JP3332042B2 - 搬送波位相誤差検出方法および回路 - Google Patents

搬送波位相誤差検出方法および回路

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JP3332042B2 JP20724392A JP20724392A JP3332042B2 JP 3332042 B2 JP3332042 B2 JP 3332042B2 JP 20724392 A JP20724392 A JP 20724392A JP 20724392 A JP20724392 A JP 20724392A JP 3332042 B2 JP3332042 B2 JP 3332042B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放送および通信の分野
で利用されている多値QAM(直交振幅変調)復調にお
ける搬送波再生用の搬送波位相誤差検出方法および装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、多値QAM復調器の構成を示
す。同期検波回路32は、QAM信号を同期直交検波し
てI信号を出力する。同期検波回路34は、QAM信号
を同期直交検波してQ信号を出力する。多値判定回路3
6は、I信号を受けて多値判定を行い、判定結果を並列
データの形で出力する。多値判定回路38は、Q信号を
受けて多値判定を行い、判定結果を並列データの形で出
力する。並列直列変換回路40は、多値判定回路36お
よび38から出力される並列データを直列データに変換
して、復調データとして出力する。
【0003】他方、搬送波再生回路42は、同期検波回
路32および34から出力されるI信号およびQ信号を
受けて、同期検波回路32および34が同期直交検波を
行うのに必要な基準搬送波を再生し、再生した基準搬送
波を、同期検波回路32には直接、同期検波回路34に
は、π/2移相器44を介して供給する。また、クロッ
ク再生回路46は、同期検波回路32および34から出
力されるI信号およびQ信号のどちらかの信号(図7の
例ではI信号)を受けて、再生クロック信号を出力す
る。
【0004】図8は、図1の搬送波再生回路42の従来
の一構成例を示す。QPSK(4相位相変調)用搬送波
位相誤差検出回路52は、I信号およびQ信号を受けて
位相誤差を検出し、それを示す位相誤差信号を出力す
る。ループフィルタ54は、位相誤差信号を直流に変換
する。電圧制御発振器56は、直流に変換された位相誤
差信号に応じた周波数の搬送波を出力する。
【0005】図9は、従来の16QAM選択制御形搬送
波再生回路の一例を示す。和回路62は、I信号とQ信
号の和を出力し、差回路64は、I信号とQ信号との差
を出力する。排他的ORゲート66は、和回路62およ
び差回路64の出力信号の排他的論理和を示す信号を出
力する。排他的ORゲート66の出力信号は、排他的O
Rゲート68の一方の入力に供給される。
【0006】排他的ORゲート70は、多値判定回路3
6の第1パスの出力信号と、多値判定回路38の第1パ
スの出力信号との排他的論理和を示す信号を、排他的O
Rゲート68の他方の入力に供給する。排他的ORゲー
ト68は、排他的ORゲート66および70の出力信号
の排他的論理和を示す信号を出力する。排他的ORゲー
ト72は、多値判定回路36の第2パスの出力信号と、
多値判定回路38の第2パスの出力信号との排他的論理
和を示す信号を出力する。保持回路74は、排他的OR
ゲート68および72の出力信号を保持し、ループフィ
ルタ76は、位相誤差信号を直流に変換する。電圧制御
発振器78は、直流に変換された位相誤差信号に応じた
周波数の搬送波を出力する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した図8の従来の
搬送波再生回路の位相誤差検出回路は、QPSK用の位
相誤差検出回路をそのまま使用しているため、多値QA
Mの各信号点は、QPSK信号に雑音が重畳されている
ものと見なされるので、ジッタを伴い、動作が不安定に
なるという問題がある。
【0008】また、図9の従来の搬送波再生回路の位相
