JP2004336147A - Signal demodulator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、BPSK(Binary Phase Shift Keying)変調信号を復調する信号復調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
BPSKは、例えば無線通信において用いられる位相変調方式である。BPSKは、キャリアの位相を0、キャリアとは逆の位相を1に割り当てる。受信側では、この位相のずれを検出することで、送信された信号が“0”なのか“1”なのかを識別する。単に、BPSK変調信号に同期したクロックに基づきBPSK変調信号をサンプリングした結果が、BPSK変調信号の復調信号として用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、BPSK変調信号を受信し、アナログ回路にて復調する際に、アンテナ間の距離等の影響から、位相の変化点において位相の遅れ、信号波形のひずみ等が発生し正確に信号を復調することが難しい。
【0004】
位相の遅れ、信号波形のひずみ等を含んだ受信信号を増幅、二値化することにより、位相の変化点前後では補償できない受信データを受信信号Rxとして受けることになる。
【0005】
位相の変化点後では補償できない受信信号Rxを受けた場合、単に同期クロックにてサンプリングし復調した結果、位相の遅れ、信号波形のひずみ等による受信信号Rxの変化に対して正しく復調することができなくなり、復調信号の誤り発生率が高くなってしまう。
【0006】
この発明の目的は、上記したような事情に鑑み成されたものであって、BPSK変調信号を精度よく復調することが可能な信号復調装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、この発明の信号復調装置は、以下のように構成されている。
【0008】
この発明の信号復調装置は、BPSK変調信号を受信し、この受信信号に同期したサブキャリア伝送レートクロック、このサブキャリア伝送レートのn倍クロック、このサブキャリア伝送レートの1/n倍クロック、及びこのサブキャリア伝送レートの逆相クロックを生成する生成手段と、前記サブキャリア伝送レートクロック及び前記サブキャリア伝送レートのn倍クロックに基づき、前記受信信号を相関復調する第1の相関復調手段と、前記サブキャリア伝送レートの1/n倍クロック及び前記サブキャリア伝送レートの逆相クロックに基づき、前記第1の相関復調手段により相関復調された前記受信信号を相関復調する第2の相関復調手段とを備えている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0010】
BPSK変調は、データ1ビットをデータの伝送レートよりも速いサブキャリアを使用して符号化を行い、データ位相の変化点にてサブキャリアの位相が反転する方式である。受信データRXDは、NRZデータの伝送レートの8倍の伝送レートのサブキャリアによって符号化されているものとする。
【0011】
BPSK変調信号を受信し、アナログ回路にて復調を行う際に、位相の変化点において位相の遅れ、信号波形のひずみ等が発生し正確に信号を復調することが難しい。
【0012】
位相の遅れ、信号波形のひずみ等を含んだ受信信号を増幅、二値化することにより、位相の変化点後では保証できない受信データを受信信号Rxとして受けることになる。
s 位相変化点後のサブキャリア数ビットが補償できないため、一度BPSK符号データからサブキャリア単位でディジタル復調し、復調したデータに対し再度NRZデータ1ビット単位で相関値を取り、位相の遅れ、信号波形のひずみ等による受信信号Rxの変化に対して正しく復調することができ、復調信号の誤り発生率を低減することができる。
【0013】
本発明では、上記のBPSK変調信号を、相関を使用し、サブキャリア1ビット単位の復調、さらにNRZへの復調を2重の相関方式により復調する。
【0014】
図1は、この発明の一例に係る信号復調装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、信号復調装置は、同期回路10、第一相関ブロック20、第二相関ブロック30を備えている。第一相関ブロック20は、8段シフトレジスタ21及び相関回路22を備えている。第二相関ブロック30は、8段シフトレジスタ31及び相関回路32を備えている。
【0015】
受信データRXDは、同期回路10に入力される。同期回路10は、受信データRXDに同期したサブキャリア伝送レートクロックCLK、サブキャリア伝送レートクロックの8倍クロック8CLK、サブキャリア伝送レートクロックの逆相クロックNCLK、及びサブキャリア伝送レートクロックの1/8倍クロック1/8CLKを生成する。
【0016】
8倍クロック8CLKは8段シフトレジスタ21に供給され、クロックCLKは相関回路22に供給され、逆相クロックNCLKは8段シフトレジスタ31に供給され、1/8CLKは相関回路32に供給される。
【0017】
次に同期受信データRXDATAは、第一相関ブロック20の8段シフトレジスタ21に入力される。第一相関ブロック20では、サブキャリア1ビットの単位にて復調を行い、その連続行為にてNRZ信号に復調することを目的とする。
【0018】
