JP3265052B2 - Digital modulation wave demodulator - Google Patents
Digital modulation wave demodulatorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、QPSK(4相位相
シフトキーイング)等の方式で変調されたデジタル変調
波の復調装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a demodulator for digitally modulated waves modulated by a method such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying).
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は、従来のQPSK変調波のを復調
するデジタル復調装置の一例を示すブロック図である。
入力端子1に導入されたQPSK変調波は、分配されて
同相検波器2と直交検波器3へ供給される。検波器2及
び3へ与えられる局部発振信号(以下局発と略称する)
は、局部発振器5からの固定周波数の局発が分配器4
で、0度位相の局発と90度位相の局発にされたもので
ある。検波器2、3の出力はそれぞれアナログデジタル
(A/D)変換器6及び7に入力され、クロック再生回
路12から供給されるシンボルレートの2倍の周波数
(以下2fsと記す)のクロックでデジタル値に変換さ
れる。ここで、デジタル化された検波出力は周波数変換
を実現する複素乗算器8に入力される。この複素乗算器
8は2fsのクロックで動作し、また、周波数変換キャ
リアとしては後述するAFCループからの局発出力が供
給されている。この複素乗算器8から得られたI軸成分
とQ軸成分の出力は、同一の周波数伝達特性を有するデ
ジタル低域通過フィルタ(LPF)9及び10にそれぞ
れ入力され、スペクトル整形される。これらのデジタル
低域通過フィルタ9、10はデジタルデータ伝送におけ
る符号間干渉防止に要求される伝達特性を形成するフィ
ルタであり、一般に送信側のフィルタ特性と組み合わさ
れたとき、いわゆるロールオフ特性が得られるように設
計されている。故に、デジタル低域通過フィルタ9、1
0の出力において、各検波出力はアイ開口率が十分に大
きくなるようにスペクトル整形される。デジタル低域通
過フィルタ9、10のそれぞれの出力は複素乗算器11
に入力される。複素乗算器11は2fsのクロックで動
作し、中間周波帯における周波数変換器即ちミキサと全
く同じ動作をベースバンド帯で実現できる(複素数を用
いない実数形式の乗算器は検波動作を行なうことはでき
ても、負の周波数成分を表現できないので一般的周波数
変換器とはならない)。複素乗算器11の出力は、2つ
に分配されて一つはクロック再生回路12に供給され、
信号中のシンボルタイミング成分が抽出される。クロッ
ク再生回路12では、シンボルレートの周波数(以下f
sと記す)のクロックと2fsのクロックを出力する。
また、複素乗算器11からのI軸成分及びQ軸成分の出
力は、ラッチ回路13に入力され、I軸成分、Q軸成分
のそれぞれがfsのクロックでラッチされ、復調データ
として出力端子14及び15に出力される。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional digital demodulator for demodulating a QPSK modulated wave.
The QPSK modulated wave introduced into the input terminal 1 is distributed and supplied to the in-phase detector 2 and the quadrature detector 3. Local oscillation signal applied to detectors 2 and 3 (hereinafter abbreviated as "local oscillation")
Indicates that the fixed frequency local oscillation from the local oscillator 5 is
In this case, a local oscillation having a phase of 0 degrees and a local oscillation having a phase of 90 degrees are performed. The outputs of the detectors 2 and 3 are input to analog-to-digital (A / D) converters 6 and 7, respectively, and are output by a clock having a frequency twice as high as the symbol rate (hereinafter referred to as 2fs) supplied from the clock recovery circuit 12. Converted to a value. Here, the digitized detection output is input to a complex multiplier 8 that realizes frequency conversion. The complex multiplier 8 operates with a clock of 2 fs, and a local output from an AFC loop described later is supplied as a frequency conversion carrier. Outputs of the I-axis component and the Q-axis component obtained from the complex multiplier 8 are input to digital low-pass filters (LPFs) 9 and 10 having the same frequency transfer characteristics, and are spectrally shaped. These digital low-pass filters 9 and 10 are filters for forming transfer characteristics required for preventing intersymbol interference in digital data transmission, and generally provide a so-called roll-off characteristic when combined with filter characteristics on the transmission side. It is designed to be Therefore, the digital low-pass filters 9, 1
At an output of 0, each detection output is spectrally shaped so that the eye opening ratio is sufficiently large. The output of each of the digital low-pass filters 9 and 10 is a complex multiplier 11
Is input to The complex multiplier 11 operates with a clock of 2 fs, and can realize exactly the same operation as the frequency converter in the intermediate frequency band, that is, the mixer, in the baseband band. (The real number type multiplier that does not use complex numbers can perform the detection operation. However, since it cannot represent negative frequency components, it does not become a general frequency converter.) The output of the complex multiplier 11 is divided into two and one is supplied to the clock recovery circuit 12,
A symbol timing component in the signal is extracted. In the clock recovery circuit 12, the frequency of the symbol rate (hereinafter referred to as f
s) and a clock of 2 fs.
The outputs of the I-axis component and the Q-axis component from the complex multiplier 11 are input to a latch circuit 13, where the I-axis component and the Q-axis component are respectively latched by the clock of fs, and output terminals 14 and 15 is output.