誤差検出回路は、多値QAM信号のうちQPSKと同じ
位相成分の信号点だけを選択して位相誤差を検出してい
るため、多値QAMすべての信号点に対応する位相誤差
特性が得られないので、QPSK信号の位相成分に相当
しない信号点の影響により、ジッタ特性が劣化し、また
回路構成が複雑という問題があった。
【0009】本発明の第1の目的は、多値QAMの少な
くとも最外殻のすべての信号点に対応する位相誤差特性
を得ることができる搬送波位相誤差検出方法および回路
を提供することにある。
【0010】本発明の第2の目的は、簡単な構成で、多
値QAMの少なくとも最外殻のすべての信号点に対応す
る位相誤差特性を得ることができる搬送波位相誤差検出
回路を提供することにある。
【0011】本発明の第3の目的は、16QAMのすべ
ての信号点に対応する位相誤差特性を得ることができる
搬送波位相誤差検出回路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の位相誤
差検出方法は、{2(N+1)}2QAM復調における
搬送波再生用の搬送波位相誤差検出方法であって、
(a)同期検波によりIa信号およびQa信号を発生し、
(b)Qa信号の符号が正のときに、Ia信号をそのまま
b信号として出力し、Qa信号の符号が負のときに、I
aの符号を反転させた信号をIb信号として出力し、
(c)Ia信号の符号が正のときに、Qa信号をそのまま
b信号として出力し、Ia信号の符号が負のときに、Q
aの符号を反転させた信号をQb信号として出力し、
(d)最外殻信号点を(nq,ni)(ただし、nq,
ni=−(2N+1),・・・,−1,1,・・・2N
+1(Nは正の整数)、i,q=0,1,・・・,N)
とし、その角度表現をθ|nq|,|ni|=tan-1|ni/
nq|とするとき、 θ2N+1,2i-1<θ2N+1,2i<θ2N+1,2i+1 (i≠0) θ2N+1,2i=0゜ (i=0) θ2q-1,2N+1>θ2q,2N+1>θ2q+1,2N+1 (q≠0) θ2q,2N+1=90゜ (q=0) の条件を満たすθ2N+1,2i,θ2q,2N+1を定めて、θ
2N+1,2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、I
b信号を(2N+1)倍した信号をIc信号として出力す
るとともに、Qb信号を(2i+1)倍した信号をQc
号として出力し、θ2q,2N+1>θ>θ2(q+1),2N+1(q<
N)のときには、Qb信号を(2N+1)倍した信号を
c信号として出力するとともに、Ib信号を(2q+
1)倍した信号をIc信号として出力し、θ2N+1,2N<θ
<θ2N,2N+1のときには、Ib信号およびQb信号を、そ
れぞれ、(2N+1)倍した信号をIc信号およびQc
号として出力し、(e)Ic信号からQc信号を差し引く
ことにより、位相誤差信号を発生することを特徴とす
る。
【0013】請求項2に記載の搬送波位相誤差検出回路
は、{2(N+1)}2QAM復調における搬送波再生
用の搬送波位相誤差検出回路であって、(A)入力信号
から同期検波によりIa信号およびQa信号を発生する同
期検波手段と(例えば、図7の同期検波回路32)、
(B)Qa信号の符号が正のときに、Ia信号をそのまま
b信号として出力し、Qa信号の符号が負のときに、I
aの符号を反転させた信号をIb信号として出力し、Ia
信号の符号が正のときに、Qa信号をそのままQb信号と
して出力し、Ia信号の符号が負のときに、Qaの符号を
反転させた信号を、Qb信号として出力する信号処理手
段(例えば、図6のQPSK用選択的信号反転回路3す
なわち図1の排他的ORゲート2および4)と、(C)
最外殻信号点を(nq,ni)(ただし、nq,ni=
−(2N+1),・・・,−1,1,・・・2N+1
(Nは正の整数)、i,q=0,1,・・・,N)と
し、その角度表現をθ|nq|,|ni|=tan-1|ni/n
q|とするとき、 θ2N+1,2i-1<θ2N+1,2i<θ2N+1,2i+1 (i≠0) θ2N+1,2i=0゜ (i=0) θ2q-1,2N+1>θ2q,2N+1>θ2q+1,2N+1 (q≠0) θ2q,2N+1=90゜ (q=0) なる条件を満たすθ2N+1,2i,θ2q,2N+1を定め、θ
