JP2842349B2 - 復調装置 - Google Patents

復調装置

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JP2842349B2
JP2842349B2 JP7322076A JP32207695A JP2842349B2 JP 2842349 B2 JP2842349 B2 JP 2842349B2 JP 7322076 A JP7322076 A JP 7322076A JP 32207695 A JP32207695 A JP 32207695A JP 2842349 B2 JP2842349 B2 JP 2842349B2
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル無線通信
などにあって、符号間干渉を除去する判定帰還形等化器
が接続された復調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、デジタル無線通信では判定帰還形
等化器を備えた復調装置が多用されている。図4は従来
の復調装置の構成を示すブロック図である。図4に示す
復調装置においては、入力された中間周波(IF)帯の
変調波信号が分配器10で2分配されて乗算器11,1
2に入力される。乗算器11は変調波と再生搬送波発生
器13からの再生搬送波とを乗算した第1乗算信号を生
成する。乗算器12には、再生搬送波発生器13からの
再生搬送波をπ/2移相器14で、π/2移相したシフ
ト搬送波が入力される。このシフト搬送波と変調波を乗
算器12で乗算して、その第2乗算信号を出力する。
【0003】第1及び第2乗算信号は、それぞれ低域フ
ィルタ(LPF)15,16を通じて増幅器17,18
に入力される。この増幅器17,18で第1及び第2乗
算信号が規定値に増幅され、この第1及び第2増幅信号
が第1及び第2復調ベースバンド信号となる。この第1
及び第2復調ベースバンド信号が、A/D変換器19,
20で標本化及び量子化されて第1及び第2デジタル信
号に変換される。この第1及び第2デジタル信号が判定
帰還形等化器21に入力され、ここで符号間干渉を除去
した第1及び第2データ(P,Qデータ)を出力する。
【0004】次に、A/D変換器19,20でのサンプ
リングについて説明する。この標本化及び量子化では、
増幅器17,18からの第1及び第2復調ベースバンド
信号がクロック同期回路22に入力され、このクロック
同期回路22では第1及び第2復調ベースバンド信号か
らサンプリングタイミングを抽出する。
【0005】図5は、このクロック同期回路22の構成
を示すブロック図である。図5における、増幅器17,
18からの第1及び第2復調ベースバンド信号は、それ
ぞれ非線形回路23,24に入力される。この非線形回
路23,24、及び、サンプリングタイミング同期(ク
ロック周波数)fcを中心周波数とする帯域フィルタ
(BPF)25によって第1及び第2復調ベースバンド
信号から、それぞれクロック成分を抽出する。
【0006】このクロック成分は、位相比較器26で電
圧制御発振器(VCO)29の発振周波数fvco と比較
され、この位相比較した差の比較結果電圧を出力する。
この出力電圧が、ループ増幅器27及びループフィルタ
28を通じて電圧制御発振器29に入力される。この結
果、電圧制御発振器29では、発振周波数fvco がクロ
ック周波数fcと等しくなるように制御される。この電
圧制御発振器29からの発振周波数fvco のクロック信
号が、図4中のA/D変換器19,20にデジタル変換
時のサンプリングタイミング用として供給される。
【0007】したがって、電圧制御発振器29の発振周
波数fvco がクロック周波数fcに等しく閉ループ制御
されるため、変調時のサンプリングタイミングに同期し
たタイミングでA/D変換(復調)が行われることにな
る。
【0008】図6は復調ベースバンド信号からクロック
周波数成分fcを抽出する動作を説明するための図であ
る。図4に示す増幅器17の出力端a及び増幅器18の
出力端bでは、図6(a)に示すようにクロック周波数
成分fcの1/2fc分のスペクトラムが含まれている
が、図6(b)に示すように、非線形回路23,24で
2逓倍されるクロック周波数fc成分が発生する。そし
て、この図6(c)に示すようにクロック周波数fc成
分を、中心周波数fcのBPF25を通して抽出する。
【0009】図7は判定帰還形等化器の等化特性(ミグ
ネチアカーブ)を示す図である。この判定帰還形等化器
の入力前までの復調器の構成は既知である。例えば、文
献として、旧日本電信電話公社、企画センター編、桑原
守二監修、デジタルマイクロ波通信誌P113,114
の掲載内容が知られている。
【0010】また、判定帰還形等化器の構成及び動作に
ついては、特開平4−181802号公報「判定帰還形
等化器」に記載された例が知られており、この判定帰還