【0003】さらに、ラッチ回路13の出力は、位相検
波器16に供給され、ここでは入力信号と数値制御発振
器(NCO)22の発振信号との位相差が検出される。
位相検波器16から得られた位相差情報は、キャリア再
生のためにループフィルタ21を介して数値制御発振器
22の周波数制御端子に供給される。ループフィルタ2
1には後述するループ切り換え信号も入力され、ループ
フィルタ21の動作状態が切り換えられる。数値制御発
振器22はオーバーフローを禁止しない累積加算回路で
あり、周波数制御端子に入力される信号の値に応じてそ
のダイナミックレンジまでの加算動作を行うため、発振
状態となりその周波数は、制御信号の値で変化する。即
ち、アナログ回路における電圧制御発振回路(VCO)
と全く同じように動作する。一般のVCOと異なる点
は、その発振周波数が非常に安定していることであり、
いわゆる水晶を用いたVCO(VCXO)以上の安定性
とVCXOでは実現できない広い周波数可変範囲を有す
る特徴がある。この数値制御発振器22の出力はデータ
変換回路23、24に入力されてサイン及びコサイン特
性の信号に変換されて複素乗算器11に周波数変換キャ
リアとして戻る。この一巡のループは完全デジタル構成
の位相ロックループ(PLL)であり、PLLとして安
定した動作が期待できる。Further, the output of the latch circuit 13 is supplied to a phase detector 16 where the phase difference between the input signal and the oscillation signal of a numerically controlled oscillator (NCO) 22 is detected.
The phase difference information obtained from the phase detector 16 is supplied to a frequency control terminal of a numerically controlled oscillator 22 via a loop filter 21 for carrier recovery. Loop filter 2
A loop switching signal to be described later is also input to 1, and the operation state of the loop filter 21 is switched. The numerically controlled oscillator 22 is a cumulative addition circuit that does not inhibit overflow, and performs an addition operation up to its dynamic range in accordance with the value of the signal input to the frequency control terminal. To change. That is, a voltage controlled oscillator (VCO) in an analog circuit
Works exactly like. The difference from a general VCO is that its oscillation frequency is very stable.
It is characterized by a stability higher than that of a VCO (VCXO) using a so-called crystal and a wide frequency variable range that cannot be realized by the VCXO. The output of the numerically controlled oscillator 22 is input to the data conversion circuits 23 and 24, converted into a signal having sine and cosine characteristics, and returned to the complex multiplier 11 as a frequency conversion carrier. This loop is a phase lock loop (PLL) having a completely digital configuration, and stable operation can be expected as the PLL.
【0004】また、このシステムにはAFCループが形
成されている。即ち、位相検波器16から出力された位
相誤差信号は、周波数誤差検出回路17に供給される。
周波数誤差検出回路17は、入力信号と局発との周波数
誤差を検出することになる。この周波数成分は、AFC
ループフィルタ18で平滑化されて数値制御発振器25
の周波数制御端子に供給される。AFCループフィルタ
18には、周波数誤差検出回路17からループ切り換え
信号が入力されAFCループフィルタ18の出力信号の
ホールド動作のオン/オフ制御を行っている。数値制御
発振器25の出力は鋸状歯の信号であるために、データ
変換回路26、27でサイン(sin) 及びコサイン(cos)
特性の信号に変換されて複素乗算器8に供給される。以
上のループによりAFCループが形成されている。An AFC loop is formed in this system. That is, the phase error signal output from the phase detector 16 is supplied to the frequency error detection circuit 17.
The frequency error detection circuit 17 detects a frequency error between the input signal and the local oscillation. This frequency component is AFC
Numerically controlled oscillator 25 smoothed by loop filter 18
Is supplied to the frequency control terminal of The AFC loop filter 18 receives a loop switching signal from the frequency error detection circuit 17 and performs on / off control of a hold operation of an output signal of the AFC loop filter 18. Since the output of the numerically controlled oscillator 25 is a sawtooth signal, the sine and cosine signals are output from the data conversion circuits 26 and 27.
The signal is converted into a characteristic signal and supplied to the complex multiplier 8. An AFC loop is formed by the above loop.
