JP2007067692A - Demodulator and receiving system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a demodulator capable of rapidly acquiring information from an input signal such as a digital modulation signal. <P>SOLUTION: An I/Q signal corresponding to a unit frame is inputted to an A/D converter 20. The A/D converter 20 discretizes the I/Q signal and inputs it to a division frame storage 44 and a phase difference estimator 23 as a discrete I/Q signal. The phase difference estimator 23 calculates a phase difference Δθ being a difference between the phase of the signal to express a symbol frequency, which is extracted from the discrete I/Q signal, and the phase of a reference signal on the basis of the division frame in which the unit frame is divided. The division frame storage 44 stores the discrete I/Q signal corresponding to the division frame and holds it. An I/Q signal reproducer 34 outputs a reproduction I/Q signal which is synchronized with a symbol period, based on the discrete I/Q signal which is outputted from the division frame storage 44 and the phase difference Δθ. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、入力信号に基づいて情報を示すタイミングを検出し、当該入力信号から当該タイミングに示す値を求めて出力する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for detecting timing indicating information based on an input signal, and obtaining and outputting a value indicated by the timing from the input signal.

ディジタル無線通信においてはディジタル変調信号が広く用いられる。ディジタル変調信号は、1ビットあるいは複数ビットからなるディジタル符号を一単位としたシンボル符号を、所定の時間間隔を以て、搬送波の位相、その変化量、振幅等の物理量に対応付けたものである。ディジタル変調信号の方式については、シンボル符号を対応付ける搬送波の物理量によって様々なものが考えられており、例えば、シンボル符号を搬送波の位相に対応付けたPSK変調方式、シンボル符号を搬送波の振幅および位相に対応付けたQAM変調方式等がある。   Digital modulation signals are widely used in digital wireless communications. The digital modulation signal is obtained by associating a symbol code with a digital code consisting of one bit or a plurality of bits as a unit with a physical quantity such as a phase of a carrier wave, a change amount thereof, and an amplitude at a predetermined time interval. Various digital modulation signal schemes are conceivable depending on the physical quantity of the carrier to which the symbol code is associated. For example, a PSK modulation scheme in which the symbol code is associated with the phase of the carrier, and the symbol code is changed to the amplitude and phase of the carrier. There are associated QAM modulation schemes and the like.

ディジタル変調信号の変調成分信号は、同相成分信号(以下、I信号とする。)と直交成分信号(以下、Q信号とする。)の2チャネルの信号によって表される。以下、この2チャネルの信号をI/Q信号とする。   The modulation component signal of the digital modulation signal is represented by a two-channel signal of an in-phase component signal (hereinafter referred to as I signal) and a quadrature component signal (hereinafter referred to as Q signal). Hereinafter, these two-channel signals are referred to as I / Q signals.

I/Q信号からシンボル符号を抽出するためには、シンボル符号を搬送波の振幅または位相の少なくともいずれかに対応付けたタイミング(シンボル周期)をI信号およびQ信号から抽出する必要がある。I/Q信号の時間波形においてシンボル周期ごとに値が抽出される点は、シンボル点と称される。シンボル点は、I/Q信号に情報を対応付けたタイミングに現れる時間波形上での点であるといえる。   In order to extract a symbol code from an I / Q signal, it is necessary to extract a timing (symbol period) in which the symbol code is associated with at least one of the amplitude and phase of a carrier from the I signal and the Q signal. A point where a value is extracted for each symbol period in the time waveform of the I / Q signal is referred to as a symbol point. It can be said that the symbol point is a point on the time waveform that appears at the timing when the information is associated with the I / Q signal.

図4にディジタル無線通信で扱われるディジタル変調信号の構成例を示す。ディジタル変調信号は、時系列で連なる複数の単位フレーム50から構成される。受信装置は、時系列で連なる複数の単位フレーム50のうち、自らに割り当てられた単位フレーム50を受信し、シンボル符号を抽出してディジタル復調を行う。   FIG. 4 shows a configuration example of a digital modulation signal handled in digital wireless communication. The digital modulation signal is composed of a plurality of unit frames 50 that are continuous in time series. The receiving apparatus receives a unit frame 50 allocated to itself among a plurality of unit frames 50 connected in time series, extracts a symbol code, and performs digital demodulation.

図5に従来技術における受信装置5の構成を示す。受信装置5は、アンテナ10、無線受信部12、直交検波部14、記憶型同期復調部70、符号検波部36、フレーム検出部38、制御部40、クロック信号生成部18を備えて構成される。受信装置5は、制御部40の制御によって自らに割り当てられた単位フレーム50に対応するディジタル変調信号を復調する。また、受信装置5は、ディジタル変調信号を送信する送信装置とは独立に動作するため、ディジタル変調信号のシンボル周期と、シンボル符号を抽出するためにクロック信号生成部18が生成するクロック信号CKのクロック周期とは同期がとられていない。そこで、受信装置5は、シンボル周期と同期した、シンボル符号を得ることができるI/Q信号を再生する記憶型同期復調部70を備えることにより、ディジタル変調信号からディジタル信号を抽出することを可能としている。以下、受信装置5の具体的な動作について説明する。   FIG. 5 shows the configuration of the receiving device 5 in the prior art. The receiving device 5 includes an antenna 10, a radio receiving unit 12, a quadrature detection unit 14, a storage type synchronous demodulation unit 70, a code detection unit 36, a frame detection unit 38, a control unit 40, and a clock signal generation unit 18. . The receiving device 5 demodulates the digital modulation signal corresponding to the unit frame 50 allocated to itself under the control of the control unit 40. Since the receiving device 5 operates independently of the transmitting device that transmits the digital modulation signal, the symbol period of the digital modulation signal and the clock signal CK generated by the clock signal generation unit 18 to extract the symbol code are extracted. It is not synchronized with the clock period. Therefore, the receiving device 5 can extract a digital signal from a digital modulation signal by including a storage type synchronous demodulation unit 70 that reproduces an I / Q signal that can obtain a symbol code synchronized with a symbol period. It is said. Hereinafter, a specific operation of the receiving device 5 will be described.

無線受信部12は、アンテナ10を介して受信したディジタル変調信号に対して高周波増幅、中間周波数への周波数変換、中間周波数増幅を施し、直交検波部14に入力する。直交検波部14は、入力された単位フレーム50に対応するディジタル変調信号からI/Q信号を抽出して記憶型同期復調部70に入力する。   The radio reception unit 12 performs high frequency amplification, frequency conversion to an intermediate frequency, and intermediate frequency amplification on the digital modulation signal received via the antenna 10 and inputs the result to the quadrature detection unit 14. The quadrature detection unit 14 extracts an I / Q signal from the digital modulation signal corresponding to the input unit frame 50 and inputs the I / Q signal to the storage type synchronous demodulation unit 70.

記憶型同期復調部70は、A/D変換部20、位相差推定部72、単位フレーム記憶部80、I/Q信号再生部82を備えて構成される。記憶型同期復調部70に入力されたI/Q信号はA/D変換部20に入力される。A/D変換部20は、I信号およびQ信号のそれぞれをクロック信号生成部18が出力するクロック信号CKの周期に従って離散化し、離散化I/Q信号として位相差推定部72および単位フレーム記憶部80に入力する。クロック信号CKの周期がシンボル周期のL分の1であるものとすると(Lは2以上の整数である。)、離散化する時間間隔は、I/Q信号のシンボル周期をL分割した時間間隔となる。   The storage-type synchronous demodulator 70 includes an A / D converter 20, a phase difference estimator 72, a unit frame storage unit 80, and an I / Q signal reproduction unit 82. The I / Q signal input to the storage type synchronous demodulator 70 is input to the A / D converter 20. The A / D conversion unit 20 discretizes each of the I signal and the Q signal according to the period of the clock signal CK output from the clock signal generation unit 18, and the phase difference estimation unit 72 and the unit frame storage unit as a discretized I / Q signal Enter 80. Assuming that the period of the clock signal CK is 1 / L of the symbol period (L is an integer of 2 or more), the time interval for discretization is the time interval obtained by dividing the symbol period of the I / Q signal by L. It becomes.

上述のように、ディジタル変調信号のシンボル周期と、クロック信号CKの周期とは同期がとられていないため、I/Q信号のシンボル点から得られる位相と離散化点(振幅時間平面上に表される離散化された点をいう。)から得られる基準信号の位相との間には差が生じる。   As described above, since the symbol period of the digital modulation signal and the period of the clock signal CK are not synchronized, the phase obtained from the symbol point of the I / Q signal and the discretization point (represented on the amplitude time plane). Difference between the phase of the reference signal obtained from the discretized point.

図6はその様子を示したものである。図6(a)の点e0〜点eN-1は離散化されたI信号の自乗と離散化されたQ信号の自乗との和である離散化された自乗和信号を、曲線Aは離散化されていない自乗和信号を表したものである。曲線A上の点E0〜EJ-1はI/Q信号のシンボル点を表す。一般に、I/Q信号には帯域制限が施されるため、シンボル点と自乗和信号の極大値が現れる点とは一致しない。ここでは説明の便宜上、I/Q信号に帯域制限が施されていない場合について考え、シンボル点E0〜EJ-1は曲線Aの極大値が現れる点と一致するものとしている。図6(b)の曲線Bは基準余弦波信号を表したものである。ここで、基準余弦波信号は、自乗和信号からシンボル周波数成分を抽出するための余弦波信号であり、単位フレーム50に対応するI/Q信号の離散化点のうち最初に現れるものを位相の零点とする。また、図6(c)の曲線Dは基準正弦波信号を表したものである。ここで、基準正弦波信号とは、自乗和信号からシンボル周波数成分を抽出するための正弦波信号であり、単位フレーム50に対応するI/Q信号の離散化点のうち最初に現れるものを位相の零点とする。 FIG. 6 shows this situation. Point e 0 to point e N-1 in FIG. 6A is a discretized square sum signal that is the sum of the square of the discretized I signal and the square of the discretized Q signal, and curve A is It represents a square sum signal that has not been discretized. Points E 0 to E J-1 on the curve A represent symbol points of the I / Q signal. Generally, since band limitation is applied to an I / Q signal, the symbol point does not coincide with the point at which the maximum value of the square sum signal appears. Here, for convenience of explanation, the case where the band limitation is not applied to the I / Q signal is considered, and the symbol points E 0 to E J-1 are assumed to coincide with the point where the maximum value of the curve A appears. Curve B in FIG. 6B represents the reference cosine wave signal. Here, the reference cosine wave signal is a cosine wave signal for extracting a symbol frequency component from the square sum signal, and the first appearing discretization point of the I / Q signal corresponding to the unit frame 50 is the phase. Set to zero. A curve D in FIG. 6C represents a reference sine wave signal. Here, the reference sine wave signal is a sine wave signal for extracting a symbol frequency component from the sum of squares signal, and the first appearing discretization point of the I / Q signal corresponding to the unit frame 50 is a phase. Of zero.