8CLKにてサンプリングした出力結果Q8〜1は相関回路22に入力される。相関回路22では、例えば予め期待値“11110000”持っており、さらに所定の相関値が設定されており(本実施形態では5、以後相関値5が設定されているものとする)、サンプリング結果Q8〜1を期待値と比較する。比較した結果、一致した数が設定した相関値以上(本実施形態では5以上)であれば第一相関後復調データFDATAlは“1”出力、相関値未満(本実施例では4以下)であれば“0”を出力する。
【0019】
第一相関後復調データFDATA1はCLKの立ち上がりタイミングにて出力される。例として図2のデータbit1、2、3、4の動作について説明する。
【0020】
データbit1は期待値“11110000”に対し、データbit1のサンプリング結果も“11110000”となっており、その結果、相関値は8となる。相関値5以上であるので復調データFDATA1には“1”を出力する。
【0021】
データbit2は、期待値“11110000”に対し、データbit2のサンプリング結果は“11101000”となっており、その結果、相関値は6となる。相関値5以上であるので復調データFDATA1には“1”を出力する。
【0022】
データbit3は、期待値“11110000”に対し、データbit3のサンプリング結果は“010011010”となっており、その結果、相関値は4となる。相関値4以下であるので復調データFDATA1には“0”を出力する。
【0023】
データbit4は、期待値“11110000”に対し、データbit4のサンプリング結果は“00001111”となっており、その結果、相関値は0となる。相関値4以下であるので復調データFDATA1には“0”を出力する。
【0024】
以下同様にFDATA1はCLKの立ち上がりエッジのタイミングにて出力されていく。
【0025】
FDATA1は第2相関ブロック30の8段シフトレジスタ31に入力される。8段シフトレジスタ31ではCLKの逆相クロックNCLKにてサンプリングした結果Q8〜1を出力し、Q8〜1は相関回路32に入力される。
【0026】
相関回路32ではQ8〜1をCLKの1/8倍クロック1/8CLKにてサンプリングし、その結果“1”があらかじめ設定してある相関値(本実施形態では5)以上であれば復調NRZデータFDATA2には“1”を、“1”が4以下であれば“0”を出力する。
【0027】
図3にFDATA2の復調タイミングを示す。例として図3のNRZデータbit1、2の動作について説明する。
【0028】
NRZデータbit1は、NCLKでサンプリングした結果、“11011101”となり、その結果“1”の個数は、6となる。相関値5以上であるので復調データFDATA2には“1”を出力する。
【0029】
NRZデータbit2は、NCLKでサンプリングした結果、“O0101000”となり、その結果“1”の個数は、2となる。相関値5未満であるので復調データFDATA2には“0”を出力する。
【0030】
以下同様にFDATA2は1/8CLKの立ち上がりエッジのタイミングにて出力されることによりNRZデータとなる。このようにして、デューティー費、雑音等により受信データRXDの波形が乱れた場合でも誤りの少ない復調を行うことができる。
【0031】
この発明の信号復調装置は、上記したように、まずサブキャリア1ビット単位にて、相関値により“1”か“0”かを判定し、その結果を8ビットごとに使用して再度相関値により“1”か“0”かを判定し、最終的にNRZデータとして復調する2重相関による復調により、受信信号Rxの変化に対して正しく復調することができ、復調信号の誤り発生率を低減することができる。
【0032】
なお、本実施形態では、受信データRXDは、NRZデータの伝送レートの8倍の伝送レートのサブキャリアによって符号化されているものとして説明し、同期受信データRXDATAをサブキャリア伝送レートクロックの8倍クロック8CLKでサンプリングするケースについて説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。サンプリング周波数をさらに上げて、復調精度をさらに高くするようにしてもよい。
【0033】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0034】
【発明の効果】
この発明によれば、BPSK変調信号を精度よく復調することが可能な信号復調装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一例に係る信号復調装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す信号復調装置の第一相関ブロックにおける各信号のタイミングチャートを示す図である。
【図3】図1に示す信号復調装置の第二相関ブロックにおける各信号のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
10…同期回路、20…第一相関ブロック、21…8段シフトレジスタ、22…相関回路、30…第二相関ブロック、31…8段シフトレジスタ、32…相関回路、RXD…受信データ、RXDATA…同期受信データ、CLK…サブキャリア伝送レートクロック、8CLK…サブキャリア伝送レートクロックの8倍クロック、NCLK…サブキャリア伝送レートクロックの逆相クロック、1/8CLK…サブキャリア伝送レートクロックの1/8倍クロック[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal demodulation device for demodulating a BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulated signal.
