JP2513333B2 - 搬送波周波数誤差検出器 - Google Patents
搬送波周波数誤差検出器Info
- Publication number
- JP2513333B2 JP2513333B2 JP1309274A JP30927489A JP2513333B2 JP 2513333 B2 JP2513333 B2 JP 2513333B2 JP 1309274 A JP1309274 A JP 1309274A JP 30927489 A JP30927489 A JP 30927489A JP 2513333 B2 JP2513333 B2 JP 2513333B2
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- Japan
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- frequency
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は，衛生通信等のデシタル通信のようにドップ
ラーシスト等によって受信信号に周波数の不確定性が生
じるときの復調装置における搬送波周波数誤差検出器に
関する。
ラーシスト等によって受信信号に周波数の不確定性が生
じるときの復調装置における搬送波周波数誤差検出器に
関する。
［従来の技術］ 従来の搬送波周波数誤差検出器では，受信信号の周波
数に非常に大きな不確定性があるときには，信号をこの
周波数不確定性全域を含むように広い帯域を持ったフィ
ルタにより帯域制限し，変調方式に従っててい倍した
後，高速フーリエ変換（FFT）等を行なうことにより，
周波数誤差を推定していた。即ち,nを２以上の整数とす
ると,n相位相変調された信号はｅｉ・２πk/n・ｅｉω 0
t（k:整数）という形をしているのでｎてい倍すればｅ
ｉ・２πｋ・ｅinω 0 t＝ｅinω 0 tとなり，フーリエ変換
するとω＝ｎω０のみで値を持つデルタ関数になる。
数に非常に大きな不確定性があるときには，信号をこの
周波数不確定性全域を含むように広い帯域を持ったフィ
ルタにより帯域制限し，変調方式に従っててい倍した
後，高速フーリエ変換（FFT）等を行なうことにより，
周波数誤差を推定していた。即ち,nを２以上の整数とす
ると,n相位相変調された信号はｅｉ・２πk/n・ｅｉω 0
t（k:整数）という形をしているのでｎてい倍すればｅ
ｉ・２πｋ・ｅinω 0 t＝ｅinω 0 tとなり，フーリエ変換
するとω＝ｎω０のみで値を持つデルタ関数になる。
［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の搬送波周波数誤差推定方法では，考え
られる周波数誤差の範囲Ｕ×fs（ただしfsは伝送速度を
決めるサンプリング周波数であり,Uは誤差の範囲を示し
ている。）全域をカバーするバンドパスフィルターを用
いる為、サンプリング定理から,Ns＞Ｕを満足するサン
プル率Nsでサンプリングを行なわなければならない。一
方,FFTを行なった後，周波数誤差のｎ倍のところに現わ
れるピークと雑音とのS/N比は,FFTに使用した信号のシ
ンボル数ｍによって決まるから,FFTに使用するデータ数
Ｎは Ｎ＝Ns×ｍ＞Ｕ×ｍ となり,Uに比例して大きくなる。FFTに使用するデータ
をサンプルする時間及び計算に要する時間はＮに比例す
るので,Uに比例することになる。つまり,Uの値が大きい
と推定に要する時間は非常に大きくなってしまうという
欠点がある。
られる周波数誤差の範囲Ｕ×fs（ただしfsは伝送速度を
決めるサンプリング周波数であり,Uは誤差の範囲を示し
ている。）全域をカバーするバンドパスフィルターを用
いる為、サンプリング定理から,Ns＞Ｕを満足するサン
プル率Nsでサンプリングを行なわなければならない。一
方,FFTを行なった後，周波数誤差のｎ倍のところに現わ
れるピークと雑音とのS/N比は,FFTに使用した信号のシ
ンボル数ｍによって決まるから,FFTに使用するデータ数
Ｎは Ｎ＝Ns×ｍ＞Ｕ×ｍ となり,Uに比例して大きくなる。FFTに使用するデータ
をサンプルする時間及び計算に要する時間はＮに比例す
るので,Uに比例することになる。つまり,Uの値が大きい
と推定に要する時間は非常に大きくなってしまうという
欠点がある。
本発明の課題は，搬送波周波数誤差推定を短時間で行