図6では、シンボル点が現れる時刻tAj(jは0からJ−1までの整数でありJは単位フレーム50に含まれるシンボル点の数である。単位フレーム50に含まれる離散化点の数をNとすればN=LJの関係がある。)と曲線Bの極大値が現れる時刻tBjとの間には時間差Δt=tAj−tBjが生じている。これをシンボル周期Tを基準とした位相に換算すると、位相差Δθ=2πΔt/Tとなる。位相差Δθは基準余弦波信号の極大値が現れる点の位相を基準とするため、図6の場合Δθは正値となる。位相差ΔθはI/Q信号のシンボル周波数成分を表す信号と離散化点で規定される基準信号との間の位相差であるといえる。 In FIG. 6, the time t Aj at which the symbol point appears (j is an integer from 0 to J−1, and J is the number of symbol points included in the unit frame 50. The number of discretization points included in the unit frame 50. If N is N, there is a relationship N = LJ.) And a time t Bj at which the maximum value of the curve B appears is a time difference Δt = t Aj −t Bj . When this is converted into a phase based on the symbol period T, a phase difference Δθ = 2πΔt / T is obtained. Since the phase difference Δθ is based on the phase of the point where the maximum value of the reference cosine wave signal appears, Δθ is a positive value in the case of FIG. It can be said that the phase difference Δθ is a phase difference between the signal representing the symbol frequency component of the I / Q signal and the reference signal defined by the discretization point.

位相差推定部72は、自乗和算出部74、余弦成分抽出部76a、正弦成分抽出部76b、逆正接算出部78を備えて構成され、次の(i)から(iii)に示す処理に従って位相差Δθを算出する。(i)自乗和信号を算出する。(ii)自乗和信号に含まれる基準余弦波成分Cおよび基準正弦波成分Sを算出する。(iii)基準正弦波成分Sの基準余弦波成分Cに対する比の逆正接に基づいて位相差Δθを算出する。   The phase difference estimation unit 72 includes a square sum calculation unit 74, a cosine component extraction unit 76a, a sine component extraction unit 76b, and an arctangent calculation unit 78. The phase difference estimation unit 72 is arranged according to the following processes (i) to (iii). The phase difference Δθ is calculated. (I) A square sum signal is calculated. (Ii) A reference cosine wave component C and a reference sine wave component S included in the square sum signal are calculated. (Iii) The phase difference Δθ is calculated based on the arc tangent of the ratio of the reference sine wave component S to the reference cosine wave component C.

上記(i)から(iii)の処理を行うための位相差推定部72の具体的な処理について説明する。自乗和算出部74は、離散化されたI信号の自乗と離散化されたQ信号の自乗を算出し加算することで、離散化された自乗和信号を算出する。離散化された自乗和信号の離散化値ukは、離散化I/Q信号をなすI信号の離散化値IkおよびQ信号の離散化値Qkによって、次の(1)式のように表される。
(数1)u=I +Q (1)
ただし、kは0からN−1までの整数であり、Nは単位フレーム50に含まれる離散化点の数を表す。
A specific process of the phase difference estimation unit 72 for performing the processes (i) to (iii) will be described. The sum of squares calculation unit 74 calculates a discretized square sum signal by calculating and adding the square of the discretized I signal and the square of the discretized Q signal. The discretized value u k of the discretized square sum signal is expressed by the following equation (1) by the discretized value I k of the I signal forming the discretized I / Q signal and the discretized value Q k of the Q signal. It is expressed in
(Equation 1) u k = I k 2 + Q k 2 (1)
However, k is an integer from 0 to N−1, and N represents the number of discretization points included in the unit frame 50.

余弦成分抽出部76aは離散化された自乗和信号に対して、次の(2)式で表される基準余弦波成分に対するフーリエ変換を行う。
(数2)C=Σukcos(2πkτ/T) (2)
ここに、Σはk=0からk=N−1までの累積加算を行うことを意味する。Tは予め定められたシンボル周期である。τは離散化の時間間隔でありτ=T/Lの関係がある。また、cos(2πkτ/T)は図6(b)に示される曲線Bで表される信号に相当するものであり、基準余弦波信号の離散化値を意味する。
The cosine component extraction unit 76a performs Fourier transform on the reference cosine wave component expressed by the following equation (2) with respect to the squared sum signal.
(Expression 2) C = Σu k cos (2πkτ / T) (2)
Here, Σ means that cumulative addition from k = 0 to k = N−1 is performed. T is a predetermined symbol period. τ is a discretization time interval and has a relationship of τ = T / L. Further, cos (2πkτ / T) corresponds to the signal represented by the curve B shown in FIG. 6B, and means a discretized value of the reference cosine wave signal.

正弦成分抽出部76bは離散化された自乗和信号に対して、次の(3)式で表される基準正弦波成分に対するフーリエ変換を行う。
(数3)S=Σuksin(2πkτ/T) (3)
ここに、Σはk=0からk=N−1までの累積加算を行うことを意味する。sin(2πkτ/T)は図6(c)に示される曲線Dで表される信号に相当するものであり、基準正弦波信号の離散化値を意味する。
The sine component extraction unit 76b performs Fourier transform on the reference sine wave component expressed by the following equation (3) for the squared sum signal.
(Expression 3) S = Σu k sin (2πkτ / T) (3)
Here, Σ means that cumulative addition from k = 0 to k = N−1 is performed. sin (2πkτ / T) corresponds to the signal represented by the curve D shown in FIG. 6C, and means a discretized value of the reference sine wave signal.

逆正接算出部78は、余弦成分抽出部76aおよび正弦成分抽出部76bの算出結果から、次の(4−1)または(4−2)式に従って位相差Δθを算出する。位相差Δθは−π/2から3π/2までの値をとり得る。
(数4−1)Cが正およびSが正のとき、またはCが正およびSが負のとき
Δθ=arctan(S/C) (4−1)
(数4−2)Cが負およびSが正のとき、またはCが負およびSが負のとき
Δθ=arctan(S/C)+π (4−2)
ここで、arctanは−π/2からπ/2までの主値をとるものとする。
The arctangent calculation unit 78 calculates the phase difference Δθ according to the following equation (4-1) or (4-2) from the calculation results of the cosine component extraction unit 76a and the sine component extraction unit 76b. The phase difference Δθ can take a value from −π / 2 to 3π / 2.
(Equation 4-1) When C is positive and S is positive, or when C is positive and S is negative, Δθ = arctan (S / C) (4-1)
(Expression 4-2) When C is negative and S is positive, or when C is negative and S is negative, Δθ = arctan (S / C) + π (4-2)
Here, arctan assumes a main value from −π / 2 to π / 2.

位相差推定部72は、逆正接算出部78が算出した位相差ΔθをI/Q信号再生部82に入力する。(2)式および(3)式から判るように、位相差Δθを算出するためにはk=0からk=N−1までの累積加算を行う必要がある。したがって、位相差推定部72に離散化I/Q信号が入力され位相差Δθが算出されるまでには、少なくとも累積加算を行う時間、すなわち単位フレーム50の時間長だけの時間を必要とする。   The phase difference estimation unit 72 inputs the phase difference Δθ calculated by the arctangent calculation unit 78 to the I / Q signal reproduction unit 82. As can be seen from the equations (2) and (3), in order to calculate the phase difference Δθ, it is necessary to perform cumulative addition from k = 0 to k = N−1. Therefore, at least the time for performing cumulative addition, that is, the time length of the unit frame 50 is required until the discretized I / Q signal is input to the phase difference estimation unit 72 and the phase difference Δθ is calculated.

位相差推定部72が位相差Δθを算出する間、単位フレーム記憶部80は離散化I/Q信号の値を記憶して保持する。単位フレーム記憶部80は、位相差ΔθがI/Q信号再生部82に入力されると共に、記憶していた離散化I/Q信号をI/Q信号再生部82に入力する。   While the phase difference estimation unit 72 calculates the phase difference Δθ, the unit frame storage unit 80 stores and holds the value of the discretized I / Q signal. The unit frame storage unit 80 inputs the phase difference Δθ to the I / Q signal reproduction unit 82 and inputs the stored discretized I / Q signal to the I / Q signal reproduction unit 82.

I/Q信号再生部82は、位相差Δθおよび離散化I/Q信号に基づいて、I信号およびQ信号のそれぞれについてシンボル点での値を算出する補間演算を行い、シンボル周期TごとにI信号およびQ信号のそれぞれについての演算結果を出力する。図6に示されるように、自乗和信号に含まれるシンボル周波数成分の信号と、離散化点によって規定される基準余弦波信号との間にはΔθだけの位相差がある。そのため、離散化I/Q信号の離散化値のいずれかを、シンボル点が示す値として抽出することができず、離散化点からΔt=TΔθ/(2π)の時間を隔てた点における値を補間演算によって算出する。   Based on the phase difference Δθ and the discretized I / Q signal, the I / Q signal reproduction unit 82 performs an interpolation operation for calculating a value at a symbol point for each of the I signal and the Q signal, and performs the I / Q signal reproduction for each symbol period T. An operation result for each of the signal and the Q signal is output. As shown in FIG. 6, there is a phase difference of Δθ between the signal of the symbol frequency component included in the square sum signal and the reference cosine wave signal defined by the discretization point. Therefore, any of the discretized values of the discretized I / Q signal cannot be extracted as the value indicated by the symbol point, and the value at a point that is separated from the discretized point by a time of Δt = TΔθ / (2π). Calculated by interpolation calculation.