2N+1,2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、I
b信号を(2N+1)倍した信号をIc信号として出力す
るととともに、Qb信号を(2i+1)倍した信号をQc
信号として出力し、θ2q,2N+1>θ>θ2(q+1),2N+1(q
<N)のときには、Qb信号を(2N+1)倍した信号
をQc信号として出力するとともに、Ib信号を(2q+
1)倍した信号をIc信号として出力し、θ2N+1,2N<θ
<θ2N,2N+1のときには、Ib信号およびQb信号をそれ
ぞれ(2N+1)倍した信号をIc信号およびQc信号と
して出力する演算手段(例えば、図6の演算回路71
至7N、演算回路111乃至11N、比較器141乃至14
Nおよび比較器161乃至16N)と、(D)Ic信号から
c信号を差し引くことにより、位相誤差信号を発生す
る減算手段(例えば、図6の減算器18)とを備えるこ
とを特徴とする。
【0014】請求項3に記載の搬送波位相誤差検出回路
は、請求項2記載の搬送波位相誤差検出回路において、
演算手段が、θ2N+1,2iに対応した閾値と、Ia信号とを
比較する第1比較手段(比較器141乃至14N)と、θ
2q,2N+1に対応した閾値と、Qa信号とを比較する第2比
較手段(比較器161乃至16N)とを含むことを特徴と
する。
【0015】請求項4に記載の搬送波位相誤差検出回路
は、請求項2記載の搬送波位相誤差検出回路において、
演算手段が、Ib信号を所定数倍した信号を選択的に通
過させる第1ゲート手段(例えば、図1のゲート8)
と、第1ゲート手段の出力信号と、Ib信号とを加算す
る第1加算手段(例えば、図1の加算器6)と、Qb
号を所定数倍した信号を選択的に通過させる第2ゲート
手段(例えば、図1のゲート12)と、第2ゲート手段
の出力信号と、Qb信号とを加算する第2加算手段(例
えば、図1の加算器10)とを含むことを特徴とする。
【0016】請求項5に記載の搬送波位相誤差検出回路
は、16QAM復調における搬送波再生用の搬送波位相
誤差検出回路であって、(A)入力信号から同期検波に
よりIa信号およびQa信号を得る同期検波手段(例え
ば、図7の同期検波回路32および34)と、(B)Q
a信号の符号が正のときに、Ia信号をそのままIb信号
として出力し、Qa信号の符号が負のときに、Iaの符号
を反転させた信号をIb信号として出力し、Ia信号の符
号が正のときに、Qa信号をそのままQb信号として出力
し、Ia信号の符号が負のときに、Qaの符号を反転させ
た信号をQb信号として出力する信号処理手段(図1の
排他的ORゲート2および4)と、(C)最外殻信号点
を(nq,ni)(ただし、nq,ni=−3,・・
・,−1,1,・・・3、i,q=0,1,2,3)と
し、その角度表現をθ|nq|,| ni|=tan-1|ni/n
q|とするとき、 θ3,0=0゜ θ0,3=90゜ θ1,3>θ2,3>θ3,3 θ3,1<θ3,2<θ3,3 θ2,3+θ3,2=90゜ の条件を満たすθ2,3,θ3,2を定め、θ3,0<θ<θ3,2
のときには、Ib信号を3倍した信号をIc信号として出
力するととともに、Qb信号をそのままQc信号として出
力し、θ3,2<θ<θ2,3のときには、Ib信号およびQb
信号を、それぞれ、3倍した信号をIc信号およびQc
号として出力し、θ2,3<θ<θ0,3のときには、Ib
号をそのままIc信号として出力するとともに、Qb信号
を3倍した信号をQc信号として出力する演算手段(例
えば、図1の加算器6および10、ゲート8および1
2、ならびに比較器14および16)と、(D)Ic
号からQc信号を差し引くことにより、位相誤差信号を
発生する減算手段(例えば、図1の減算器18)とを備
えることを特徴とする。
【0017】
【作用】請求項1および2の構成の搬送波位相誤差検出
方法および回路においては、Qa信号の符号が正のとき
に、Ia信号がそのままIb信号として出力され、Qa
号の符号が負のときに、Iaの符号を反転させた信号が
