遅
れ判定原理を説明するためのタイミングチャートであ
る。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the principle of clock phase lead / lag determination in the present embodiment.

【図3】 本発明を適用可能な復調器の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a demodulator to which the present invention can be applied.

【図4】 一従来技術におけるクロック再生位相検出部
の動作手順を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of a clock recovery phase detecting section in a conventional technique.

【図5】 この従来技術におけるクロック位相の進み/
遅れ判定原理を説明するためのタイミングチャートであ
る。
FIG. 5: Advancement of clock phase in this prior art /
6 is a timing chart for explaining a delay determination principle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22 クロック再生部、24 クロック再生位相検出
部、28 電圧制御発振回路、t1,t3,t5,t7
判定タイミング、t2,t4,t6 中間タイミン
グ。
22 clock recovery unit, 24 clock recovery phase detection unit, 28 voltage controlled oscillator circuit, t1, t3, t5, t7
Judgment timing, t2, t4, t6 Intermediate timing.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5K004 AA08 JH05 5K047 AA02 AA11 EE04 GG09 GG45 MM46 MM60    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5K004 AA08 JH05                 5K047 AA02 AA11 EE04 GG09 GG45                       MM46 MM60

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 QAM変調されている入力信号に対する
判定クロックの位相誤差が補償されるよう、判定クロッ
クの位相を制御するクロック位相制御方法において、 判定クロックにより逐次与えられる複数の判定タイミン
グにおける入力信号値及び時間軸上でそれら複数の判定
タイミングにより挟まれている中間タイミングにおける
入力信号値を入力し、 上記複数の判定タイミングに対する上記中間タイミング
の時間間隔に従い定めた荷重により、当該複数の判定タ
イミングにおける入力信号値の加重平均値を算出するこ
とによって、当該中間タイミングについての位相判定し
きい値を設定し、 上記複数の判定タイミングに亘る入力信号値若しくはそ
の判定値の変化分の正負、並びに上記中間タイミングに
おける入力信号値の上記位相判定しきい値に対する正負
を求め、それらの正負が互いに一致している場合は入力
信号における信号点に対して判定クロックが遅れている
と判定しまた一致していない場合は進んでいると判定
し、 上記判定の結果に応じて上記制御を実行することを特徴
とするクロック位相制御方法。
1. A clock phase control method for controlling the phase of a decision clock so that a phase error of the decision clock with respect to a QAM-modulated input signal is compensated. Input signals at a plurality of decision timings sequentially given by the decision clock. The value and the input signal value at the intermediate timing sandwiched by the plurality of determination timings on the time axis are input, and the load determined in accordance with the time interval of the intermediate timings with respect to the plurality of determination timings causes the plurality of determination timings to be determined. By calculating the weighted average value of the input signal value, the phase determination threshold value for the intermediate timing is set, and the positive / negative of the change of the input signal value or the determination value over the plurality of determination timings, and the intermediate Determine the phase of the input signal value at the timing The positive and negative of the threshold value are obtained, and when the positive and negative values match each other, it is determined that the determination clock is behind the signal point in the input signal, and when they do not match, it is determined that it is advanced. A clock phase control method, characterized in that the above control is executed in accordance with a result of the determination.
【請求項2】 請求項1記載のクロック位相制御方法に
おいて、 判定クロックがデューティ比=50%の信号であり、上
記複数の判定タイミングが時間軸上で隣同士の2個の判
定タイミングであり、中間タイミングがそれら2個の判
定タイミングのちょうど中間に位置するタイミングであ
ることを特徴とする位相クロック制御方法。
2. The clock phase control method according to claim 1, wherein the determination clock is a signal having a duty ratio of 50%, and the plurality of determination timings are two determination timings adjacent to each other on the time axis, A phase clock control method characterized in that the intermediate timing is a timing located exactly in the middle of these two determination timings.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7933362B2 (en) 2004-12-07 2011-04-26 Furuno Electric Company Limited Multilevel QAM symbol timing detector and multilevel QAM communication signal receiver

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