I/Q信号再生部82では、L個の離散化値ごとに一つの補間値が出力される。このような処理によって、時間Lτごと、すなわちシンボル周期Tごとに送信装置側で与えられた値に対応する値を示す再生I/Q信号が生成される。I/Q信号再生部82は、再生I/Q信号をフレーム検出部38および符号検波部36に入力する。   In the I / Q signal reproducing unit 82, one interpolation value is output for every L discretized values. By such processing, a reproduction I / Q signal indicating a value corresponding to a value given on the transmission device side is generated every time Lτ, that is, every symbol period T. The I / Q signal reproduction unit 82 inputs the reproduction I / Q signal to the frame detection unit 38 and the code detection unit 36.

フレーム検出部38は、再生I信号および再生Q信号のそれぞれの波形の変化パターンと、予め記憶されている波形の変化パターンとの相関値を算出して制御部40に入力する。制御部40は、当該相関値に基づいて、受信された単位フレーム50が受信装置5に割り当てられているものであるか否かを判定し、判定結果およびクロック信号CKに基づいて、割り当てられている単位フレーム50のみを復調するよう受信装置5の各構成部を制御する。   The frame detection unit 38 calculates a correlation value between each waveform change pattern of the reproduction I signal and the reproduction Q signal and a waveform change pattern stored in advance, and inputs the correlation value to the control unit 40. Based on the correlation value, the control unit 40 determines whether or not the received unit frame 50 is assigned to the receiving device 5, and is assigned based on the determination result and the clock signal CK. Each component of the receiving device 5 is controlled to demodulate only the unit frame 50 that is present.

符号検波部36は、再生I/Q信号からシンボル符号を得て、時系列で連なるシンボル符号をディジタル信号として出力する。   The code detector 36 obtains a symbol code from the reproduced I / Q signal, and outputs a time-sequential symbol code as a digital signal.

このような構成により、受信装置5は、ディジタル変調信号のシンボル周期とクロック信号CKのクロック周期との同期がとられていない場合であっても、ディジタル変調信号からディジタル信号を抽出することが可能となる。   With such a configuration, the receiving device 5 can extract a digital signal from the digital modulation signal even when the symbol period of the digital modulation signal and the clock period of the clock signal CK are not synchronized. It becomes.

ここで説明した記憶型同期復調部70と同様の構成については、次の文献に開示されている。   A configuration similar to that of the storage-type synchronous demodulator 70 described here is disclosed in the following document.

松本洋一、守倉正博、加藤修三、「バーストモード全ディジタル化高速クロック再生回路−蓄積型クロック再生方式−」、電子情報通信学会論文誌 B−II Vol.J75−B−II No.6 pp.354−362 1992年5月Yoichi Matsumoto, Masahiro Morikura, Shuzo Kato, “Burst Mode Fully Digitized High-speed Clock Recovery Circuit-Storage Clock Recovery Method”, IEICE Transactions B-II Vol. J75-B-II No. 6 pp. 354-362 May 1992

従来技術における受信装置5では、位相差推定部72が位相差Δθを算出する間、単位フレーム記憶部80は離散化I/Q信号の値を記憶して待機する。これは、単位フレーム50ごとに位相差Δθが変動することを想定し、再生I/Q信号を生成しようとする離散化I/Q信号そのものに基づいて算出された位相差Δθを適用して再生I/Q信号を生成するためである。したがって、記憶型同期復調部70にディジタル変調信号が入力されてから再生I/Q信号が出力されるまで、少なくとも単位フレーム50の時間長だけの時間が必要となる。そのため、単位フレーム50に対応するディジタル変調信号を受信したすぐ後に、そのディジタル変調信号から抽出されたディジタル信号に基づいた処理を行うことができないという問題が受信装置5にはあった。   In the receiving apparatus 5 according to the conventional technique, the unit frame storage unit 80 stores the value of the discretized I / Q signal and waits while the phase difference estimation unit 72 calculates the phase difference Δθ. This assumes that the phase difference Δθ varies for each unit frame 50 and applies the phase difference Δθ calculated based on the discretized I / Q signal itself to generate the reproduction I / Q signal. This is for generating an I / Q signal. Therefore, at least the time length of the unit frame 50 is required from the input of the digital modulation signal to the storage-type synchronous demodulator 70 until the reproduction I / Q signal is output. For this reason, the receiving device 5 has a problem that processing based on the digital signal extracted from the digital modulation signal cannot be performed immediately after receiving the digital modulation signal corresponding to the unit frame 50.

本発明は、このような課題に対してなされたものであり、ディジタル変調信号等の入力信号から情報を迅速に取得することが可能な復調装置を提供する。   The present invention has been made for such a problem, and provides a demodulator capable of quickly acquiring information from an input signal such as a digital modulation signal.

本発明は、入力信号を離散化して離散化入力信号として出力する離散化部と、前記入力信号が情報を示すタイミングである情報タイミングに前記入力信号が示す値を、前記離散化入力信号に基づいて求めて出力する復調部と、を備える復調装置であって、前記離散化部は、有限の時間長の入力信号を離散化して有限長離散化入力信号として出力し、前記復調部は、前記有限長離散化入力信号の一部分である部分離散化入力信号を前記離散化部において離散化したタイミングに基づいて基準位相を設定し、前記部分離散化入力信号の情報タイミングから求まる位相と前記基準位相との差である位相差を算出する位相差算出手段と、前記位相差に基づいて、前記部分離散化入力信号の情報タイミングにおける値を算出する入力信号再生手段と、を備えることを特徴とする。   The present invention relates to a discretization unit that discretizes an input signal and outputs the discretized input signal, and a value indicated by the input signal at an information timing that is a timing at which the input signal indicates information, based on the discretized input signal. A demodulating device comprising: a demodulating unit comprising: a demodulating unit including: a discretizing unit that discretizes an input signal having a finite time length and outputs the input signal as a finite discretized input signal; A reference phase is set based on the timing at which the partially discretized input signal, which is a part of the finite-length discretized input signal, is discretized by the discretizer, and the phase obtained from the information timing of the partially discretized input signal and the reference phase A phase difference calculating means for calculating a phase difference that is a difference between the first and second input signals, and an input signal reproducing means for calculating a value at an information timing of the partially discretized input signal based on the phase difference. Characterized in that it obtain.

また、本発明に係る復調装置においては、前記復調部は、前記位相差に基づいてタップ係数を決定するディジタルフィルタを備える構成とすることが好適である。   In the demodulator according to the present invention, it is preferable that the demodulator includes a digital filter that determines a tap coefficient based on the phase difference.

また、本発明は、入力信号を離散化して離散化入力信号として出力する離散化部と、前記入力信号が情報を示すタイミングである情報タイミングに前記入力信号が示す値を、前記離散化入力信号に基づいて求めて出力する復調部と、を備える復調装置であって、前記復調部は、前記離散化部において第1の入力信号を離散化したタイミングに基づいて基準位相を設定し、前記第1の入力信号の情報タイミングから求まる位相と前記基準位相との差である位相差を、前記第1の入力信号の離散化信号に基づいて算出する位相差算出手段と、前記位相差に基づいて、前記第1の入力信号より後に入力される第2の入力信号の情報タイミングにおける値を算出する入力信号再生手段と、を備えることを特徴とする。   The present invention also provides a discretization unit that discretizes an input signal and outputs the discretized input signal, a value indicated by the input signal at an information timing at which the input signal indicates information, and the discretized input signal. And a demodulator for obtaining and outputting based on the timing at which the first input signal is discretized in the discretizer, and the demodulator sets the reference phase. Phase difference calculating means for calculating a phase difference, which is a difference between a phase obtained from information timing of one input signal and the reference phase, based on a discretized signal of the first input signal, and based on the phase difference And input signal reproducing means for calculating a value at the information timing of the second input signal inputted after the first input signal.

また、本発明に係る復調装置においては、前記復調部は、前記位相差に基づいてタップ係数を決定するディジタルフィルタを備える構成とすることが好適である。   In the demodulator according to the present invention, it is preferable that the demodulator includes a digital filter that determines a tap coefficient based on the phase difference.

また、本発明に係る復調装置においては、前記第1の入力信号と前記第2の入力信号は、同一の単位フレーム内に含まれる信号とすることが好適である。   In the demodulator according to the present invention, it is preferable that the first input signal and the second input signal are signals included in the same unit frame.

また、直交変調信号を受信する無線受信部と、前記無線受信部が出力する信号からディジタル信号を抽出するディジタル復調部と、を備える本発明に係る受信システムにおいては、前記ディジタル復調部は、本発明に係る復調装置を備え、当該復調装置が出力する信号からディジタル信号を抽出する構成とすることが好適である。   In the receiving system according to the present invention, comprising: a radio reception unit that receives an orthogonal modulation signal; and a digital demodulation unit that extracts a digital signal from a signal output from the radio reception unit. It is preferable that the demodulator according to the invention is provided and a digital signal is extracted from a signal output from the demodulator.

本発明によれば、有限長離散化入力信号の一部分である部分離散化入力信号に基づいて位相差が算出され、これに基づいて当該部分離散化入力信号の情報タイミングにおける値が算出される。これによって、有限長離散化入力信号すべてに基づいて当該有限長離散化入力信号の情報タイミングにおける値を算出する場合に比して、処理を迅速に行うことができる。   According to the present invention, the phase difference is calculated based on the partially discretized input signal that is a part of the finite-length discretized input signal, and based on this, the value at the information timing of the partially discretized input signal is calculated. As a result, processing can be performed more quickly than in the case where the value at the information timing of the finite-length discretized input signal is calculated based on all the finite-length discretized input signals.

また、本発明によれば、第2の入力信号の情報タイミングにおける値は、第1の入力信号に基づいて算出された位相差に基づいて算出される。第2の入力信号の情報タイミングを算出するに際しては、第1の入力信号に基づいて算出された位相差が適用されるため、処理時間を低減することができる。   Also, according to the present invention, the value at the information timing of the second input signal is calculated based on the phase difference calculated based on the first input signal. When calculating the information timing of the second input signal, the phase difference calculated based on the first input signal is applied, so that the processing time can be reduced.

また、本発明によれば、受信した信号から情報を迅速に取得することが可能な受信装置を実現することができる。   Further, according to the present invention, it is possible to realize a receiving apparatus that can quickly acquire information from a received signal.