形等化器では、デジタル無線通信における選択性フェー
ジングによる回線品質の劣化を改善なための等化処理を
行っている。
【0011】図7において、縦軸はρ=反射波振幅/主
波振幅を示しており、ρ=1の場合に、最もノッチが深
くなる。また、横軸はΔfであり、ノッチ位置(周波
数)の帯域中央周波数からのずれを示している。図7中
の斜線部分が等化不能領域であり、この面積が小さい
程、等化性能が高いことになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の復調装置では、変調波中のクロック信号の1/2
周波数成分レベルにおけるノッチが深くなる程、低下し
て抽出されたクロック成分にノイズ量が増大する。すな
わち、信号/雑音(S/N)比が劣化する。その結果、
電圧制御発振器29の制御電圧がクロック信号成分に重
畳したノイズに影響されて同期外れが発生する。
【0013】したがって、選択性フェージングが発生
し、搬送波周波数f0 から±fc/2〔HZ〕離れた位置
(周波数)でノッチが深くなると、本来、判定帰還形等
化器21での等化が可能であるにもかかわらず、等化不
能になる欠点がある。
【0014】本発明は、このような従来の技術における
課題を解決するものであり、クロック信号成分の抽出レ
ベルが低くなるような選択性フェージングなどが発生し
た際にも、PLL回路でのクロック同期外れが発生し難
くなり、符号間干渉の除去を行う等化処理能力が向上す
る復調装置を提供する。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項1記載の発明は、入力信号を、直交する再生
搬送波信号で復調し、それぞれの復調ベースバンド信号
をデジタル信号に変換するA/D変換器のサンプリング
タイミング信号を、復調ベースバンド信号から生成する
クロック同期回路を備えた復調装置において、クロック
同期回路に、復調ベースバンド信号を非線形で処理する
非線形回路と、非線形回路の出力からサンプリングタイ
ミング信号となるクロック信号成分を抽出する帯域通過
フィルタと、帯域通過フィルタからのクロック信号成分
と、発振周波数を制御するための制御電圧との位相を比
較した位相比較結果信号を可変増幅すると共に、可変ル
ープフィルタの周波数特性を可変し、かつ、この信号で
同期した発振周波数信号であるA/D変換器へのサンプ
リングタイミング信号を出力するPLL回路と、帯域通
過フィルタの出力レベルを検出するレベル検出器と、レ
ベル検出器からの出力レベルに基づいて、PLL回路の
増幅レベル及び可変ループフィルタの周波数特性を制御
するループ制御手段とを備える構成としてある。
【0016】請求項2記載の復調装置は、前記PLL回
路として、帯域通過フィルタからのクロック信号成分と
制御電圧との位相を比較する位相比較器と、位相比較器
からの位相比較結果信号をループ制御手段の制御で可変
増幅する可変増幅手段と、可変増幅手段からの出力の周
波数成分をループ制御手段の制御で可変する可変ループ
フィルタと、可変ループフィルタからの制御電圧で同期
したA/D変換器へのサンプリングタイミング信号を出
力する電圧制御発振器とを備える構成としてある。
【0017】請求項3記載の復調装置は、前記ループ制
御手段が、レベル検出器での検出ができないフェージン
グ発生時に、可変増幅手段での増幅レベルを増加し、及
び/又は、可変ループフィルタの周波数特性を広くする
制御を行う構成としてある。
【0018】請求項4記載の復調装置は、前記非線形回
路が、復調した復調ベースバンド信号の一方、及び/又
は、両方に対する非線形処理を行う構成としてある。
【0019】請求項5記載の復調装置は、前記A/D変
換器のそれぞれの出力端と接続される判定帰還形等化器
を備える構成としてある。
【0020】このような構成からなる本発明の復調装置
は、クロック同期回路のレベル検出器でクロック検出が
できない場合に、可変増幅手段での増幅レベルを増加
し、及び/又は、可変ループフィルタの周波数特性を広
くする制御を行っており、クロック信号成分の抽出レベ
ルが低くなるような選択性フェージングが発生した際に
も、PLL回路の電圧制御発振器でのロック外れ、すな
わち、クロック同期外れが発生し難くなり、符号間干渉
の除去を行う等化処理能力が向上する。
【0021】
【発明の実施の形態】次に、本発明の復調装置の実施の
形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の
復調装置の実施形態における構成を示す回路図である。
なお、図1は図4中のクロック同期回路22の構成を示
しており、以下、図4を重複して用いて説明する。
【0022】図1の実施形態は、図4中の増幅器17,
18からの第1及び第2復調ベースバンド信号が非線形
回路33,34に入力され、ここで2逓倍したクロック
周波数fc成分を出力する非線形回路33,34と、こ
の非線形回路33,34が出力するサンプリングタイミ