b信号として出力され、Ia信号の符号が正のときに、
a信号がそのままQb信号として出力され、Ia信号の
符号が負のときに、Qaの符号を反転させた信号がQb
号として出力され、θ2N+1,2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i
<N)のときには、Ib信号を(2N+1)倍した信号
がIc信号として出力されるとともに、Qb信号を(2i
+1)倍した信号がQc信号として出力され、θ2q,2N+1
>θ>θ2(q+1),2N+1(q<N)のときには、Qb信号を
(2N+1)倍した信号がQc信号として出力されると
ともに、Ib信号を(2q+1)倍した信号がIc信号と
して出力され、θ2N+1,2N<θ<θ2N,2N+ 1のときには、
b信号およびQb信号を、それぞれ、(2N+1)倍し
た信号がIc信号およびQc信号として出力され、Ic
号からQc信号が差し引かれて、位相誤差信号が発生さ
れる。従って、{2(N+1)}2QAMの少なくとも
最外殻のすべての信号点に対応する位相誤差特性を得る
ことができる。
【0018】請求項3に記載の搬送波位相誤差検出回路
においては、θ2N+1,2iに対応した閾値と、Ia信号とが
比較され、θ2q,2N+1に対応した閾値と、Qa信号とが比
較され、θ2N+1,2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のと
きには、Ib信号を(2N+1)倍した信号がIc信号と
して出力されるとともに、Qb信号を(2i+1)倍し
た信号がQc信号として出力され、θ2q,2N+1>θ>θ
2(q+1),2N+1(q<N)のときには、Qb信号を(2N+
1)倍した信号がQc信号として出力されるとともに、
b信号を(2q+1)倍した信号がIc信号として出力
され、θ2N+1,2 N<θ<θ2 N,2N+1のときには、Ib信号
およびQb信号を、それぞれ、(2N+1)倍した信号
がIc信号およびQc信号として出力され、Ic信号から
c信号が差し引かれて、位相誤差信号が発生される。
従って、簡単な構成で、{2(N+1)}2QAMの少
なくとも最外殻のすべての信号点に対応する位相誤差特
性を得ることができる。
【0019】請求項4の構成の搬送波位相誤差検出回路
においては、Ib信号を所定数倍(すなわち、2Nまた
は2q倍)した信号を選択的に通過させる第1ゲート手
段と、第1ゲート手段の出力信号と、Ib信号とを加算
する第1加算手段と、Qb信号を所定数倍(すなわち、
2Nまたは2i倍)した信号を選択的に通過させる第2
ゲート手段と、第2ゲート手段の出力信号と、Qb信号
とを加算する第2加算手段とが使用されて、θ2N+1,2i
<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、Ib信号を
(2N+1)倍した信号がIc信号として出力されると
ともに、Qb信号を(2i+1)倍した信号がQc信号と
して出力され、θ2q,2N+1>θ>θ2(q+1),2 N+1(q<
N)のときには、Qb信号を(2N+1)倍した信号が
c信号として出力されるとともに、Ib信号を(2q+
1)倍した信号がIc信号として出力され、θ2N +1,2N
θ<θ2N,2N+1のときには、Ib信号およびQb信号を、
それぞれ、(2N+1)倍した信号がIc信号およびQc
信号として出力され、Ic信号からQc信号が差し引かれ
て、位相誤差信号が発生される。従って、簡単な構成
で、{2(N+1)}2QAMの少なくとも最外殻のす
べての信号点に対応する位相誤差特性を得ることができ
る。
【0020】請求項5の構成の搬送波位相誤差検出回路
においては、Qa信号の符号が正のときには、Ia信号が
そのままIb信号として出力され、Qa信号の符号が負の
ときには、Iaの符号を反転させた信号がIb信号として
出力され、Ia信号の符号が正のときには、Qa信号をそ
のままQb信号として出力され、Ia信号の符号が負のと
きには、Qaの符号を反転させた信号がQb信号として出
力され、θ3,0<θ<θ3,2のときには、Ib信号を3倍
した信号がIc信号として出力されるととともに、Qb