図1に本発明の第1の実施形態に係る受信装置1の構成を示す。受信装置1は、アンテナ10、無線受信部12、直交検波部14、分割記憶型同期復調部17、符号検波部36、フレーム検出部38、制御部40、クロック信号生成部18を備えて構成される。   FIG. 1 shows the configuration of a receiving apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. The receiving apparatus 1 includes an antenna 10, a radio receiving unit 12, an orthogonal detection unit 14, a divided storage type synchronous demodulation unit 17, a code detection unit 36, a frame detection unit 38, a control unit 40, and a clock signal generation unit 18. The

無線受信部12は、アンテナ10を介して受信したディジタル変調信号に対して高周波増幅、中間周波数への周波数変換、中間周波数増幅を施し、直交検波部14に入力する。直交検波部14は、ディジタル変調信号からI/Q信号を抽出して分割記憶型同期復調部17に入力する。   The radio reception unit 12 performs high frequency amplification, frequency conversion to an intermediate frequency, and intermediate frequency amplification on the digital modulation signal received via the antenna 10 and inputs the result to the quadrature detection unit 14. The quadrature detection unit 14 extracts an I / Q signal from the digital modulation signal and inputs the I / Q signal to the divided storage type synchronous demodulation unit 17.

分割記憶型同期復調部17は、A/D変換部20、位相差推定部23、分割フレーム記憶部44、I/Q信号再生部34を備えて構成される。   The divided memory type synchronous demodulator 17 includes an A / D converter 20, a phase difference estimator 23, a divided frame memory 44, and an I / Q signal regenerator 34.

分割記憶型同期復調部17に入力されたI/Q信号はA/D変換部20に入力される。A/D変換部20は、I信号およびQ信号のそれぞれをクロック信号生成部18が出力するクロック信号CKの周期で離散化し、離散化I/Q信号として位相差推定部23および分割フレーム記憶部44に入力する。なお、A/D変換部20は、クロック信号CKの周期より短い時間でI/Q信号を離散化する補間手段を設けることにより、クロック信号CKの周期より短い時間間隔で離散化された離散化I/Q信号を出力する構成とすることも可能である。この補間手段としては、非特許文献1に記載されている中間値インタポレータを適用することが好適である。   The I / Q signal input to the divided storage type synchronous demodulator 17 is input to the A / D converter 20. The A / D conversion unit 20 discretizes each of the I signal and the Q signal at the period of the clock signal CK output from the clock signal generation unit 18, and the phase difference estimation unit 23 and the divided frame storage unit as a discretized I / Q signal 44. The A / D converter 20 is provided with an interpolating unit that discretizes the I / Q signal in a time shorter than the cycle of the clock signal CK, thereby discretizing the discretized at a time interval shorter than the cycle of the clock signal CK. A configuration for outputting an I / Q signal is also possible. As the interpolation means, it is preferable to apply an intermediate value interpolator described in Non-Patent Document 1.

位相差推定部23は、自乗和算出部24、余弦成分抽出部26a、正弦成分抽出部26b、逆正接算出部28を備えて構成される。図5の位相差推定部72が単位フレーム50に基づいて位相差Δθを算出するのに対し、位相差推定部23は単位フレーム50を分割した信号である分割フレーム50aに基づいて位相差Δθを算出する。図2に単位フレーム50と分割フレーム50aとの関係を示す。N個の離散化点を含む単位フレーム50は、M個の離散化点を含む分割フレーム50aを含んで構成される。単位フレーム50の最後に現れる分割フレーム50aは、NをMで除した余りだけ多くの離散化点を含むため、ME個の離散化点を含むものとする。各分割フレーム50aの最初の離散化点は、単位フレーム50の最初の離散化点からM個ごとに現れる。分割フレーム50aが含む離散化点の数Mは、単位フレーム50が含む離散化点の数N未満の範囲で任意に設定することができる。しかし、シンボルクロック周期を抽出する際の精度の観点から、Mτがシンボル周期Tの整数倍になるようにMを設定することが望ましい。 The phase difference estimator 23 includes a square sum calculator 24, a cosine component extractor 26a, a sine component extractor 26b, and an arctangent calculator 28. 5 calculates the phase difference Δθ based on the unit frame 50, whereas the phase difference estimation unit 23 calculates the phase difference Δθ based on the divided frame 50a that is a signal obtained by dividing the unit frame 50. calculate. FIG. 2 shows the relationship between the unit frame 50 and the divided frame 50a. The unit frame 50 including N discretization points includes a divided frame 50a including M discretization points. The divided frame 50a that appears at the end of the unit frame 50 includes M E discretization points because N includes M more discretization points. The first discretization point of each divided frame 50 a appears every M times from the first discretization point of the unit frame 50. The number M of discretization points included in the divided frame 50a can be arbitrarily set in a range less than the number N of discretization points included in the unit frame 50. However, from the viewpoint of accuracy in extracting the symbol clock period, it is desirable to set M so that Mτ is an integral multiple of the symbol period T.

位相差推定部23には、制御部40から分割フレーム50aの受信が開始されるタイミングを示す分割フレーム情報Rが入力される。位相差推定部23は、分割フレーム情報Rが入力されたときに、分割フレーム50aに対する位相差Δθの算出を開始する。   Divided frame information R indicating the timing at which reception of the divided frame 50 a is started from the control unit 40 is input to the phase difference estimation unit 23. When the divided frame information R is input, the phase difference estimation unit 23 starts calculating the phase difference Δθ for the divided frame 50a.

自乗和算出部24は、離散化されたI信号の自乗と離散化されたQ信号の自乗を算出して加算することで、離散化された自乗和信号を算出する。離散化された自乗和信号の離散化値upは、離散化I/Q信号をなすI信号の離散化値IpおよびQ信号の離散化値Qpによって、次の(5)式のように表される。
(数5)u=I +Q (5)
ただし、pはqからq+M−1まで(単位フレーム50の最後に現れる分割フレーム50aについてはp=q+ME−1まで)の整数である。qは分割フレーム50aに含まれる離散化点のうち最初に現れるものの番号を示し、Mは分割フレーム50aに含まれる離散化点の数を表す。
The sum of squares calculation unit 24 calculates a discretized square sum signal by calculating and adding the square of the discretized I signal and the square of the discretized Q signal. The discretized value u p of the discretized square sum signal is expressed by the following equation (5) according to the discretized value I p of the I signal and the discretized value Q p of the Q signal. It is expressed in
(Expression 5) u p = I p 2 + Q p 2 (5)
However, p is an integer from q to q + M−1 (up to p = q + M E −1 for the divided frame 50a that appears at the end of the unit frame 50). q represents the number of the first appearing discretization point included in the divided frame 50a, and M represents the number of discretization points included in the divided frame 50a.

余弦成分抽出部26aは離散化された自乗和信号に対して、次の(6)式で表される基準余弦波成分に対するフーリエ変換を行う。
(数6)C=Σupcos(2πpτ/T) (6)
ここに、Σはp=qからp=q+M−1まで(単位フレーム50の最後に現れる分割フレーム50aについてはp=q+ME−1まで)の累積加算を行うことを意味する。τは離散化の時間間隔、Tは予め定められたシンボル周期である。また、cos(2πpτ/T)は図6(b)に示される曲線Bで表される信号に相当するものであり、基準余弦波信号の離散化値を意味する。
The cosine component extraction unit 26a performs a Fourier transform on the reference cosine wave component expressed by the following equation (6) on the digitized square sum signal.
(Number 6) C = Σu p cos ( 2πpτ / T) (6)
Here, Σ means that cumulative addition from p = q to p = q + M−1 (up to p = q + M E −1 for the divided frame 50a appearing at the end of the unit frame 50) is performed. τ is a discretization time interval, and T is a predetermined symbol period. Further, cos (2πpτ / T) corresponds to the signal represented by the curve B shown in FIG. 6B, and means a discretized value of the reference cosine wave signal.

正弦成分抽出部26bは離散化された自乗和信号に対して、次の(7)式で表される基準正弦波成分に対するフーリエ変換を行う。
(数7)S=Σupsin(2πpτ/T) (7)
ここに、Σはp=qからp=q+M−1まで(単位フレーム50の最後に現れる分割フレーム50aについてはp=q+ME−1まで)の累積加算を行うことを意味する。sin(2πpτ/T)は図6(c)に示される曲線Dで表される信号に相当するものであり、基準正弦波信号の離散化値を意味する。
The sine component extraction unit 26b performs Fourier transform on the reference sine wave component expressed by the following equation (7) for the squared sum signal.
(Number 7) S = Σu p sin ( 2πpτ / T) (7)
Here, Σ means that cumulative addition from p = q to p = q + M−1 (up to p = q + M E −1 for the divided frame 50a appearing at the end of the unit frame 50) is performed. sin (2πpτ / T) corresponds to the signal represented by the curve D shown in FIG. 6C, and means a discretized value of the reference sine wave signal.

逆正接算出部28は、余弦成分抽出部26aおよび正弦成分抽出部26bの算出結果から、次の(8−1)式または(8−2)式に従って位相差Δθを算出する。
(数8−1)Cが正およびSが正のとき、またはCが正およびSが負のとき
Δθ=arctan(S/C) (8−1)
(数8−2)Cが負およびSが正のとき、またはCが負およびSが負のとき
Δθ=arctan(S/C)+π (8−2)
ここで、arctanは−π/2からπ/2までの主値をとるものとする。
The arc tangent calculation unit 28 calculates the phase difference Δθ from the calculation results of the cosine component extraction unit 26a and the sine component extraction unit 26b according to the following equation (8-1) or (8-2).
(Expression 8-1) When C is positive and S is positive, or when C is positive and S is negative, Δθ = arctan (S / C) (8-1)
(Equation 8-2) When C is negative and S is positive, or when C is negative and S is negative, Δθ = arctan (S / C) + π (8-2)
Here, arctan assumes a main value from −π / 2 to π / 2.

位相差推定部23は、逆正接算出部28が算出した位相差ΔθをI/Q信号再生部34に入力する。(6)式および(7)式から判るように、位相差Δθを算出するためにはp=qからp=q+M−1まで(単位フレーム50の最後に現れる分割フレーム50aについてはp=q+ME−1まで)の累積加算を行う必要がある。したがって、位相差推定部23に離散化I/Q信号が入力され位相差Δθが算出されるまでには、少なくとも累積加算を行う時間、すなわち分割フレーム50aの時間長だけの時間を必要とする。 The phase difference estimation unit 23 inputs the phase difference Δθ calculated by the arctangent calculation unit 28 to the I / Q signal reproduction unit 34. (6) and (7) As can be seen from the equation, for the last occurrence division frame 50a (unit frame 50 from p = q to p = q + M-1 in order to calculate a phase difference Δθ p = q + M E Up to -1). Therefore, at least the time for performing cumulative addition, that is, the time length of the divided frame 50a is required before the discretized I / Q signal is input to the phase difference estimation unit 23 and the phase difference Δθ is calculated.