【0005】また、周波数誤差検出回路17は周波数誤
差信号に応じてループ切り換え信号を出力する。まず、
初期の周波数引き込み時にはAFCループが動作し、P
LLが動作しないようにループ切り換え信号を出力す
る。そして、周波数誤差信号が十分小さくなるとループ
切り換え信号が変化し、AFCループフィルタ18の出
力信号はその時点でホールドされ、PLLがキャリア同
期をとるように引き込み動作を開始する。[0005] The frequency error detection circuit 17 outputs a loop switching signal in accordance with the frequency error signal. First,
At the time of initial frequency pull-in, the AFC loop operates and P
A loop switching signal is output so that LL does not operate. When the frequency error signal becomes sufficiently small, the loop switching signal changes, the output signal of the AFC loop filter 18 is held at that point, and the pull-in operation is started so that the PLL synchronizes with the carrier.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記構成の復調装置に
おいても、AFCループ及びPLLの周波数変換キャリ
ア及び再生キャリアのスプリアスの問題がある。上記の
復調装置ではΔfの周波数離調が存在する場合、fsの
クロックで動作するAFCループの数値制御発振器25
は、ほぼΔfの周波数で発振し、その出力信号はデータ
変換回路26、27でサイン及びコサイン特性の信号に
変換され、2fsで動作する複素乗算器8に供給される
が、その周波数変換キャリアのスペクトルは図5に示す
ようにスプリアスが存在する。同様にPLLのデータ変
換回路23、24の再生キャリアにもスプリアスが存在
する。このスプリアスは妨害となり符号誤り率を劣化さ
せる原因となる。また、このスプリアスは特に周波数変
換キャリアの周波数(Δf)が大きくなるほど大きくな
るので、周波数離調が大きい場合に問題となる。The demodulation device having the above configuration also has a problem of spurious response of the frequency conversion carrier and the reproduction carrier of the AFC loop and the PLL. In the above demodulator, when there is a frequency detuning of Δf, the numerically controlled oscillator 25 of the AFC loop operated by the clock of fs
Oscillates at a frequency of approximately Δf, and its output signal is converted into signals having sine and cosine characteristics by the data conversion circuits 26 and 27 and supplied to the complex multiplier 8 operating at 2 fs. The spectrum has spurs as shown in FIG. Similarly, a spurious exists in the reproduction carrier of the data conversion circuits 23 and 24 of the PLL. This spurious interference causes a deterioration of the bit error rate. In addition, since the spurious increases particularly as the frequency (Δf) of the frequency conversion carrier increases, there is a problem when the frequency detuning is large.
【0007】そこで、この発明は図3(B)に示すよう
な特性のフィルタ設けて、周波数変換キャリア及び再生
キャリアのスプリアスを抑圧し、スプリアス妨害による
符号誤り率の劣化を生じることのないデジタル変調波の
復調装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention provides a filter having characteristics as shown in FIG. 3 (B) to suppress the spurious of the frequency-converted carrier and the reproduced carrier so that the digital modulation does not cause the deterioration of the code error rate due to the spurious interference. An object of the present invention is to provide a wave demodulation device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、変調波入力
に対して局部発振器からの局部発振周波数信号を乗算す
ることにより検波出力を得る検波手段と、この検波手段
の検波出力をシンボルレートの2倍の周波数でデジタル
変換するデジタル変換手段と、このデジタル変換手段の
出力に再生キャリアを乗算し、この乗算出力にシンボル
中心タイミングで位相検波を施して位相情報を得る位相
情報検出手段と、この位相情報検出手段からの前記位相
情報を平滑して数値制御発振器に供給し、前記数値制御
発振器の出力を正弦波に変換して前記再生キャリアを得
るキャリア発生手段と、このキャリア発生手段からの前
記正弦波をシンボルレートの2倍の周波数にレートアッ
プし、キャリア再生の周波数引き込み範囲のスプリアス
を抑圧するフィルタ手段とを備えたものである。According to the present invention, there is provided a detecting means for obtaining a detection output by multiplying a modulated wave input by a local oscillation frequency signal from a local oscillator, and a detecting means for converting a detected output of the detecting means into a symbol rate. Digital conversion means for performing digital conversion at twice the frequency, phase information detection means for multiplying the output of the digital conversion means by a reproduction carrier, and performing phase detection on the multiplied output at symbol center timing to obtain phase information; Carrier generating means for smoothing the phase information from the phase information detecting means and supplying it to a numerically controlled oscillator, converting the output of the numerically controlled oscillator into a sine wave to obtain the reproduced carrier, and A filter that raises the sine wave to twice the frequency of the symbol rate and suppresses spurs in the carrier pull-in frequency range. It is obtained by a means.
【0009】[0009]
【作用】上記の手段により、周波数変換キャリア及び再
生キャリアを2倍にレートアップした後、スプリアスを
抑圧するフィルタを通すことでスプリアスを十分除去で
きるため、スプリアス妨害により符号誤り率の劣化を生
じない。According to the above-mentioned means, after the frequency conversion carrier and the reproduced carrier are doubled in rate, the spurious can be sufficiently removed by passing the filter through a filter for suppressing the spurious, so that the spurious interference does not deteriorate the code error rate. .
【0010】[0010]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1はこの発明の第1の実施例である。先に説
明した図2の回路と同一部分には同一符号を付してい
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The same parts as those of the circuit of FIG. 2 described above are denoted by the same reference numerals.