号がそのままQc信号として出力され、θ3,2<θ<θ
2,3のときには、Ib信号およびQb信号をそれぞれ3倍
した信号がIc信号およびQc信号として出力され、θ
2,3<θ<θ0,3のときには、Ib信号がそのままIc信号
として出力されるとともに、Qb信号を3倍した信号が
c信号として出力され、Ic信号からQc信号が差し引
かれることにより、位相誤差信号が発生される。従っ
て、16QAMのすべての信号点に対応する位相誤差特
性を得ることができる。
【0021】
【実施例】図1は、本発明の16QAM復調用の搬送波
位相誤差検出回路の一実施例の構成を示す。図7の同期
検波回路32から出力されたI信号であるIa信号は、
排他的ORゲート2の一方の入力に供給される。また、
図7の同期検波回路34から出力されたQ信号であるQ
a信号は、排他的ORゲート4の一方の入力に供給され
る。排他的ORゲート2の他方の入力には、Qa信号の
符号を示すサインビットが供給される。また、排他的O
Rゲート4の他方の入力には、Ia信号の符号を示すサ
インビットが供給される。
【0022】排他的ORゲート2の出力信号であるIb
信号は、加算器6の一方の入力に供給される。また、I
b信号を1ビット左にシフトした信号すなわちIb信号の
2倍の信号が、ゲート8の入力に供給される。他方、排
他的ORゲート4の出力信号であるQb信号は、加算器
10の一方の入力に供給される。また、Qb信号を1ビ
ット左にシフトした信号すなわちQb信号の2倍の信号
が、ゲート12の入力に供給される。
【0023】他方、Ia信号は、比較器14に入力され
る。比較器14は、Ia信号の絶対値である|Ia|が、
|Ia|の最大値の1/2である閾値thより大きいか
等しいときに、ゲート制御信号「1」を出力し、|Ia
|が、閾値thより小さいときに、ゲート制御信号
「0」を出力する。また、Qa信号は、比較器16に入
力される。比較器16は、Qa信号の絶対値である|Qa
|が、|Qa|の最大値の1/2である閾値thより大
きいか等しいときに、ゲート制御信号「1」を出力し、
|Qa|が、閾値thより小さいときに、ゲート制御信
号「0」を出力する。
【0024】ここで、比較器14および16の閾値th
の設定方法について説明する。16QAMの最外殻信号
点を(nq,ni)(ただし、nq,ni=−3,・・
・,−1,1,・・・3、i,q=0,1,2,3)と
表すものとする。16QAMの位相誤差信号は、0乃至
360゜の間で、0乃至90゜の信号を繰り返す形とな
るので、ni,nqの絶対値を考え、0乃至90゜の範
囲で考える。各信号点の角度表現をθ|nq|,|ni|=ta
-1|ni/nq|とするとき、 θ3,0=0゜ θ0,3=90゜ θ1,3>θ2,3>θ3,3 θ3,1<θ3,2<θ3,3 θ2,3+θ3,2=90゜ の条件を満たすθ2,3,θ3,2を定める(図3参照)。上
記実施例では、θ2,3=60゜,θ3,2=30゜とし、t
h=sinθ3,2=cosθ2,3=1/2に設定されてい
る。
【0025】ゲート8は、比較器16からゲート制御信
号「1」を受けると、Ib信号の2倍の信号を、加算器
6の他方の入力に供給し、比較器16からゲート制御信
号「0」を受けると、加算器6の他方の入力には何も供
給しない。ゲート12は、比較器14からゲート制御信
号「1」を受けると、Qb信号の2倍の信号を、加算器
10の他方の入力に供給し、比較器14からゲート制御
信号「0」を受けると、加算器10の他方の入力には何
も供給しない。
【0026】加算器6の出力であるIc信号は、減算器
18のプラス入力に供給される。加算器10の出力であ
るQc信号は、減算器18のマイナス入力に供給され
る。減算器18は、Ic信号からQc信号を差し引いた信
号を位相誤差信号として出力する。
【0027】図4は、図1の実施例の各部の信号を示す
波形図である。以下、図4を参照して図1の実施例の動
作について説明する。排他的ORゲート2は、Qa信号
の符号が正のときに、Ia信号をそのままIb信号として
出力し、Qa信号の符号が負のときに、Iaの符号を反転
させた信号をIb信号として出力する。排他的ORゲー