位相差推定部23が位相差Δθを算出する間、分割フレーム記憶部44は離散化I/Q信号の値を記憶して保持する。分割フレーム記憶部44は、位相差ΔθがI/Q信号再生部34に入力されると共に、離散化I/Q信号をI/Q信号再生部34に入力する。   While the phase difference estimation unit 23 calculates the phase difference Δθ, the divided frame storage unit 44 stores and holds the value of the discretized I / Q signal. In the divided frame storage unit 44, the phase difference Δθ is input to the I / Q signal reproduction unit 34 and the discretized I / Q signal is input to the I / Q signal reproduction unit 34.

I/Q信号再生部34は、位相差Δθおよび離散化I/Q信号に基づいて、I信号およびQ信号のそれぞれについてシンボル点での値を算出する補間演算を行い、シンボル周期TごとにI信号およびQ信号のそれぞれについての演算結果を出力する。I/Q信号再生部34は、タップ係数によって特性が定まるディジタルフィルタによって構成することが好適である。   Based on the phase difference Δθ and the discretized I / Q signal, the I / Q signal reproduction unit 34 performs an interpolation operation for calculating a value at a symbol point for each of the I signal and the Q signal, and performs the I / Q signal reproduction for each symbol period T. An operation result for each of the signal and the Q signal is output. The I / Q signal reproduction unit 34 is preferably configured by a digital filter whose characteristics are determined by tap coefficients.

ディジタルフィルタのタップ係数は、位相差Δθに基づいて決定される。先述のように、位相差Δθは、I/Q信号のシンボル周波数成分を表す信号と、離散化点で規定される基準信号との間の位相差を表す。基準信号は、最初に現れる離散化点を位相の零点とするため、最初に現れる離散化点から位相差Δθ隔てた時刻にシンボル点が存在することとなる。   The tap coefficient of the digital filter is determined based on the phase difference Δθ. As described above, the phase difference Δθ represents the phase difference between the signal representing the symbol frequency component of the I / Q signal and the reference signal defined by the discretization point. In the reference signal, since the first appearing discretization point is the zero point of the phase, there is a symbol point at a time separated from the first appearing discretization point by the phase difference Δθ.

I/Q信号再生部34は、離散化時間間隔τと位相差Δθに基づいて、補間演算に寄与させるP個(Pは2以上の整数である。)の離散化点ei〜ei+P-1のうちシンボル点から最も近傍に存在する近傍離散化点を選出し、近傍離散化点とシンボル点との間の時間差δtを算出する。 The I / Q signal reproduction unit 34 makes P (P is an integer of 2 or more) discretization points e i to e i + that contribute to the interpolation calculation based on the discretization time interval τ and the phase difference Δθ. The nearest discretization point that is present closest to the symbol point is selected from P-1 , and the time difference δt between the neighboring discretization point and the symbol point is calculated.

次に、I/Q信号再生部34は、補間演算に寄与させる離散化点ei〜ei+P-1のそれぞれついて、近傍離散化点までの時間ti〜ti+P-1を算出する。補間演算に寄与させる離散化点ei〜ei+P-1からシンボル点までの時間は、それぞれti+δt〜ti+P-1+δtとなる。 Next, the I / Q signal reproduction unit 34 calculates the time t i to t i + P-1 to the neighboring discretization point for each of the discretization points e i to e i + P-1 to be contributed to the interpolation calculation. calculate. The time from the discretized points e i to e i + P-1 to the symbol point to be contributed to the interpolation calculation is t i + δt to t i + P-1 + δt, respectively.

I/Q信号再生部34は、補間演算の公式に従い、時間ti+δt〜ti+P-1+δtに基づいてタップ係数W0〜WP−1を算出する。ここで、タップ係数W0〜WP−1は、シンボル点における補間値をW0ei+W1ei+1+・・・+WP−1ei+P-1のような畳み込み演算を以て表すものである。 The I / Q signal reproducing unit 34 calculates tap coefficients W0 to WP-1 based on the time t i + δt to t i + P-1 + δt according to the formula of the interpolation calculation. Here, the tap coefficients W0 to WP-1 represent the interpolation values at the symbol points by a convolution operation such as W0e i + W1e i + 1 +... + WP-1e i + P−1 .

つまり、I/Q信号再生部34は、自らが備えるディジタルフィルタに位相差推定部23が出力する位相差Δθを参照することによって定まるタップ係数W0〜WP−1を入力し、タップ係数W0〜WP−1と入力された離散化I/Q信号との畳み込み演算を行うことでシンボル点における補間値を算出する。   That is, the I / Q signal reproduction unit 34 inputs the tap coefficients W0 to WP-1 determined by referring to the phase difference Δθ output from the phase difference estimation unit 23 to the digital filter provided therein, and the tap coefficients W0 to WP. The interpolated value at the symbol point is calculated by performing a convolution operation with −1 and the input discrete I / Q signal.

I/Q信号再生部34は、クロック信号CKのパルスをカウントすることにより、L個の離散化値ごとに一つの補間値を出力する。補間値を出力する時間間隔は、クロック信号CKの周期に依存しているため、クロック信号CKの周期のL倍の時間Lτと、ディジタル変調信号が示すシンボル周期Tとの間の誤差が十分小さく抑えられていれば、1シンボル周期Tに含まれる離散化点から一つの補間値が算出され、一定時間間隔Lτ=Tごとにその値が出力されることとなる。   The I / Q signal reproducing unit 34 outputs one interpolation value for every L discrete values by counting the pulses of the clock signal CK. Since the time interval for outputting the interpolation value depends on the cycle of the clock signal CK, the error between the time Lτ which is L times the cycle of the clock signal CK and the symbol cycle T indicated by the digital modulation signal is sufficiently small. If it is suppressed, one interpolation value is calculated from the discretization points included in one symbol period T, and the value is output at every constant time interval Lτ = T.

I/Q信号再生部34は、このような処理によって、シンボル周期Tごとに送信装置側で与えられた値に対応した値を示す再生I/Q信号を生成する。I/Q信号再生部34は、再生I/Q信号をフレーム検出部38および符号検波部36に入力する。   Through such processing, the I / Q signal reproduction unit 34 generates a reproduction I / Q signal indicating a value corresponding to a value given on the transmission device side for each symbol period T. The I / Q signal reproduction unit 34 inputs the reproduction I / Q signal to the frame detection unit 38 and the code detection unit 36.

符号検波部36は、再生I/Q信号からシンボル符号を得て、時系列で連なるシンボル符号をディジタル信号として出力する。   The code detector 36 obtains a symbol code from the reproduced I / Q signal, and outputs a time-sequential symbol code as a digital signal.

フレーム検出部38は、再生I信号および再生Q信号のそれぞれの波形の変化パターンと、予め記憶されている波形の変化パターンとの相関値を算出して制御部40に入力する。制御部40は、当該相関値に基づいて、受信された単位フレーム50が受信装置1に割り当てられているものであるか否かを判定し、判定結果およびクロック信号CKに基づいて、割り当てられている単位フレーム50のみを復調するよう受信装置1の各構成部を制御する。   The frame detection unit 38 calculates a correlation value between each waveform change pattern of the reproduction I signal and the reproduction Q signal and a waveform change pattern stored in advance, and inputs the correlation value to the control unit 40. Based on the correlation value, the control unit 40 determines whether or not the received unit frame 50 is assigned to the receiving device 1, and is assigned based on the determination result and the clock signal CK. Each component of the receiving apparatus 1 is controlled to demodulate only the unit frame 50 that is present.

制御部40は、フレーム検出部38が出力する相関値に基づいて分割フレーム50aの受信が開始される時刻を検出する。複数の分割フレーム50aそれぞれの最初の離散化点が現れる時刻は、予め定められた離散化点の数Mによって推定することができる。そこで、制御部40は、単位フレーム50の受信が開始される時刻からの経過時間をクロック信号CKによって検出することで、分割フレーム50aの最初の離散化点が現れる時刻を検出する。そして、分割フレーム50aの受信が開始される時刻には、分割フレーム情報Rを位相差推定部23に入力する。   The control unit 40 detects the time when reception of the divided frame 50a is started based on the correlation value output from the frame detection unit 38. The time at which the first discretization point of each of the plurality of divided frames 50a appears can be estimated by a predetermined number M of discretization points. Therefore, the control unit 40 detects the time when the first discretization point of the divided frame 50a appears by detecting the elapsed time from the time when reception of the unit frame 50 is started by the clock signal CK. Then, the divided frame information R is input to the phase difference estimation unit 23 at the time when reception of the divided frame 50a is started.

このような構成により、受信装置1は、ディジタル変調信号のシンボル周期とクロック信号CKのクロック周期との同期がとられていない場合であっても、ディジタル変調信号からディジタル信号を抽出することが可能となる。   With such a configuration, the receiving apparatus 1 can extract a digital signal from the digital modulation signal even when the symbol period of the digital modulation signal and the clock period of the clock signal CK are not synchronized. It becomes.

本実施形態に係る分割記憶型同期復調部17では、(6)式および(7)式から判るように、位相差Δθを算出するためにp=qからp=q+M−1まで(単位フレーム50の最後に現れる分割フレーム50aについてはp=q+ME−1まで)の累積加算を行う。したがって、位相差推定部23に離散化I/Q信号が入力され位相差Δθが算出されるまでに要される時間は、分割フレーム50aの時間長に相当する時間となる。したがって、位相差Δθを算出するために単位フレーム50の時間長だけの時間を必要とする従来構成に係る記憶型同期復調部70に比して、位相差Δθを算出するために必要な時間を短縮することができる。また、分割記憶型同期復調部17を適用した受信装置1では、受信装置5に比してディジタル変調信号を受信してからディジタル信号を取得するまでの処理を迅速に行うことができる。 In the divided memory type synchronous demodulator 17 according to the present embodiment, as can be seen from the equations (6) and (7), in order to calculate the phase difference Δθ, from p = q to p = q + M−1 (unit frame 50 For the divided frame 50a that appears at the end of (1), the cumulative addition of p = q + M E −1) is performed. Therefore, the time required until the discretized I / Q signal is input to the phase difference estimation unit 23 and the phase difference Δθ is calculated is a time corresponding to the time length of the divided frame 50a. Therefore, the time required to calculate the phase difference Δθ is larger than that of the storage type synchronous demodulator 70 according to the conventional configuration which requires a time corresponding to the time length of the unit frame 50 to calculate the phase difference Δθ. It can be shortened. Further, in the receiving device 1 to which the divided storage type synchronous demodulator 17 is applied, processing from receiving a digital modulation signal to acquiring a digital signal can be performed more quickly than the receiving device 5.