ング用のクロック周波数fcを中心周波数とする帯域フ
ィルタ(BPF)35とを有している。また、BPF3
5からのクロック周波数fc成分から、この信号レベル
を検出して出力する信号レベル検出器37と、信号レベ
ル検出器37が出力する信号レベルに基づいてループ増
幅の増幅レベル、及び、ループフィルタの周波数特性を
制御するループ制御器38を有している。
【0023】さらに、BPF35からのクロック周波数
fc成分を、電圧制御発振器42から出力される発振周
波数fvco と比較する位相比較器39と、位相比較器3
9からの比較結果電圧をループ制御器38の制御で可変
増幅するループ増幅器40とを有している。また、ルー
プ制御器38の制御でフィルタ特性を可変(周波数帯域
を制限)するループフィルタ41と、このループフィル
タ41からの制御電圧で発振周波数fvco をクロック周
波数fcに等しくなるように制御(ロック)して発振す
る電圧制御発振器(VCO)42とを有している。
【0024】次に、この実施形態の動作について説明す
る。図4に示す増幅器17,18からの第1及び第2復
調ベースバンド信号が、非線形回路33,34に入力さ
れ、ここで非線形の歪による2逓倍したクロック周波数
fc成分がBPF35に入力される。このBPF35
で、クロック周波数fc成分が抽出されて、信号レベル
検出器37及び位相比較器39に入力される。位相比較
器39では、BPF35からのクロック周波数fc成分
を、電圧制御発振器42から出力される発振周波数fvc
o と比較する。
【0025】そして、位相比較器39が、比較結果とし
て比較結果電圧を出力する。この出力電圧がループ増幅
器40及びループフィルタ41を通じて電圧制御発振器
42の制御端に制御電圧として入力される。この結果、
電圧制御発振器42では、発振周波数fvco がクロック
周波数fcに等しくなるように制御される。この電圧制
御発振器42からの発振周波数fvco のクロック信号
が、図4中のA/D変換器19,20にサンプリングタ
イミング用として供給される。
【0026】また、BPF35からのクロック周波数f
c成分が信号レベル検出器37に入力され、その信号レ
ベルを検出してループ制御器38に出力する。ループ制
御器38では、信号レベルに基づいてループ増幅器40
の増幅レベル、及び、ループフィルタ41のフィルタ特
性を制御する。
【0027】次に、選択性フェージングが発生した場合
の動作について説明する。図2は実施形態におけるクロ
ック信号の抽出処理を説明するための図である。図2に
示すように、選択性フェージングが発生した際の第1及
び第2復調ベースバンド信号が、増幅器17,18から
非線形回路33,34を通じてBPF35に入力され
る。この場合のBPF35からのクロック周波数fc成
分の信号レベルは、ノッチ周波数及びノッチの深さによ
って相違する。特に、信号レベルが低下する状態は、図
2(a)に示すように選択性フェージングのノッチ周波
数が「搬送波周波数−クロック周波数fc/2」、又
は、「搬送波周波数+クロック周波数fc/2」〔HZ〕
の場合である。
【0028】このとき、図4中の増幅器17,18から
の第1及び第2復調ベースバンド信号のスペクトラム
は、図2(b)に示すようにクロック周波数fc/2近
傍の周波数成分が低下している。したがって、非線形回
路33,34の出力は図2(c)に示すように、クロッ
ク周波数fc成分も低下し、図2(d)に示すようにB
PF35が出力するクロック周波数fc成分も低下す
る。
【0029】このように、BPF35が出力するクロッ
ク周波数fc成分が低下することによって、S/N比が
劣化したノイズが多いクロック周波数fc成分が位相比
較器39が入力される。このため、出力される比較結果
電圧は、ノイズの影響を受けた電圧であり、電圧制御発
振器42でのロック外れによるクロック同期外れが発生
する。
【0030】この同期ずれが発生しないように、ループ
制御器38がループ増幅器40の増幅レベル、ループフ
ィルタ41のフィルタ特性を制御する。すなわち、周波
数の帯域制限の制御を行う。ループ制御器38は信号レ
ベル検出器37からのクロック周波数fc成分の信号レ
ベルに基づいて、ループ増幅器40の増幅レベルを大き
く制御する。さらに、ループフィルタ41の周波数帯域
を広くするように制御してS/N比を向上させる。
【0031】この結果、電圧制御発振器42での同期の
外れが発生せずに、A/D変換器19,20で第1及び
第2復調ベースバンド信号をサンプリングできるように
なる。したがって、図4に示した判定帰還形等化器21
では、A/D変換器19,20からの第1及び第2デジ
タル信号に対する符号間干渉の除去が向上した第1及び
第2データ(データP,Q)が得られることになる。
【0032】図3は、この実施形態での等化特性を示す
図である。図3において、帯域の両端±fc/2〔HZ〕
での等化能力の劣化が少なく、等化不能領域(図3中の