【0011】入力端子1に導入されたQPSK変調波
は、分配されて同相検波器2と直交検波器3へ供給され
る。検波器2及び3へ与えられる局部発振信号(以下局
発と略称する)は、局部発振器5からの固定周波数の局
発が分配器4で、0度位相の局発と90度位相の局発に
されたものである。検波器2、3の出力はそれぞれA/
D変換器6及び7に入力され、クロック再生回路12か
ら供給されるシンボルレートの2倍の周波数(以下2f
sと記す)のクロックでデジタル値に変換される。ここ
で、デジタル化された検波出力は周波数変換を実現する
複素乗算器8に入力される。この複素乗算器8は2fs
のクロックで動作し、周波数変換キャリアとしては後述
するAFCループからの局発出力が供給されている。こ
の複素乗算器8から得られたI軸成分及びQ軸成分の出
力は、同一の周波数伝達特性を有するデジタル低域通過
フィルタ(LPF)9及び10にそれぞれ入力され、ス
ペクトル整形される。これらのデジタル低域通過フィル
タ9、10はデジタルデータ伝送における符号間干渉防
止に要求される伝達特性を形成するフィルタであり、一
般に送信側のフィルタ特性と組み合わされたとき、いわ
ゆるロールオフ特性が得られるように設計されている。
故に、デジタル低域通過フィルタ9、10の出力におい
て、各検波出力はアイ開口率が十分に大きくなるように
スペクトル整形される。デジタル低域通過フィルタ9、
10のそれぞれの出力は複素乗算器11に入力される。
複素乗算器11は2fsのクロックで動作し、中間周波
帯における周波数変換器、即ちミキサと全く同じ動作を
ベースバンド帯で実現できる(複素数を用いない実数形
式の乗算器は検波動作を行なうことはできても、負の周
波数成分を表現できないので一般的周波数変換器とはな
らない)。複素乗算器11のI軸成分及びQ軸成分の出
力は、2つに分配されて一つはクロック再生回路12に
供給される。クロック再生回路12では、信号中のシン
ボルタイミング成分が抽出されて、シンボルレートの周
波数(以下fsと記す)のクロックと2fsのクロック
を作成して出力している。また、複素乗算器11の出力
は、ラッチ回路13に入力され、I軸成分、Q軸成分が
それぞれfsのクロックでラッチされ、復調データとし
て出力端子14及び15に出力される。The QPSK modulated wave introduced to the input terminal 1 is distributed and supplied to the in-phase detector 2 and the quadrature detector 3. A local oscillation signal (hereinafter, abbreviated as “local oscillation”) supplied to the detectors 2 and 3 is a fixed-frequency local oscillation from a local oscillator 5 at a distributor 4. It was made. The outputs of the detectors 2 and 3 are A /
The frequency is twice as high as the symbol rate input to the D converters 6 and 7 and supplied from the clock recovery circuit 12 (hereinafter 2f).
s) to be converted into digital values. Here, the digitized detection output is input to a complex multiplier 8 that realizes frequency conversion. This complex multiplier 8 has 2 fs
And a local output from an AFC loop described later is supplied as a frequency conversion carrier. Outputs of the I-axis component and the Q-axis component obtained from the complex multiplier 8 are input to digital low-pass filters (LPFs) 9 and 10 having the same frequency transfer characteristics, and are spectrally shaped. These digital low-pass filters 9 and 10 are filters for forming transfer characteristics required for preventing intersymbol interference in digital data transmission, and generally provide a so-called roll-off characteristic when combined with filter characteristics on the transmission side. It is designed to be
Therefore, in the outputs of the digital low-pass filters 9 and 10, each detection output is spectrally shaped so that the eye opening ratio becomes sufficiently large. Digital low-pass filter 9,
Each output of 10 is input to a complex multiplier 11.
The complex multiplier 11 operates with a clock of 2 fs, and can realize exactly the same operation as the frequency converter in the intermediate frequency band, that is, the mixer in the baseband band. (A real number type multiplier that does not use a complex number performs a detection operation. Even if it can, it cannot be a general frequency converter because it cannot represent negative frequency components.) The outputs of the I-axis component and the Q-axis component of the complex multiplier 11 are divided into two and one is supplied to the clock recovery circuit 12. The clock recovery circuit 12 extracts a symbol timing component from the signal, and creates and outputs a clock having a symbol rate frequency (hereinafter referred to as fs) and a clock having 2 fs. The output of the complex multiplier 11 is input to the latch circuit 13, the I-axis component and the Q-axis component are respectively latched by the clock of fs, and output to the output terminals 14 and 15 as demodulated data.
【0012】さらに、ラッチ回路13の出力は、位相検
波器16に供給され、ここでは入力信号と数値制御発振
器(NCO)22の発振信号との位相差が検出される。
位相検波器16からの位相差情報は、キャリア再生のた
めにループフィルタ21を介して数値制御発振器22の
周波数制御端子に入力される。ループフィルタ21には
後述するループ切り換え信号も入力され、ループフィル
タ21の動作状態が切り換えられる。数値制御発振器2
2はオーバーフローを禁止しない累積加算回路であり、
周波数制御端子に入力される信号の値に応じてそのダイ
ナミックレンジまでの加算動作を行うため、発振状態と
なりその周波数は、制御信号の値で変化する。即ち、ア
ナログ回路における電圧制御発振回路(VCO)と全く
同じように動作する。一般のVCOと異なる点は、その
発振周波数が非常に安定していることであり、いわゆる
水晶を用いたVCO(VCXO)以上の安定性とVCX
Oでは実現できない広い周波数可変範囲を有する特徴が
ある。この数値制御発振器22の出力はデータ変換回路
23、24に入力されてサイン(sin) 及びコサイン(co
s) 特性の信号に変換されてPLLアップコンバータ2
9に供給される。 PLLアップコンバータ29では、
サイン及びコサイン特性の信号を2fsのクロックにレ
ートアップし、PLL引き込み範囲の信号帯域のスプリ
アスを十分に抑圧する低域通過フィルタ(LPF)に通
して、複素乗算器11に供給している。この一巡のルー
プは完全デジタル構成のPLLであり、PLLとして安
定した動作が期待できる。Further, the output of the latch circuit 13 is supplied to a phase detector 16 where the phase difference between the input signal and the oscillation signal of a numerically controlled oscillator (NCO) 22 is detected.