なうことができる搬送波周波数誤差検出器を提供するこ
とにある。
なうことができる搬送波周波数誤差検出器を提供するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば，制御信号によって，出力する局部発
振信号が制御されるローカル発振器と,n相位相変調され
た入力信号（ただし,nは２以上の整数）と前記ローカル
発振信号とを乗じて高周波ベースバンド帯信号と低周波
ベースバンド帯信号に変換する乗算器と，前記乗算器の
出力信号のうち前記低周波帯ベースバンド信号を選択的
に出力するローパスフィルタと，前記ローパスフィルタ
出力をｎてい倍するてい倍器と，前記てい倍器出力に対
しフーリエ変換を行なうフーリエ変換器と，前記フーリ
エ変換器出力から電力が最大値となる周波数を周波数誤
差として検出する最大値検出器とを含む搬送波周波数誤
差検出器において，前記最大値検出器は，前記最大値に
加えて，その次に大きい値とを検出するものであり，前
記搬送波周波数誤差検出器は，前記最大値と前記その次
に大きい値との比が所定しきい値よりも大きいとき，前
記ローカル発振器から出力される局部発振信号を前記ロ
ーパスフィルタの通過帯域に実質的に等しい周波数だけ
変化させ，再びフーリエ変換を行なわせるローカル発振
器制御回路を含むことを特徴とする搬送波周波数誤差検
出器が得られる。
振信号が制御されるローカル発振器と,n相位相変調され
た入力信号（ただし,nは２以上の整数）と前記ローカル
発振信号とを乗じて高周波ベースバンド帯信号と低周波
ベースバンド帯信号に変換する乗算器と，前記乗算器の
出力信号のうち前記低周波帯ベースバンド信号を選択的
に出力するローパスフィルタと，前記ローパスフィルタ
出力をｎてい倍するてい倍器と，前記てい倍器出力に対
しフーリエ変換を行なうフーリエ変換器と，前記フーリ
エ変換器出力から電力が最大値となる周波数を周波数誤
差として検出する最大値検出器とを含む搬送波周波数誤
差検出器において，前記最大値検出器は，前記最大値に
加えて，その次に大きい値とを検出するものであり，前
記搬送波周波数誤差検出器は，前記最大値と前記その次
に大きい値との比が所定しきい値よりも大きいとき，前
記ローカル発振器から出力される局部発振信号を前記ロ
ーパスフィルタの通過帯域に実質的に等しい周波数だけ
変化させ，再びフーリエ変換を行なわせるローカル発振
器制御回路を含むことを特徴とする搬送波周波数誤差検
出器が得られる。
［実施例］ 次に，本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例による搬送波周波数誤差検
出器のブロック図である。101は局部発振信号を出力す
るローカル発振器,102は前記局部発振信号と入力信号
（即ち,n相位相変調信号）S0を乗じてベースバンド帯の
信号S1に変換する乗算器,103は前記乗算器102の出力S1
に対して帯域制限を行なうローパスフィルタ,104は前記
ローパスフィルタ103の出力S2を変調方式に従っててい
倍する（ここでは,nてい倍する）てい倍器,105は前記て
い倍器出力S3に対しＮ点の高速フーリエ変換（FFT）を
行なうFFT回路,106は前記FFT回路105によりフーリエ変
換された信号S4の中から最大値及びその次に大きい値を
見つける最大値検出回路,107は前記最大値検出回路106
により検出された最大値D1とその次に大きい値D2との比
（D1/D2）をとり，その比が所定のしきい値より大きい
場合には前述のローカル発振器101の発振周波数を以下
に述べる所定の規則に従って変化させるローカル発振器
制御回路である。
出器のブロック図である。101は局部発振信号を出力す
るローカル発振器,102は前記局部発振信号と入力信号
（即ち,n相位相変調信号）S0を乗じてベースバンド帯の
信号S1に変換する乗算器,103は前記乗算器102の出力S1
に対して帯域制限を行なうローパスフィルタ,104は前記
ローパスフィルタ103の出力S2を変調方式に従っててい
倍する（ここでは,nてい倍する）てい倍器,105は前記て
い倍器出力S3に対しＮ点の高速フーリエ変換（FFT）を
行なうFFT回路,106は前記FFT回路105によりフーリエ変
換された信号S4の中から最大値及びその次に大きい値を
見つける最大値検出回路,107は前記最大値検出回路106
により検出された最大値D1とその次に大きい値D2との比