本実施形態に係る分割記憶型同期復調部17では、位相差推定部23が位相差Δθを算出する間、分割フレーム記憶部44が分割フレーム50aを記憶して待機する。そのため、分割記憶型同期復調部17にディジタル変調信号が入力されてから再生I/Q信号が出力されるまで、少なくとも分割フレーム50aの時間長だけの時間が必要となる。そこで、次に説明する本発明の第2の実施形態に係る受信装置3では、位相差Δθを算出する間に離散化I/Q信号を記憶して保持する処理を行わないこととし、再生I/Q信号を生成する処理を迅速に行うこととした。   In the divided storage type synchronous demodulator 17 according to the present embodiment, the divided frame storage unit 44 stores the divided frame 50a and stands by while the phase difference estimation unit 23 calculates the phase difference Δθ. For this reason, at least the time length of the divided frame 50a is required from the input of the digital modulation signal to the divided storage type synchronous demodulator 17 until the reproduction I / Q signal is output. Therefore, in the receiving apparatus 3 according to the second embodiment of the present invention described below, the process of storing and holding the discretized I / Q signal is not performed while the phase difference Δθ is calculated. The processing for generating the / Q signal is performed quickly.

図3に本発明の第2の実施形態に係る受信装置3の構成を示す。第1の実施形態に係る受信装置1と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を簡略に行う。   FIG. 3 shows the configuration of the receiving device 3 according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the receiving device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified.

受信装置3は、アンテナ10、無線受信部12、直交検波部14、実時間型同期復調部16、符号検波部36、フレーム検出部38、制御部40、クロック信号生成部18を備えて構成される。   The receiving device 3 includes an antenna 10, a radio receiving unit 12, a quadrature detection unit 14, a real-time synchronous demodulation unit 16, a code detection unit 36, a frame detection unit 38, a control unit 40, and a clock signal generation unit 18. The

無線受信部12は、アンテナ10を介して受信したディジタル変調信号に対して高周波増幅、中間周波数への周波数変換、中間周波数増幅を施し、直交検波部14に入力する。直交検波部14は、ディジタル変調信号からI/Q信号を抽出して実時間型同期復調部16に入力する。   The radio reception unit 12 performs high frequency amplification, frequency conversion to an intermediate frequency, and intermediate frequency amplification on the digital modulation signal received via the antenna 10 and inputs the result to the quadrature detection unit 14. The quadrature detection unit 14 extracts an I / Q signal from the digital modulation signal and inputs it to the real-time synchronous demodulation unit 16.

実時間型同期復調部16は、A/D変換部20、位相差推定部22、I/Q信号再生部34を備えて構成される。   The real-time synchronous demodulator 16 includes an A / D converter 20, a phase difference estimator 22, and an I / Q signal regenerator 34.

実時間型同期復調部16に入力されたI/Q信号はA/D変換部20に入力される。A/D変換部20は、I信号およびQ信号のそれぞれをクロック信号生成部18が出力するクロック信号CKの周期で離散化し、離散化I/Q信号として位相差推定部22およびI/Q信号再生部34に入力する。   The I / Q signal input to the real-time synchronous demodulator 16 is input to the A / D converter 20. The A / D conversion unit 20 discretizes each of the I signal and the Q signal at the period of the clock signal CK output from the clock signal generation unit 18 and outputs the phase difference estimation unit 22 and the I / Q signal as a discretized I / Q signal. Input to the playback unit 34.

位相差推定部22は、自乗和算出部24、余弦成分抽出部26a、正弦成分抽出部26b、逆正接算出部28、位相差記憶部30を備えて構成される。第1の実施形態に係る位相差推定部23と同様、位相差推定部22は単位フレーム50を分割した信号である分割フレーム50aに基づいて位相差Δθを算出する。   The phase difference estimation unit 22 includes a square sum calculation unit 24, a cosine component extraction unit 26a, a sine component extraction unit 26b, an arctangent calculation unit 28, and a phase difference storage unit 30. Similar to the phase difference estimator 23 according to the first embodiment, the phase difference estimator 22 calculates the phase difference Δθ based on the divided frame 50 a that is a signal obtained by dividing the unit frame 50.

位相差推定部22には、制御部40から分割フレーム50aの受信が開始されるタイミングを示す分割フレーム情報Rが入力される。位相差推定部22は、分割フレーム情報Rが入力されたときに、分割フレーム50aに対する位相差Δθの算出を開始する。   Divided frame information R indicating the timing at which reception of the divided frame 50 a is started from the control unit 40 is input to the phase difference estimation unit 22. When the divided frame information R is input, the phase difference estimation unit 22 starts calculating the phase difference Δθ with respect to the divided frame 50a.

位相差推定部22は、第1の実施形態に係る位相差推定部23と同様、(5)式から(8−2)式に基づいて位相差Δθを算出する。ただし、算出された位相差Δθは位相差記憶部30に入力される点が位相差推定部23と異なる。   Similar to the phase difference estimation unit 23 according to the first embodiment, the phase difference estimation unit 22 calculates the phase difference Δθ based on the equations (5) to (8-2). However, the calculated phase difference Δθ is different from the phase difference estimation unit 23 in that it is input to the phase difference storage unit 30.

逆正接算出部28は、算出した位相差Δθを位相差記憶部30に入力する。位相差記憶部30は、次に受信される分割フレーム50aに基づいて位相差Δθが入力されるまで、先に入力された位相差Δθを記憶して保持し、I/Q信号再生部34にその値を出力する。したがって、制御部40から、分割フレーム情報Rが入力され位相差Δθが算出されるまでは、最近において算出された位相差ΔθがI/Q信号再生部34に出力されることとなる。   The arc tangent calculation unit 28 inputs the calculated phase difference Δθ to the phase difference storage unit 30. The phase difference storage unit 30 stores and holds the previously input phase difference Δθ until the phase difference Δθ is input based on the next received divided frame 50a, and the I / Q signal reproduction unit 34 stores it. The value is output. Therefore, until the divided frame information R is input from the control unit 40 and the phase difference Δθ is calculated, the recently calculated phase difference Δθ is output to the I / Q signal reproducing unit 34.

また、単位フレーム50の最後に現れる分割フレーム50aに基づいて算出された位相差Δθは、次に受信される単位フレーム50の最初の分割フレーム50aに基づいて位相差Δθが入力されるまで、位相差記憶部30において保持される。   Further, the phase difference Δθ calculated based on the divided frame 50a appearing at the end of the unit frame 50 is not changed until the phase difference Δθ is input based on the first divided frame 50a of the next received unit frame 50. It is held in the phase difference storage unit 30.

I/Q信号再生部34は、位相差Δθおよび離散化I/Q信号に基づいて、I信号およびQ信号のそれぞれについてシンボル点での値を算出する補間演算を行い、シンボル周期TごとにI信号およびQ信号のそれぞれについての演算結果を出力する。I/Q信号再生部34は、タップ係数によって特性が定まるディジタルフィルタによって構成することが好適である。ディジタルフィルタのタップ係数は、位相差Δθに基づいて決定される。具体的な処理については、第1の実施形態に係る受信装置1の説明において述べた通りである。   Based on the phase difference Δθ and the discretized I / Q signal, the I / Q signal reproduction unit 34 performs an interpolation operation for calculating a value at a symbol point for each of the I signal and the Q signal, and performs the I / Q signal reproduction for each symbol period T. An operation result for each of the signal and the Q signal is output. The I / Q signal reproduction unit 34 is preferably configured by a digital filter whose characteristics are determined by tap coefficients. The tap coefficient of the digital filter is determined based on the phase difference Δθ. Specific processing is as described in the description of the receiving device 1 according to the first embodiment.

なお、位相差推定部22からI/Q信号再生部34に入力される位相差Δθは、I/Q信号再生部34に入力されている分割フレーム50aより一つ先の分割フレーム50aに基づいて算出されたものである。これは、第1の実施形態に係る分割記憶型同期復調部17のように、A/D変換部20とI/Q信号再生部34との間に記憶手段が設けられておらず、かつ、位相差記憶部30が、先の分割フレーム50aに基づいて算出した位相差Δθを記憶して出力するからである。また、単位フレーム50の最初の分割フレーム50aがI/Q信号再生部34に入力されているときには、先に受信された単位フレーム50の最後に現れた分割フレーム50aに基づいて算出された位相差Δθが、I/Q信号再生部34に入力される。   The phase difference Δθ input from the phase difference estimating unit 22 to the I / Q signal reproducing unit 34 is based on the divided frame 50a that is one ahead of the divided frame 50a input to the I / Q signal reproducing unit 34. It is calculated. This is because the storage means is not provided between the A / D conversion unit 20 and the I / Q signal reproduction unit 34 unlike the divided storage type synchronous demodulation unit 17 according to the first embodiment, and This is because the phase difference storage unit 30 stores and outputs the phase difference Δθ calculated based on the previous divided frame 50a. When the first divided frame 50a of the unit frame 50 is input to the I / Q signal reproducing unit 34, the phase difference calculated based on the divided frame 50a that appears at the end of the unit frame 50 received earlier. Δθ is input to the I / Q signal reproducing unit 34.

I/Q信号再生部34は、クロック信号CKのパルスをカウントすることにより、L個の離散化値ごとに一つの補間値を出力する。補間値を出力する時間間隔は、クロック信号CKの周期に依存しているため、クロック信号CKの周期のL倍の時間Lτと、ディジタル変調信号が示すシンボル周期Tとの間の誤差が十分小さく抑えられていれば、1シンボル周期Tに含まれる離散化点から一つの補間値が算出され、一定時間間隔Lτ=Tごとにその値が出力されることとなる。   The I / Q signal reproducing unit 34 outputs one interpolation value for every L discrete values by counting the pulses of the clock signal CK. Since the time interval for outputting the interpolation value depends on the cycle of the clock signal CK, the error between the time Lτ which is L times the cycle of the clock signal CK and the symbol cycle T indicated by the digital modulation signal is sufficiently small. If it is suppressed, one interpolation value is calculated from the discretization points included in one symbol period T, and the value is output at every constant time interval Lτ = T.