The phase difference information from the phase detector 16 is input to a frequency control terminal of a numerically controlled oscillator 22 via a loop filter 21 for carrier recovery. A loop switching signal described later is also input to the loop filter 21, and the operation state of the loop filter 21 is switched. Numerically controlled oscillator 2
2 is a cumulative addition circuit that does not inhibit overflow,
Since the addition operation up to the dynamic range is performed in accordance with the value of the signal input to the frequency control terminal, an oscillation state is established, and the frequency changes according to the value of the control signal. That is, the operation is exactly the same as that of the voltage controlled oscillator (VCO) in the analog circuit. The difference from a general VCO is that its oscillation frequency is very stable. The stability is higher than that of a VCO (VCXO) using a so-called crystal and VCXO.
There is a feature that has a wide frequency variable range that cannot be realized by O. The output of the numerically controlled oscillator 22 is input to the data conversion circuits 23 and 24, and the sine (sin) and the cosine (cos
s) PLL up-converter 2 which is converted into a signal having characteristics
9. In the PLL up converter 29,
The signal having the sine and cosine characteristics is rate-upped to a clock of 2 fs, and is supplied to the complex multiplier 11 through a low-pass filter (LPF) that sufficiently suppresses spurious in a signal band in a PLL pull-in range. This one loop is a PLL having a completely digital configuration, and stable operation can be expected as the PLL.
【0013】また、このシステムにはAFCループが形
成されている。即ち、位相検波器16から出力された位
相誤差信号は、周波数誤差検出回路17に供給される。
周波数誤差検出回路17は、入力信号と局発との周波数
誤差を検出することになる。この周波数誤差成分は、A
FCループフィルタ18で平滑化されて数値制御発振器
(NCO)25の周波数制御端子に供給される。AFC
ループフィルタ18には、周波数誤差検出回路17から
ループ切り換え信号も入力されAFCループフィルタ1
8の出力信号のホールド動作のオン/オフ制御を行って
いる。数値制御発振器25の出力は鋸状歯の信号である
ために、データ変換回路26、27でサイン及びコサイ
ン特性の信号に変換されてAFCアップコンバータ28
に供給され、2fsのクロックにレートアップされ、A
FC周波数引き込み範囲の信号帯域のスプリアスを十分
に抑圧する低域通過フィルタ(LPF)を通して、複素
乗算器8に供給されている。An AFC loop is formed in this system. That is, the phase error signal output from the phase detector 16 is supplied to the frequency error detection circuit 17.
The frequency error detection circuit 17 detects a frequency error between the input signal and the local oscillation. This frequency error component is A
The signal is smoothed by the FC loop filter 18 and supplied to a frequency control terminal of a numerically controlled oscillator (NCO) 25. AFC
The loop switching signal is also input from the frequency error detection circuit 17 to the loop filter 18, and the AFC loop filter 1
8 on / off control of the hold operation of the output signal. Since the output of the numerically controlled oscillator 25 is a sawtooth signal, it is converted into a sine and cosine characteristic signal by the data conversion circuits 26 and 27 and the AFC up-converter 28
And the rate is increased to a 2 fs clock,
The signal is supplied to the complex multiplier 8 through a low-pass filter (LPF) that sufficiently suppresses spurious in a signal band in the FC frequency pull-in range.
【0014】以上のループによりAFCループが形成さ
れている。また、周波数誤差検出回路17は周波数誤差
信号に応じてループ切り換え信号を出力する。まず、初
期の周波数引き込み時にはAFCループが動作し、PL
Lが動作しないようにループ切り換え信号を出力する。
そして、周波数誤差信号が十分小さくなるとループ切り
換え信号が変化し、これによりAFCループフィルタ1
8の出力信号はその時点でホールドされ、PLLがキャ
リア同期をとるように引き込み動作を開始する。An AFC loop is formed by the above loop. The frequency error detection circuit 17 outputs a loop switching signal according to the frequency error signal. First, at the time of initial frequency pull-in, the AFC loop operates and PL
A loop switching signal is output so that L does not operate.
Then, when the frequency error signal becomes sufficiently small, the loop switching signal changes, whereby the AFC loop filter 1
The output signal 8 is held at that time, and the pull-in operation is started so that the PLL synchronizes with the carrier.
【0015】上記のように構成することにより周波数離
調が存在する場合にも、周波数変換キャリア及び再生キ
ャリアのスプリアスが抑圧されるので、従来の如くスプ
リアス妨害による符号誤り率の劣化を生じることなく、
きわめて良好なデジタル変調波の復調が可能となる。With the above configuration, even when frequency detuning is present, the spurious of the frequency conversion carrier and the reproduced carrier is suppressed, so that the code error rate does not deteriorate due to spurious interference as in the related art. ,
An extremely good demodulation of a digital modulation wave can be performed.