（D1/D2）をとり，その比が所定のしきい値より大きい
場合には前述のローカル発振器101の発振周波数を以下
に述べる所定の規則に従って変化させるローカル発振器
制御回路である。
本実施例の従来の搬送波周波数誤差検出器との相違点
は，以下のとおりである。
は，以下のとおりである。
ローパスフィルタ103の帯域Ｂ×fs（ここで,Bは帯域
の範囲を示している。）を入力周波数不確定度Ｕ×fsよ
りも小さくしておくことにより，必要なサンプル率Nsを
小さくし（Ｂ＜Ns＜Ｕ）,FFTに使用するデータ数を小さ
くする。こうすることによりデータサンプル及び計算に
要する時間をB/U程度に小さくすることができる。
の範囲を示している。）を入力周波数不確定度Ｕ×fsよ
りも小さくしておくことにより，必要なサンプル率Nsを
小さくし（Ｂ＜Ns＜Ｕ）,FFTに使用するデータ数を小さ
くする。こうすることによりデータサンプル及び計算に
要する時間をB/U程度に小さくすることができる。
しかし，一方，これだけではＢ×fsがＵ×fsより小さ
い為，実際の入力周波数誤差が より大きかったときには，検出できない。そこで，ロー
カル発振器制御回路107において，最初にFFTを行なった
ときのデータ最大値D1と２番目に大きい値D2の比（D1/D
2）をとり，その比があるしきい値より大きかった場合
には周波数誤差がB/2fsより大きいものと判定しローカ
ル発振器101の出力発振周波数ωを±Bfsだけ変化させ，
再びFFTを行なう。このようにして,FFTされたデータの
最大値と２番目の値の比がしきい値より小さくなるまで
ωを±2Bfs,±3Bfs,…，±nBfs と変化させ，その都度FFTを行なってやれば，周波数誤
差を確実に検出できる。
い為，実際の入力周波数誤差が より大きかったときには，検出できない。そこで，ロー
カル発振器制御回路107において，最初にFFTを行なった
ときのデータ最大値D1と２番目に大きい値D2の比（D1/D
2）をとり，その比があるしきい値より大きかった場合
には周波数誤差がB/2fsより大きいものと判定しローカ
ル発振器101の出力発振周波数ωを±Bfsだけ変化させ，
再びFFTを行なう。このようにして,FFTされたデータの
最大値と２番目の値の比がしきい値より小さくなるまで
ωを±2Bfs,±3Bfs,…，±nBfs と変化させ，その都度FFTを行なってやれば，周波数誤
差を確実に検出できる。
以上説明したように本実施例では，ローパスフィルタ
の帯域を狭くすることにより,FFTに要するデータ数を少
なくでき，その為,FFTに要する時間の短縮，演算のソフ
トウェア又はハードウェアの簡略化を計ることができる
効果がある。ローパスフィルタの帯域を狭くしたため
に，入力信号の周波数誤差が実際にこのフィルタ帯域よ
り大きいときは，ローカル発振器の周波数を何回か変化
させてその都度FFTを行なう必要があるが，それでもロ
ーパスフィルタ帯域をこの周波数誤差の最大値まで全体
をカバーするような広さにした場合に比べて推定に要す
る時間は短かくできるし，更に，実際には周波数誤差が
最大値をとることはまれで，小さい値をとる確率が高い
為，最初のFFTにより検出できる可能性が最も高く，そ
の場合の時間短縮は非常に大きな効果がある。
の帯域を狭くすることにより,FFTに要するデータ数を少
なくでき，その為,FFTに要する時間の短縮，演算のソフ
トウェア又はハードウェアの簡略化を計ることができる
効果がある。ローパスフィルタの帯域を狭くしたため
に，入力信号の周波数誤差が実際にこのフィルタ帯域よ
り大きいときは，ローカル発振器の周波数を何回か変化
させてその都度FFTを行なう必要があるが，それでもロ
ーパスフィルタ帯域をこの周波数誤差の最大値まで全体
をカバーするような広さにした場合に比べて推定に要す
る時間は短かくできるし，更に，実際には周波数誤差が
最大値をとることはまれで，小さい値をとる確率が高い
為，最初のFFTにより検出できる可能性が最も高く，そ
の場合の時間短縮は非常に大きな効果がある。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば，搬送
波周波数誤差推定を短時間で行なうことができる。
波周波数誤差推定を短時間で行なうことができる。
第１図は本発明の一実施例による搬送波周波数誤差検出
器のブロック図である。 101……ローカル発振器,102……乗算器,103……ローパ