[0002]
[Prior art]
BPSK is a phase modulation method used in wireless communication, for example. BPSK assigns a carrier phase to 0 and a phase opposite to the carrier to 1. The receiving side detects whether the transmitted signal is "0" or "1" by detecting the phase shift. The result of simply sampling the BPSK modulation signal based on a clock synchronized with the BPSK modulation signal is used as a demodulation signal of the BPSK modulation signal.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Generally, when a BPSK modulation signal is received and demodulated by an analog circuit, a phase delay, a signal waveform distortion, etc. occur at a phase change point due to an influence of a distance between antennas and the like, and the signal is accurately reproduced. Difficult to demodulate.
[0004]
By amplifying and binarizing a received signal including a phase delay, a signal waveform distortion, and the like, received data that cannot be compensated before and after a phase change point is received as a received signal Rx.
[0005]
When a received signal Rx that cannot be compensated after a phase change point is received, the signal is simply sampled and demodulated with a synchronous clock, and thus it is possible to correctly demodulate a change in the received signal Rx due to a phase delay, signal waveform distortion, or the like. And the error rate of the demodulated signal increases.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a signal demodulation device capable of accurately demodulating a BPSK modulation signal in view of the circumstances described above.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, a signal demodulation device of the present invention is configured as follows.
[0008]
The signal demodulation device of the present invention receives a BPSK modulation signal, and transmits a subcarrier transmission rate clock synchronized with the received signal, an n-times clock of the subcarrier transmission rate, a 1 / n times clock of the subcarrier transmission rate, and Generating means for generating an antiphase clock of the subcarrier transmission rate; first correlation demodulation means for correlating and demodulating the received signal based on the subcarrier transmission rate clock and an n-times clock of the subcarrier transmission rate; Second correlation demodulation means for correlating and demodulating the received signal correlated by the first correlation demodulation means based on a 1 / n clock of the subcarrier transmission rate and a reverse phase clock of the subcarrier transmission rate; It has.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
The BPSK modulation is a method in which one bit of data is encoded using a subcarrier faster than the data transmission rate, and the phase of the subcarrier is inverted at a change point of the data phase. It is assumed that the reception data RXD is encoded by a subcarrier having a transmission rate eight times the transmission rate of the NRZ data.
[0011]
When a BPSK modulation signal is received and demodulated by an analog circuit, a phase delay occurs at a phase change point, a signal waveform distortion occurs, and it is difficult to accurately demodulate the signal.
[0012]
By amplifying and binarizing a received signal including a phase delay, a signal waveform distortion, and the like, received data that cannot be guaranteed after the phase change point is received as the received signal Rx.
s Since the number of bits of the subcarrier after the phase change point cannot be compensated, digital demodulation is performed once on the subcarrier basis from the BPSK code data, and the demodulated data is again correlated with the NRZ data on a 1-bit basis. It is possible to correctly demodulate a change in the received signal Rx due to a waveform distortion or the like, and to reduce the error occurrence rate of the demodulated signal.
[0013]
In the present invention, the above BPSK modulation signal is demodulated in units of 1-bit subcarriers and further demodulated to NRZ using a correlation by a double correlation method.