【0016】図3(A)にAFCアップコンバータ28
の具体的な例を示して説明する。入力端子401、40
2にはそれぞれデータ変換回路26、27からの信号が
入力される。これらの信号は0挿入回路403、405
で2fsのクロック毎に0が挿入され低域通過フィルタ
(LPF)404、406にそれぞれ供給される。LP
F404、406はAFCループの周波数引き込み範囲
のスプリアスを十分に抑圧する特性のフィルタであり、
LPF404、406で十分にスプリアスを抑圧した出
力は出力端子407、408から複素乗算器8へ供給さ
れる。FIG. 3A shows an AFC up-converter 28.
A specific example will be described. Input terminals 401, 40
Signals from the data conversion circuits 26 and 27 are input to 2 respectively. These signals are 0-insertion circuits 403, 405
Is inserted at every 2 fs clock, and supplied to the low-pass filters (LPF) 404 and 406, respectively. LP
F404 and 406 are filters having characteristics that sufficiently suppress spurious in the frequency pull-in range of the AFC loop.
The outputs whose spurious components have been sufficiently suppressed by the LPFs 404 and 406 are supplied to the complex multiplier 8 from output terminals 407 and 408.
【0017】図2はこの発明の第2の実施例である。先
に説明した図1の回路と同一部分には同一符号を付して
いる。この実施例では、PLLのみを用いてキャリア再
生を行っている。入力端子1に導入されたQPSK変調
波は、分配されて同相検波器2と直交検波器3へ供給さ
れる。検波器2及び3へ与えられる局発は、局部発振器
5からの固定周波数の局発が分配器4で、0度位相の局
発と90度位相の局発にされたものである。検波器2、
3の出力はそれぞれA/D変換器6及び7に入力され、
クロック再生回路12から供給されるシンボルレートの
2倍の周波数2fsのクロックでデジタル値に変換され
る。ここで、デジタル化された検波出力は複素乗算器8
に入力される。この複素乗算器8は2fsのクロックで
動作し、再生キャリアとしてはアップコンバータ29か
らの局発出力が用いられる。この複素乗算器8から得ら
れたI軸成分とQ軸成分の出力は、同一の周波数伝達特
性を有するデジタル低域通過フィルタ(LPF)9及び
10にそれぞれ入力され、スペクトル整形される。これ
らのデジタル低域通過フィルタ9、10はデジタルデー
タ伝送における符号間干渉防止に要求される伝達特性を
形成するフィルタであり、一般に送信側のフィルタ特性
と組み合わされたとき、いわゆるロールオフ特性が得ら
れるように設計されている。故に、デジタル低域通過フ
ィルタ9、10の出力において、各検波出力はアイ開口
率が十分に大きくなるようにスペクトル整形される。デ
ジタル低域通過フィルタ9、10のそれぞれの出力は、
2つに分配されて一つはクロック再生回路12に供給さ
れる。ここでは、信号中のシンボルタイミング成分が抽
出されて、シンボルレートの周波数fsのクロックと2
fsのクロックを出力する。また、デジタル低域通過フ
ィルタ9、10の出力は、ラッチ回路13に入力され、
I軸成分、Q軸成分がそれぞれfsのクロックでラッチ
され、復調データとして出力端子14及び15に導出さ
れる。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the circuit of FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, carrier regeneration is performed using only the PLL. The QPSK modulated wave introduced into the input terminal 1 is distributed and supplied to the in-phase detector 2 and the quadrature detector 3. The local oscillations applied to the detectors 2 and 3 are obtained by dividing the fixed-frequency local oscillation from the local oscillator 5 into the 0-degree local oscillation and the 90-degree local oscillation by the distributor 4. Detector 2,
3 are input to A / D converters 6 and 7, respectively.
It is converted into a digital value by a clock having a frequency of 2 fs which is twice the symbol rate supplied from the clock recovery circuit 12. Here, the digitized detection output is output from the complex multiplier 8.
Is input to The complex multiplier 8 operates with a clock of 2 fs, and a local output from the up-converter 29 is used as a reproduction carrier. Outputs of the I-axis component and the Q-axis component obtained from the complex multiplier 8 are input to digital low-pass filters (LPFs) 9 and 10 having the same frequency transfer characteristics, and are spectrally shaped. These digital low-pass filters 9 and 10 are filters for forming transfer characteristics required for preventing intersymbol interference in digital data transmission, and generally provide a so-called roll-off characteristic when combined with filter characteristics on the transmission side. It is designed to be Therefore, in the outputs of the digital low-pass filters 9 and 10, each detection output is spectrally shaped so that the eye opening ratio becomes sufficiently large. The output of each of the digital low-pass filters 9, 10 is
One is divided into two and the other is supplied to the clock recovery circuit 12. Here, the symbol timing component in the signal is extracted, and the clock of the symbol rate frequency fs and 2
Output the clock of fs. The outputs of the digital low-pass filters 9 and 10 are input to the latch circuit 13,
The I-axis component and the Q-axis component are each latched by the clock of fs, and are led out to the output terminals 14 and 15 as demodulated data.