I/Q信号再生部34は、このような処理によって、シンボル周期Tごとに送信装置側で与えられた値に対応する値を示す再生I/Q信号を生成する。I/Q信号再生部34は、再生I/Q信号をフレーム検出部38および符号検波部36に入力する。   Through such processing, the I / Q signal reproduction unit 34 generates a reproduction I / Q signal indicating a value corresponding to a value given on the transmission device side for each symbol period T. The I / Q signal reproduction unit 34 inputs the reproduction I / Q signal to the frame detection unit 38 and the code detection unit 36.

符号検波部36は、再生I/Q信号からシンボル符号を得て、時系列で連なるシンボル符号をディジタル信号として出力する。   The code detector 36 obtains a symbol code from the reproduced I / Q signal, and outputs a time-sequential symbol code as a digital signal.

このような構成により、受信装置3は、ディジタル変調信号のシンボル周期とクロック信号CKのクロック周期との同期がとられていない場合であっても、ディジタル変調信号からディジタル信号を抽出することが可能となる。   With such a configuration, the receiving apparatus 3 can extract a digital signal from the digital modulation signal even when the symbol period of the digital modulation signal and the clock period of the clock signal CK are not synchronized. It becomes.

本実施形態に係る実時間型同期復調部16は、位相差推定部22が現在入力されている分割フレーム50aに従って位相差Δθを算出している間は、先に入力された分割フレーム50aに基づいて算出された位相差Δθに基づいて再生I/Q信号を生成する。そのため、位相差推定部22によって位相差Δθが算出されるのを待機するために離散化I/Q信号を記憶しておく必要がなく、ディジタル変調信号を受信してからディジタル信号を取得するまでの処理を迅速に行うことができる。   The real-time synchronous demodulation unit 16 according to the present embodiment is based on the previously input divided frame 50a while the phase difference estimation unit 22 calculates the phase difference Δθ according to the currently input divided frame 50a. A reproduction I / Q signal is generated based on the calculated phase difference Δθ. Therefore, it is not necessary to store the discretized I / Q signal in order to wait for the phase difference Δθ to be calculated by the phase difference estimator 22, and until the digital signal is acquired after receiving the digital modulation signal. Can be performed quickly.

実時間型同期復調部16は、先に入力された分割フレーム50aに基づいて算出された位相差Δθに基づいて再生I/Q信号を生成する。したがって、再生I/Q信号に含まれる誤差は、分割フレーム50aごとの位相差Δθの変動に依存する。すなわち、I/Q信号のシンボル周期変動またはクロック信号CKの位相変動による、分割フレーム50aごとの位相差Δθの変動が大きい程、再生I/Q信号に含まれる誤差が大きくなる。しかし、分割フレーム50aの時間長を短くすれば、先述した分割フレーム50aごとの位相差Δθの変動を小さく抑えることができるため、再生I/Q信号に含まれる誤差を小さく抑えることができる。したがって、分割フレーム50aに含まれる離散化点の数Mは、再生I/Q信号に含まれる誤差を鑑みて決定することが好ましい。   The real-time synchronous demodulator 16 generates a reproduction I / Q signal based on the phase difference Δθ calculated based on the previously input divided frame 50a. Therefore, the error included in the reproduction I / Q signal depends on the fluctuation of the phase difference Δθ for each divided frame 50a. That is, the greater the variation in the phase difference Δθ for each divided frame 50a due to the symbol period variation of the I / Q signal or the phase variation of the clock signal CK, the greater the error contained in the reproduced I / Q signal. However, if the time length of the divided frame 50a is shortened, the variation in the phase difference Δθ for each of the divided frames 50a described above can be suppressed to be small, so that the error included in the reproduced I / Q signal can be suppressed to be small. Therefore, the number M of discretization points included in the divided frame 50a is preferably determined in view of errors included in the reproduction I / Q signal.

なお、I/Q信号のシンボル周期変動またはクロック信号CKの位相変動が十分小さい場合には、分割フレーム50aの時間長を十分短く設定しなくとも、再生I/Q信号に含まれる誤差は十分小さく抑えられる。   When the symbol period fluctuation of the I / Q signal or the phase fluctuation of the clock signal CK is sufficiently small, the error included in the reproduced I / Q signal is sufficiently small even if the time length of the divided frame 50a is not set sufficiently short. It can be suppressed.

第1の実施形態に係る受信装置1および第2の実施形態に係る受信装置3では、分割フレーム50aに含まれる離散化点の数Mを最適に設定することにより、次のような問題を回避することができる。   In the receiving apparatus 1 according to the first embodiment and the receiving apparatus 3 according to the second embodiment, the following problem is avoided by optimally setting the number M of discretization points included in the divided frame 50a. can do.

従来構成における受信装置5には、ディジタル変調信号から抽出されたI/Q信号のシンボル周期Tの誤差、または離散化I/Q信号の離散化の時間間隔τの誤差による次のような問題があった。   The receiving apparatus 5 in the conventional configuration has the following problems due to an error in the symbol period T of the I / Q signal extracted from the digital modulation signal or an error in the time interval τ of the discretization of the discretized I / Q signal. there were.

受信装置5の位相差推定部72は、単位フレーム50に対応する離散化I/Q信号に基づいて位相差Δθを算出する。これは、上記(2)式および(3)式に示される累積加算処理に、なるべく多くの離散化値を寄与させた方が、雑音等に起因する規則性のない誤差を排除する効果が大きいためである。すなわち、位相差Δθの算出に寄与させることのできる最大の離散化値の数は単位フレーム50から得られるすべての離散化値であり、このすべてを位相差Δθの算出に寄与させるのである。   The phase difference estimation unit 72 of the receiving device 5 calculates the phase difference Δθ based on the discretized I / Q signal corresponding to the unit frame 50. This is because it is more effective to eliminate non-regular errors caused by noise or the like by contributing as many discretized values as possible to the cumulative addition processing shown in the above equations (2) and (3). Because. That is, the maximum number of discretized values that can contribute to the calculation of the phase difference Δθ is all the discretized values obtained from the unit frame 50, and all of these contribute to the calculation of the phase difference Δθ.

しかし、より多くの離散化値を位相差Δθの算出に寄与させることは、必ずしも位相差Δθの推定誤差を低減させるために有利であるとは限らない。その理由は次の通りである。   However, making more discretized values contribute to the calculation of the phase difference Δθ is not necessarily advantageous in order to reduce the estimation error of the phase difference Δθ. The reason is as follows.

送信装置では、ディジタル変調を行う際のシンボル周期を定めるシンボルクロック信号発生部を備えている。シンボルクロック信号発生部の周波数誤差は、受信装置5においてディジタル変調信号から抽出されるI/Q信号のシンボル周期Tの誤差Δtaとなって現れる。 The transmission apparatus includes a symbol clock signal generation unit that determines a symbol period when digital modulation is performed. Frequency error of the symbol clock signal generating unit appears as an error Delta] t a symbol period T of the I / Q signals extracted from the digital modulated signal in the receiver 5.

一方、受信装置5が備えるクロック信号生成部18は、設計で規定された周期を示すクロック信号CKを出力し、その周期は規定された周期誤差の範囲内で変動する。この周期誤差は、離散化I/Q信号の離散化の時間間隔の誤差Δtbとなって現れる。この誤差はシンボル周期当たりLΔtbとなる(Lは単位シンボルに含まれる離散化点の数である。)。そして、送信装置が備えるシンボルクロック信号発生部の設計基準とクロック信号生成部18の設計基準を異なるものとした場合、誤差Δtaと誤差LΔtbの値は異なるものとなる。 On the other hand, the clock signal generation unit 18 included in the receiving device 5 outputs a clock signal CK indicating a cycle defined by design, and the cycle fluctuates within the range of the cycle error specified. This periodic error appears as an error Δt b in the discretization time interval of the discretized I / Q signal. This error is LΔt b per symbol period (L is the number of discretization points included in the unit symbol). Then, when the design criteria of the design criteria and the clock signal generator 18 of the symbol clock signal generator included in the transmitting apparatus different, the value of the error Delta] t a and the error Eruderutati b will be different.

I/Q信号が示すシンボル周期と基準信号が示す周期との間の周期偏差はΔta−LΔtbと表され、誤差Δtaと誤差LΔtbの値が異なることは、シンボル周期と基準信号との間に周期偏差があることを意味する。このような周期偏差があると、自乗和信号から抽出される基準余弦波成分Cと基準正弦波成分Sに含まれる誤差が大きくなり、算出される位相差Δθの推定誤差が大きくなる。 The period deviation between the symbol period indicated by the I / Q signal and the period indicated by the reference signal is expressed as Δt a −LΔt b, and the difference between the error Δt a and the error LΔt b indicates that the symbol period and the reference signal It means that there is a period deviation between. If there is such a periodic deviation, an error included in the reference cosine wave component C and the reference sine wave component S extracted from the square sum signal becomes large, and an estimation error of the calculated phase difference Δθ becomes large.

このようなシンボル周期と基準信号との間の周期偏差に起因する位相差Δθの推定誤差は、位相差Δθの算出に寄与させる離散化値の数を増加させても小さくすることはできない。それは、位相差Δθの算出に寄与させる離散化値の数が多い程、シンボル点と基準余弦波信号が極大値をとる点との時間差の不均一が顕著になるためである。このことは、例えば図6(a)におけるシンボル点E0〜EJ-1のそれぞれと、図6(b)の基準余弦波信号の極大値をとる点tB0〜tBJ-1のそれぞれとの時間差が、離散化点の数を増加させる程不均一になることからも明らかである。 The estimation error of the phase difference Δθ due to such a period deviation between the symbol period and the reference signal cannot be reduced even if the number of discretized values contributing to the calculation of the phase difference Δθ is increased. This is because as the number of discretized values contributing to the calculation of the phase difference Δθ increases, the time difference between the symbol point and the point at which the reference cosine wave signal takes a maximum value becomes more prominent. This is because, for example, each of the symbol points E 0 to E J-1 in FIG. 6A and each of the points t B0 to t BJ-1 at which the maximum value of the reference cosine wave signal in FIG. It is also clear that the time difference becomes non-uniform as the number of discretization points increases.