[0014]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal demodulation device according to an example of the present invention. As shown in FIG. 1, the signal demodulation device includes a
[0015]
The reception data RXD is input to the
[0016]
The eight-times clock 8CLK is supplied to an eight-
[0017]
Next, the synchronous reception data RXDATA is input to the eight-
[0018]
The output results Q8-1 sampled at 8CLK are input to the
[0019]
The demodulated data FDATA1 after the first correlation is output at the rising timing of CLK. The operation of the
[0020]
The data bit1 also has an expected value of “11110000”, and the sampling result of the data bit1 is also “11110000”. As a result, the correlation value is 8. Since the correlation value is 5 or more, "1" is output to the demodulated data FDATA1.
[0021]
For data bit2, the sampling result of data bit2 is "11101000" with respect to the expected value "11110000", and as a result, the correlation value is 6. Since the correlation value is 5 or more, "1" is output to the demodulated data FDATA1.
[0022]
For data bit3, the sampling result of data bit3 is "0110011010" with respect to the expected value "11110000", and as a result, the correlation value is 4. Since the correlation value is 4 or less, "0" is output to the demodulated data FDATA1.
[0023]
For data bit4, the sampling result of data bit4 is "000011111" with respect to the expected value "11110000", and as a result, the correlation value is zero. Since the correlation value is 4 or less, "0" is output to the demodulated data FDATA1.
[0024]
Hereinafter, similarly, FDATA1 is output at the timing of the rising edge of CLK.
[0025]
FDATA1 is input to the eight-
[0026]
The
[0027]
FIG. 3 shows the demodulation timing of FDATA2. As an example, the operation of the
[0028]
The NRZ data bit 1 becomes “11011101” as a result of sampling with NCLK, and the number of “1” becomes six as a result. Since the correlation value is 5 or more, "1" is output to the demodulated data FDATA2.
[0029]
The NRZ data bit2 becomes “O0101000” as a result of sampling with NCLK, and the number of “1” becomes two as a result. Since the correlation value is less than 5, "0" is output to the demodulated data FDATA2.
[0030]
Hereinafter, similarly, FDATA2 is output at the timing of the rising edge of 1/8 CLK to become NRZ data. In this way, demodulation with few errors can be performed even when the waveform of the reception data RXD is disturbed due to duty cost, noise, or the like.
[0031]
As described above, the signal demodulation apparatus of the present invention first determines whether the correlation value is "1" or "0" in units of 1-bit subcarriers, and uses the result for every 8 bits to again determine the correlation value. Is determined as "1" or "0", and demodulation based on double correlation, which is finally demodulated as NRZ data, enables correct demodulation with respect to a change in the received signal Rx. Can be reduced.
[0032]
In the present embodiment, the description will be made assuming that the reception data RXD is encoded by a subcarrier having a transmission rate eight times the transmission rate of the NRZ data, and the synchronous reception data RXDATA is eight times the subcarrier transmission rate clock. Although the case of sampling with the clock 8CLK has been described, the present invention is not limited to this. The sampling frequency may be further increased to further increase the demodulation accuracy.
[0033]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified in an implementation stage without departing from the gist thereof. In addition, the embodiments may be implemented in appropriate combinations as much as possible, in which case the combined effects can be obtained. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriate combinations of a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effects described in the column of the effect of the invention can be solved. Is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a signal demodulation device capable of accurately demodulating a BPSK modulation signal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal demodulation device according to an example of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a timing chart of each signal in a first correlation block of the signal demodulation device shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of each signal in a second correlation block of the signal demodulation device shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