【0018】さらに、ラッチ回路13の出力は、位相検
波器30に供給され、入力信号と数値制御発振器22の
発振信号との位相差が検出される。ラッチ回路13から
後述のデータ変換回路23、24まではfsのクロック
で動作する。位相検波器30からの位相差情報は、キャ
リア再生のためにループフィルタ31を介して数値制御
発振器22の周波数制御端子に入力される。数値制御発
振器22はオーバーフローを禁止しない累積加算回路で
あり、周波数制御端子に入力される信号の値に応じてそ
のダイナミックレンジまでの加算動作を行うため、発振
状態となりその周波数は、制御信号の値で変化する。即
ち、アナログ回路における電圧制御発振回路(VCO)
と全く同じように動作する。一般のVCOと異なる点
は、その発振周波数が非常に安定していることであり、
いわゆる水晶を用いたVCO(VCXO)以上の安定性
とVCXOでは実現できない広い周波数可変範囲を有す
る特徴がある。この数値制御発振器22の出力はデータ
変換回路23、24に入力されてサイン及びコサイン特
性の信号に変換されてPLLアップコンバータ29に供
給される。PLLアップコンバータ29では、サイン及
びコサイン特性の信号を2fsのクロックにレートアッ
プし、PLL引き込み範囲のスプリアスを十分に抑圧す
るLPFを通した後、複素乗算器8に供給する。この一
巡のループは完全デジタル構成のPLLであり、PLL
として安定した動作が期待できる。また、PLLの周波
数引き込み範囲のスプリアスを抑圧するため、再生キャ
リアのスプリアスが妨害となり符号誤り率を劣化させる
こともない。この他にもこの発明はその要旨を逸脱しな
い範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論である。Further, the output of the latch circuit 13 is supplied to a phase detector 30, and the phase difference between the input signal and the oscillation signal of the numerically controlled oscillator 22 is detected. The operation from the latch circuit 13 to the data conversion circuits 23 and 24 to be described later is operated by the clock of fs. The phase difference information from the phase detector 30 is input to the frequency control terminal of the numerically controlled oscillator 22 via the loop filter 31 for carrier recovery. The numerically controlled oscillator 22 is a cumulative addition circuit that does not inhibit overflow, and performs an addition operation up to its dynamic range in accordance with the value of the signal input to the frequency control terminal. To change. That is, a voltage controlled oscillator (VCO) in an analog circuit
Works exactly like. The difference from a general VCO is that its oscillation frequency is very stable.
It is characterized by a stability higher than that of a VCO (VCXO) using a so-called crystal and a wide frequency variable range that cannot be realized by the VCXO. The output of the numerically controlled oscillator 22 is input to data conversion circuits 23 and 24, converted into sine and cosine characteristic signals, and supplied to a PLL up-converter 29. In the PLL up-converter 29, the signal having the sine and cosine characteristics is increased to a clock of 2 fs, passed through an LPF that sufficiently suppresses the spurious in the PLL pull-in range, and then supplied to the complex multiplier 8. This loop is a completely digital PLL, and the PLL
A stable operation can be expected. In addition, since the spurious in the frequency pull-in range of the PLL is suppressed, the spurious of the reproduced carrier does not disturb and does not deteriorate the code error rate. In addition to this, it goes without saying that the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
周波数離調が存在する場合でも、周波数変換キャリア及
び再生キャリアのスプリアスを十分に抑圧することで、
スプリアス妨害のための符号誤り率の劣化を生じること
がない。As described above, according to the present invention,
Even when frequency detuning exists, by sufficiently suppressing the spurious of the frequency conversion carrier and the reproduction carrier,
There is no degradation of the bit error rate due to spurious interference.
【図1】この発明の第1の実施例を示す構成説明図。FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の第2の実施例を示す構成説明図。FIG. 2 is a configuration explanatory view showing a second embodiment of the present invention.
【図3】この発明に係わるアップコンバータの実施例
と、スプリアスの抑圧を特性を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of the up-converter according to the present invention and characteristics of spurious suppression.
【図4】従来考えられたデジタル変調波の復調装置を示
す図。FIG. 4 is a diagram showing a digital modulation wave demodulation device conventionally considered.
【図5】周波数変換キャリアのスペクトルとそのスプリ
アスを示す図。FIG. 5 is a diagram showing a spectrum of a frequency conversion carrier and its spurious.