したがって、より多くの離散化値を位相差Δθの算出に寄与させることは、雑音等に起因する位相差Δθの推定誤差を低減させるためには有利であるが、シンボル周期と基準信号との間の周期偏差に起因する位相差Δθの推定誤差を低減させるためには不利であるといえる。従来構成における受信装置5は、単位フレーム50に含まれるすべての離散化値を位相差Δθの算出に寄与させている。このため、単位フレーム50に含まれる離散化点の数が多い場合には、シンボル周期と基準信号との間の周期偏差に起因する位相差Δθの推定誤差が増大してしまうという問題があった。   Therefore, contributing more discretized values to the calculation of the phase difference Δθ is advantageous in order to reduce the estimation error of the phase difference Δθ caused by noise or the like, but it is effective between the symbol period and the reference signal. It can be said that it is disadvantageous to reduce the estimation error of the phase difference Δθ caused by the period deviation. The receiving apparatus 5 in the conventional configuration causes all the discretized values included in the unit frame 50 to contribute to the calculation of the phase difference Δθ. For this reason, when the number of discretization points included in the unit frame 50 is large, there is a problem that an estimation error of the phase difference Δθ due to a period deviation between the symbol period and the reference signal increases. .

位相差Δθの推定誤差は、I/Q信号再生部34が出力する再生I信号および再生Q信号のそれぞれに含まれる振幅の誤差となって現れ、符号検波部36が出力するディジタル信号の誤り率が増加する傾向を強める。   The estimation error of the phase difference Δθ appears as an error in amplitude included in each of the reproduction I signal and reproduction Q signal output from the I / Q signal reproduction unit 34, and the error rate of the digital signal output from the code detection unit 36 Strengthen the tendency to increase.

第1の実施形態に係る分割記憶型同期復調部17および第2の実施形態に係る実時間型同期復調部16では、分割フレーム50aが含む離散化点の数Mを任意に設定することができる。すなわち、(6)式および(7)式による位相差Δθの算出に寄与させる離散化値の数Mを最適に設定することができる。   In the divided memory type synchronous demodulator 17 according to the first embodiment and the real time type synchronous demodulator 16 according to the second embodiment, the number M of discretization points included in the divided frame 50a can be arbitrarily set. . That is, the number M of discretized values that contribute to the calculation of the phase difference Δθ according to the equations (6) and (7) can be optimally set.

分割フレーム50aが含む離散化点の数Mを大きくすると、雑音等に起因する位相差Δθの推定誤差を排除する効果が大きくなり、分割フレーム50aが含む離散化点の数Mを小さくすると、シンボル周期と基準信号との間の周期偏差に起因する位相差Δθの推定誤差を排除する効果が大きくなる。したがって、離散化点の数Mは、雑音等に起因する位相差Δの推定誤差を排除すべき程度と、シンボル周期と基準信号との間の周期偏差に起因する位相差Δの推定誤差を排除すべき程度の両者を鑑みて設定することが好ましい。   Increasing the number M of discretization points included in the divided frame 50a increases the effect of eliminating the estimation error of the phase difference Δθ caused by noise and the like, and reducing the number M of discretization points included in the divided frame 50a reduces the symbol The effect of eliminating the estimation error of the phase difference Δθ due to the period deviation between the period and the reference signal is increased. Therefore, the number M of discretization points eliminates the estimation error of the phase difference Δ caused by noise and the like, and the estimation error of the phase difference Δ caused by the period deviation between the symbol period and the reference signal. It is preferable to set in consideration of both of the degree to be performed.

なお、非特許文献1では、1つのバーストに最大1200シンボルが含まれるものを例としてとりあげている。本実施形態ではこれに対し、例えば64シンボル〜512シンボル程度で分割フレームに含まれるシンボル点の数を決定することが好ましい。   In Non-Patent Document 1, a case where a maximum of 1200 symbols is included in one burst is taken as an example. In the present embodiment, on the other hand, it is preferable to determine the number of symbol points included in the divided frame, for example, about 64 symbols to 512 symbols.

本発明の第1の実施形態に係る受信装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the receiver which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 単位フレームと分割フレームとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a unit frame and a division | segmentation frame. 本発明の第2の実施形態に係る受信装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the receiver which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. ディジタル無線通信で扱われるディジタル変調信号の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the digital modulation signal handled by digital wireless communication. 従来技術における受信装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the receiver in a prior art. 自乗和信号、基準余弦波信号、および基準正弦波信号を示す図である。It is a figure which shows a square sum signal, a reference cosine wave signal, and a reference sine wave signal.

符号の説明Explanation of symbols

1,3,5 受信装置 10 アンテナ、12 無線受信部、14 直交検波部、16 実時間型同期復調部、17 分割記憶型同期復調部、18 クロック信号生成部、20 A/D変換部、22,23,72 位相差推定部、24,74 自乗和算出部、26a,76a 余弦成分抽出部、26b,76b 正弦成分抽出部、28,78 逆正接算出部、30 位相差記憶部、34,82 I/Q信号再生部、36 符号検波部、38 フレーム検出部、40 制御部、44 分割フレーム記憶部、50 単位フレーム、50a 分割フレーム、70 記憶型同期復調部、80 単位フレーム記憶部。   1, 3, 5 Receiver 10 Antenna, 12 Radio receiver, 14 Quadrature detector, 16 Real time synchronous demodulator, 17 Divided memory synchronous demodulator, 18 Clock signal generator, 20 A / D converter, 22 , 23, 72 Phase difference estimation unit, 24, 74 square sum calculation unit, 26a, 76a cosine component extraction unit, 26b, 76b sine component extraction unit, 28, 78 arc tangent calculation unit, 30 phase difference storage unit, 34, 82 I / Q signal reproduction unit, 36 code detection unit, 38 frame detection unit, 40 control unit, 44 divided frame storage unit, 50 unit frame, 50a divided frame, 70 storage type synchronous demodulation unit, 80 unit frame storage unit.

Claims (6)

入力信号を離散化して離散化入力信号として出力する離散化部と、
前記入力信号が情報を示すタイミングである情報タイミングに前記入力信号が示す値を、前記離散化入力信号に基づいて求めて出力する復調部と、
を備える復調装置であって、
前記離散化部は、
有限の時間長の入力信号を離散化して有限長離散化入力信号として出力し、
前記復調部は、
前記有限長離散化入力信号の一部分である部分離散化入力信号を前記離散化部において離散化したタイミングに基づいて基準位相を設定し、前記部分離散化入力信号の情報タイミングから求まる位相と前記基準位相との差である位相差を算出する位相差算出手段と、
前記位相差に基づいて、前記部分離散化入力信号の情報タイミングにおける値を算出する入力信号再生手段と、
を備えることを特徴とする復調装置。
A discretization unit that discretizes an input signal and outputs the discretized input signal;
A demodulator that obtains and outputs a value indicated by the input signal based on the discretized input signal at an information timing that is a timing at which the input signal indicates information;
A demodulator comprising:
The discretization unit includes:
Discretize an input signal of finite time length and output it as a finite length discretized input signal,
The demodulator
A reference phase is set based on a timing at which a partially discretized input signal that is a part of the finite-length discretized input signal is discretized by the discretization unit, and a phase obtained from information timing of the partially discretized input signal and the reference Phase difference calculating means for calculating a phase difference that is a difference from the phase;
An input signal reproducing means for calculating a value at an information timing of the partially discretized input signal based on the phase difference;
A demodulating device comprising:
請求項1に記載の復調装置であって、
前記復調部は、前記位相差に基づいてタップ係数を決定するディジタルフィルタを備えることを特徴とする復調装置。
The demodulator according to claim 1,
The demodulator comprises a digital filter that determines a tap coefficient based on the phase difference.
入力信号を離散化して離散化入力信号として出力する離散化部と、
前記入力信号が情報を示すタイミングである情報タイミングに前記入力信号が示す値を、前記離散化入力信号に基づいて求めて出力する復調部と、
を備える復調装置であって、
前記復調部は、
前記離散化部において第1の入力信号を離散化したタイミングに基づいて基準位相を設定し、前記第1の入力信号の情報タイミングから求まる位相と前記基準位相との差である位相差を、前記第1の入力信号の離散化信号に基づいて算出する位相差算出手段と、
前記位相差に基づいて、前記第1の入力信号より後に入力される第2の入力信号の情報タイミングにおける値を算出する入力信号再生手段と、
を備えることを特徴とする復調装置。
A discretization unit that discretizes an input signal and outputs the discretized input signal;
A demodulator that obtains and outputs a value indicated by the input signal based on the discretized input signal at an information timing that is a timing at which the input signal indicates information;
A demodulator comprising:
The demodulator
A reference phase is set based on the timing at which the first input signal is discretized in the discretization unit, and a phase difference that is a difference between the phase obtained from the information timing of the first input signal and the reference phase is Phase difference calculating means for calculating based on the discretized signal of the first input signal;
An input signal reproducing means for calculating a value at an information timing of a second input signal inputted after the first input signal based on the phase difference;
A demodulating device comprising:
請求項3に記載の復調装置であって、
前記復調部は、前記位相差に基づいてタップ係数を決定するディジタルフィルタを備えることを特徴とする復調装置。
The demodulator according to claim 3, wherein
The demodulator comprises a digital filter that determines a tap coefficient based on the phase difference.
請求項3または請求項4に記載の復調装置であって、
前記第1の入力信号と前記第2の入力信号は、同一の単位フレーム内に含まれる信号であることを特徴とする復調装置。
The demodulator according to claim 3 or claim 4, wherein
The demodulator according to claim 1, wherein the first input signal and the second input signal are signals included in the same unit frame.
ディジタル変調信号を受信する無線受信部と、
前記無線受信部が出力する信号からディジタル信号を抽出するディジタル復調部と、
を備える受信システムであって、
前記ディジタル復調部は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の復調装置を備え、
前記復調装置が出力する信号からディジタル信号を抽出することを特徴とする受信システム。
A wireless receiver for receiving a digitally modulated signal;
A digital demodulator for extracting a digital signal from the signal output by the wireless receiver;
A receiving system comprising:
The digital demodulator includes the demodulator according to any one of claims 1 to 5,
A receiving system, wherein a digital signal is extracted from a signal output from the demodulator.
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