斜線部分)が、従前の図7に比較して小さくなってお
り、その改善が図られている。
【0033】なお、通常時やクロック信号のレベル抽出
に問題がないフェージング、例えば、フェージングが無
いフラットな状態、及び、±fc/2〔HZ〕以外のノッ
チ周波数、フェージングが浅い状態では、ループ制御器
38がループ増幅器40の増幅レベルを規定値に制御
し、また、ループフィルタ41のフィルタ特性を規定値
に制御する。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の復調装置によれば、選択性フェージングの発生などに
よって、クロック同期回路のレベル検出器でクロックが
検出ができない場合、増幅レベルを増加し、及び/又
は、ループフィルタの周波数特性を広くする制御を行っ
ているため、クロック同期外れが発生し難くなり、符号
間干渉の除去を行う等化処理能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の復調装置の実施形態における構成を示
す回路図である。
【図2】実施形態におけるクロック信号抽出過程を説明
するための図である。
【図3】実施形態での等化特性を示す図である。
【図4】従来例にあって判定帰還形等化器を備える復調
装置の構成を示すブロック図である。
【図5】図4中のクロック同期回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図6】従来例でのクロック周波数成分を抽出する動作
を説明するための図である。
【図7】従来例での判定帰還形等化器の等化特性を示す
図である。
【符号の説明】
17,18 増幅器 19,20 A/D変換器 21 判定帰還形等化器 33,34 非線形回路 35 BPF 37 信号レベル検出器 38 ループ制御器 39 位相比較器 40 ループ増幅器 41 ループフィルタ 42 電圧制御発振器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 27/22 H03L 7/093 H04B 3/06 H04L 7/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を、直交する再生搬送波信号で
    復調し、それぞれの復調ベースバンド信号をデジタル信
    号に変換するA/D変換器のサンプリングタイミング信
    号を、復調ベースバンド信号から生成するクロック同期
    回路を備えた復調装置において、 前記クロック同期回路に、 復調ベースバンド信号を非線形で処理する非線形回路
    と、 前記非線形回路の出力からサンプリングタイミング信号
    となるクロック信号成分を抽出する帯域通過フィルタ
    と、 前記帯域通過フィルタからのクロック信号成分と発振周
    波数を制御するための制御電圧との位相を比較した位相
    比較結果信号を可変増幅すると共に、可変ループフィル
    タの周波数特性を可変し、かつ、この信号で同期した発
    振周波数信号であるA/D変換器へのサンプリングタイ
    ミング信号を出力するPLL回路と、 前記帯域通過フィルタの出力レベルを検出するレベル検
    出器と、 前記レベル検出器からの出力レベルに基づいて、前記P
    LL回路の増幅レベル及び可変ループフィルタの周波数
    特性を制御するループ制御手段と、 を備えることを特徴とする復調装置。
  2. 【請求項2】 前記PLL回路として、 前記帯域通過フィルタからのクロック信号成分と制御電
    圧との位相を比較する位相比較器と、 前記位相比較器からの位相比較結果信号をループ制御手
    段の制御で可変増幅する可変増幅手段と、 前記可変増幅手段からの出力の周波数成分をループ制御
    手段の制御で可変する可変ループフィルタと、 前記可変ループフィルタからの制御電圧で同期したA/
    D変換器へのサンプリングタイミング信号を出力する電
    圧制御発振器と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の復調装置。
  3. 【請求項3】 前記ループ制御手段が、レベル検出器で
    の検出ができないフェージング発生時に、可変増幅手段
    での増幅レベルを増加し、及び/又は、可変ループフィ
    ルタの周波数特性を広くする制御を行うことを特徴とす
    る請求項2記載の復調装置。
  4. 【請求項4】 前記非線形回路が、 復調した復調ベースバンド信号の一方、及び/又は、両
    方に対する非線形処理を行うことを特徴とする請求項1
    記載の復調装置。
  5. 【請求項5】 前記A/D変換器のそれぞれの出力端と
    接続される判定帰還形等化器を備えることを特徴とする
    請求項1記載の復調装置。
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