Claims (3)
BPSK変調信号を受信し、この受信信号に同期したサブキャリア伝送レートクロック、このサブキャリア伝送レートのn倍クロック、このサブキャリア伝送レートの1/n倍クロック、及びこのサブキャリア伝送レートの逆相クロックを生成する生成手段と、
前記サブキャリア伝送レートクロック及び前記サブキャリア伝送レートのn倍クロックに基づき、前記受信信号を相関復調する第1の相関復調手段と、
前記サブキャリア伝送レートの1/n倍クロック及び前記サブキャリア伝送レートの逆相クロックに基づき、前記第1の相関復調手段により相関復調された前記受信信号を相関復調する第2の相関復調手段と、
を備えたことを特徴とする信号復調装置。A signal demodulation device for demodulating a BPSK modulation signal,
A subcarrier transmission rate clock synchronized with the received BPSK modulated signal, a clock n times the subcarrier transmission rate, a clock 1 / n times the subcarrier transmission rate, and an opposite phase of the subcarrier transmission rate Generating means for generating a clock;
First correlation demodulation means for correlating and demodulating the received signal based on the subcarrier transmission rate clock and an n-times clock of the subcarrier transmission rate;
Second correlation demodulation means for correlating and demodulating the received signal correlated by the first correlation demodulation means based on a 1 / n clock of the subcarrier transmission rate and a reverse phase clock of the subcarrier transmission rate; ,
A signal demodulation device comprising:
BPSK変調信号を受信し、この受信信号と同期したサブキャリア伝送レートクロック、このサブキャリア伝送レートのn倍クロック、このサブキャリア伝送レートの1/n倍クロック、このサブキャリア伝送レートの逆相クロックを生成する生成手段と、
前記サブキャリア伝送レートのn倍クロックに基づき、前記受信信号をサンプリングする第1のサンプリング手段と、
前記サブキャリア伝送レートクロックに基づき、前記第1のサンプリング手段によりサンプリングされた前記受信信号を相関復調する第1の相関復調手段と、
前記サブキャリア伝送レートの逆相に基づき、前記第1の相関復調手段により相関復調された前記受信信号をサンプリングする第2のサンプリング手段と、
前記サブキャリア伝送レートの1/n倍クロックに基づき、前記第2のサンプリング手段によりサンプリングされた前記受信信号を相関復調する第2の相関復調手段と、
を備えたことを特徴とする信号復調装置。A signal demodulation device for demodulating a BPSK modulation signal,
A subcarrier transmission rate clock synchronized with the received signal after receiving the BPSK modulation signal, an n-times clock of this subcarrier transmission rate, a 1 / n times clock of this subcarrier transmission rate, and a reverse phase clock of this subcarrier transmission rate Generating means for generating
First sampling means for sampling the received signal based on an n-times clock of the subcarrier transmission rate;
First correlation demodulation means for correlating and demodulating the received signal sampled by the first sampling means based on the subcarrier transmission rate clock;
A second sampling unit that samples the received signal that has been correlated and demodulated by the first correlation demodulation unit based on a reverse phase of the subcarrier transmission rate;
Second correlation demodulation means for correlating and demodulating the received signal sampled by the second sampling means based on a 1 / n clock of the subcarrier transmission rate;
A signal demodulation device comprising:
BPSK変調信号を受信し、この受信信号と同期したサブキャリア伝送レートクロック、このサブキャリア伝送レートのn倍クロック、このサブキャリア伝送レートの1/n倍クロック、このサブキャリア伝送レートの逆相クロックを生成する生成手段と、
前記サブキャリア伝送レートのn倍クロックに基づき、前記受信信号をサンプリングする第1のサンプリング手段と、
前記第1のサンプリング手段によりサンプリングされた前記受信信号を予め設定された所定の期待値と比較して、予め設定された第1の相関値に基づき比較結果を第1の相関復調データとして出力する第1の相関復調手段と、
前記サブキャリア伝送レートの逆相に基づき、前記第1の相関復調手段により出力される前記第1の相関復調データをサンプリングする第2のサンプリング手段と、
前記第2のサンプリング手段によりサンプリングされた前記第1の相関復調データを予め設定された第2の相関値に基づき処理して第2の相関復調データとして出力する第2の相関復調手段と、
を備えたことを特徴とする信号復調装置。A signal demodulation device for demodulating a BPSK modulation signal,
A subcarrier transmission rate clock synchronized with the received signal after receiving the BPSK modulation signal, an n-times clock of this subcarrier transmission rate, a 1 / n times clock of this subcarrier transmission rate, and a reverse phase clock of this subcarrier transmission rate Generating means for generating
First sampling means for sampling the received signal based on an n-times clock of the subcarrier transmission rate;
The received signal sampled by the first sampling means is compared with a predetermined expected value, and a comparison result is output as first correlation demodulated data based on a preset first correlation value. First correlation demodulation means;
A second sampling unit that samples the first correlation demodulated data output by the first correlation demodulation unit based on a reverse phase of the subcarrier transmission rate;
Second correlation demodulation means for processing the first correlation demodulation data sampled by the second sampling means based on a second correlation value set in advance and outputting as second correlation demodulation data;
A signal demodulation device comprising:
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