2…同相検波器、3…直交検波器、4…分配器、5…局
部発振器、6、7…A/D変換器、8…複素乗算器、
9、10…デジタル低域通過フィルタ、11…複素乗算
器、12…クロック再生回路、13…ラッチ、16…位
相検波器、17…周波数検出回路、18…AFCループ
フィルタ、21…PLLループフィルタ、22…数値制
御発振器、23…データ変換回路、24…データ変換回
路、25…数値制御発振器、26…データ変換回路、2
7…データ変換回路、28…AFCアップコンバータ、
29…PLLアップコンバータ。2 ... in-phase detector, 3 ... quadrature detector, 4 ... distributor, 5 ... local oscillator, 6, 7 ... A / D converter, 8 ... complex multiplier,
9, 10 digital low-pass filter, 11 complex multiplier, 12 clock recovery circuit, 13 latch, 16 phase detector, 17 frequency detection circuit, 18 AFC loop filter, 21 PLL loop filter, 22 Numerically Controlled Oscillator, 23 Data Conversion Circuit, 24 Data Conversion Circuit, 25 Numerically Controlled Oscillator, 26 Data Conversion Circuit, 2
7 Data conversion circuit 28 AFC up-converter
29 ... PLL up converter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 進 東京都港区新橋3丁目3番9号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−167646(JP,A) 特開 平4−3639(JP,A) 特開 平5−41717(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Susumu Komatsu 3-3-9, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba AV EE Co., Ltd. (56) References JP-A-4-167646 (JP, A JP-A-4-3639 (JP, A) JP-A-5-41717 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04L 27/00-27/38
Claims (2)
部発振周波数信号を乗算することにより検波出力を得る
検波手段と、 この検波手段の検波出力をシンボルレートの2倍の周波
数でデジタル変換するデジタル変換手段と、 このデジタル変換手段の出力に再生キャリアを乗算し、
この乗算出力にシンボル中心タイミングで位相検波を施
して位相情報を得る位相情報検出手段と、 この位相情報検出手段からの前記位相情報を平滑して数
値制御発振器に供給し、前記数値制御発振器の出力を正
弦波に変換して前記再生キャリアを得るキャリア発生手
段と、 このキャリア発生手段からの前記正弦波をシンボルレー
トの2倍の周波数にレートアップし、キャリア再生の周
波数引き込み範囲のスプリアスを抑圧するフィルタ手段
とを具備したことを特徴とするデジタル変調波の復調装
置。1. A detecting means for obtaining a detection output by multiplying a modulated wave input by a local oscillation frequency signal from a local oscillator, and digitally converting a detection output of the detecting means at a frequency twice as high as a symbol rate. Digital conversion means, multiplying the output of the digital conversion means by a reproduction carrier,
Phase information detecting means for performing phase detection on the multiplied output at the symbol center timing to obtain phase information; smoothing the phase information from the phase information detecting means and supplying it to a numerically controlled oscillator; Into a sine wave to obtain the reproduced carrier, and the sine wave from the carrier generating means is increased in frequency to twice the symbol rate to suppress spurious in a frequency pull-in range of carrier reproduction. An apparatus for demodulating a digitally modulated wave, comprising: a filter unit.
部発振周波数信号を乗算することにより検波出力を得る
検波手段と、 この検波手段の検波出力をシンボルレートの2倍の周波
数でデジタル変換するデジタル変換手段と、 このデジタル変換手段の出力に周波数変換キャリアを乗
算し、周波数変換出力を得る周波数変換手段と、 この周波数変換手段の出力が供給されスペクトル整形を
行うデジタル低域通過フィルタ手段と、 このデジタル低域通過フィルタ手段の出力と再生キャリ
アを乗算して、この乗算出力にシンボル中心タイミング
で位相検波を施して位相情報を得る位相検波手段と、 前記位相検波手段からの前記位相情報を平滑して第1の
数値制御発振器に供給し、前記第1の数値制御発振器の
出力を正弦波に変換して前記再生キャリアを得る位相ロ
ックループ手段と、 前記位相情報が入力され、前記変調波入力の周波数と前
記局部発振周波数信号との所定の関係の周波数誤差を検
出する周波数誤差検出手段と、 この周波数誤差検出手段からの周波数誤差出力を平滑化
して第2の数値制御発振器に供給し、前記第2の数値制
御発振器の出力を正弦波に変換する周波数変換キャリア
発生手段と、 この周波数変換キャリア発生手段からの前記正弦波をシ
ンボルレートの2倍の周波数にレートアップし、前記周
波数変換手段の周波数引き込み範囲のスプリアスを抑圧
するフィルタ手段とを有することを特徴とするデジタル
変調波の復調装置。2. A detecting means for obtaining a detection output by multiplying a modulated wave input by a local oscillation frequency signal from a local oscillator, and digitally converting a detection output of the detecting means at a frequency twice as high as a symbol rate. Digital conversion means; frequency conversion means for multiplying the output of the digital conversion means by a frequency conversion carrier to obtain a frequency conversion output; digital low-pass filter means for supplying the output of the frequency conversion means and performing spectrum shaping; Phase detection means for multiplying the output of the digital low-pass filter means and the reproduction carrier and performing phase detection on the multiplied output at symbol center timing to obtain phase information; and smoothing the phase information from the phase detection means. And supplies it to a first numerically controlled oscillator, converts the output of the first numerically controlled oscillator into a sine wave, and Phase lock loop means for obtaining a phase error, frequency error detection means to which the phase information is input, and to detect a frequency error of a predetermined relationship between the frequency of the modulated wave input and the local oscillation frequency signal; Frequency error output from the second numerically controlled oscillator and supplies the same to a second numerically controlled oscillator, and converts the output of the second numerically controlled oscillator into a sine wave. A digital modulation wave demodulation device, comprising: a filter means for increasing a sine wave to a frequency twice as high as a symbol rate and suppressing spurious in a frequency pull-in range of the frequency conversion means.
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