スフィルタ,104……てい倍器,105……FFT回路,106……
最大値検出回路,107……ローカル発振器制御回路。
器のブロック図である。 101……ローカル発振器,102……乗算器,103……ローパ
スフィルタ,104……てい倍器,105……FFT回路,106……
最大値検出回路,107……ローカル発振器制御回路。
Claims (3)
- 【請求項１】制御信号によって，出力する局部発振信号
が制御されるローカル発振器と,n相位相変調された入力
信号（ただし,nは２以上の整数）と前記ローカル発振信
号とを乗じて高周波ベースバンド帯信号と低周波ベース
バンド帯信号に変換する乗算器と，前記乗算器の出力信
号のうち前記低周波帯ベースバンド信号を選択的に出力
するローパスフィルタと，前記ローパスフィルタ出力を
ｎてい倍するてい倍器と，前記てい倍器出力に対しフー
リエ変換を行なうフーリエ変換器と，前記フーリエ変換
器出力から電力が最大値となる周波数を周波数誤差とし
て検出する最大値検出器とを含む搬送波周波数誤差検出
器において， 前記最大値検出器は，前記最大値に加えて，その次に大
きい値とを検出するものであり， 前記搬送波周波数誤差検出器は，前記最大値と前記その
次に大きい値との比が所定しきい値よりも大きいとき，
前記ローカル発振器から出力される局部発振信号を前記
ローパスフィルタの通過帯域に実質的に等しい周波数だ
け変化させ，再びフーリエ変換を行なわせるローカル発
振器制御回路を含むことを特徴とする搬送波周波数誤差
検出器。 - 【請求項２】前記ローパスフィルタは，前記入力信号の
周波数誤差の範囲よりせまい通過帯域を有していること
を特徴とする請求項１記載の搬送波周波数誤差検出器。 - 【請求項３】前記ローカル発振器制御回路は，前記最大
値と前記その次に大きい値との比が前記所定しきい値よ
り小さくなるまで，前記ローカル発振器から出力される
局部発振信号を前記ローパスフィルタの通過帯域に実質
的に等しい周波数だけ変化させ，フーリエ変換を行なわ
せる動作を繰り返すことを特徴とする請求項１あるいは
２記載の搬送波周波数誤差検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309274A JP2513333B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 搬送波周波数誤差検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309274A JP2513333B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 搬送波周波数誤差検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03171954A JPH03171954A (ja) | 1991-07-25 |
| JP2513333B2 true JP2513333B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=17991023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1309274A Expired - Lifetime JP2513333B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 搬送波周波数誤差検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2513333B2 (ja) |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1309274A patent/JP2513333B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03171954A (ja) | 1991-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080430 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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