ト4は、Ia信号の符号が正のときに、Qa信号をの符号
をそのままQb信号として出力し、Ia信号の符号が負の
ときに、Qaの符号を反転させた信号をQb信号として出
力する。
【0028】θ3,0<θ<θ3,2のときには、比較器14
は、ゲート制御信号「0」を出力し、比較器16は、ゲ
ート制御信号「1」を出力する。従って、ゲート8は、
b信号の2倍の信号を、加算器6の他方の入力に供給
するから、加算器6は、Ib信号を3倍した信号をIc
号として出力する。また、ゲート12は、加算器10の
他方の入力に何も供給しないから、加算器10は、Qb
信号をそのままQc信号として出力する。
【0029】θ3,2<θ<θ2,3のときには、比較器14
は、ゲート制御信号「1」を出力し、比較器16も、ゲ
ート制御信号「1」を出力する。従って、ゲート8は、
b信号の2倍の信号を、加算器6の他方の入力に供給
するから、加算器6は、Ib信号を3倍した信号をIc
号として出力する。また、ゲート12は、Qb信号の2
倍の信号を、加算器10の他方の入力に供給するから、
加算器10は、Qb信号を3倍した信号をQc信号として
出力する。
【0030】θ2,3<θ<θ0,3のときには、比較器14
は、ゲート制御信号「1」を出力し、比較器16は、ゲ
ート制御信号「0」を出力する。従って、ゲート8は、
加算器6の他方の入力に何も供給しないから、加算器6
は、Ib信号をそのままIc信号として出力する。ゲート
12は、Qb信号の2倍の信号を、加算器10の他方の
入力に供給するから、加算器10は、Qb信号を3倍し
た信号をQc信号として出力する。
【0031】いずれの期間においても、減算器18は、
c信号からQc信号を差し引いた信号を位相誤差信号と
して出力する。この位相誤差信号は、図4に示されてい
るように、12個の位相安定点を有し、図2に示された
16QAMのすべての信号点に対応している。従って、
図1の実施例から出力される位相誤差信号を使用するこ
とにより、安定した搬送波再生を行うことができる。
【0032】上述した実施例は、16QAMに関するも
のであるが、本発明は、16QAMに限定されず、一般
に、{2(N+1)}2QAMに適用できる。この場
合、次のようにすれば良い。 (a)同期検波によりIa信号およびQa信号を発生し、
(b)Qa信号の符号が正のときには、Ia信号をそのま
まIb信号として出力し、Qa信号の符号が負のときに
は、Iaの符号を反転させた信号をIb信号として出力
し、(c)Ia信号の符号が正のときには、Qa信号をそ
のままQb信号として出力し、Ia信号の符号が負のとき
には、Qaの符号を反転させた信号をQb信号として出力
し、(d)図5に示すように、最外殻信号点を(nq,
ni)(ただし、nq,ni=−(2N+1),・・
・,−1,1,・・・2N+1(Nは正の整数)、i,
q=0,1,・・・,N)と表すものとし、{2(N+
1)}2QAMの位相誤差信号は、0乃至360゜の間
で、0乃至90゜の信号を繰り返す形となるので、n
i,nqの絶対値を考え、0乃至90゜の範囲で考える
こととし、その角度表現をθ|nq|,|ni|=tan-1|n
i/nq|とするとき、 θ2N+1,2i-1<θ2N+1,2i<θ2N+1,2i+1 (i≠0) θ2N+1,2i=0゜ (i=0) θ2q-1,2N+1>θ2q,2N+1>θ2q+1,2N+1 (q≠0) θ2q,2N+1=90゜ (q=0) の条件を満たすθ2N+1,2i,θ2q,2N+1を定めて、θ
2N+1,2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、I
b信号を(2N+1)倍した信号をIc信号として出力す
るとともに、Qb信号を(2i+1)倍した信号をQc
号として出力し、θ2q,2N+1>θ>θ2(q+1),2N+1(q<
N)のときには、Qb信号を(2N+1)倍した信号を
c信号として出力するとともに、Ib信号を(2q+
1)倍した信号をIc信号として出力し、θ2N+1,2N<θ
<θ2N,2N+1のときには、Ib信号およびQb信号を、そ
れぞれ、(2N+1)倍した信号をIc信号およびQc
号として出力し、(e)Ic信号からQc信号を差し引く
ことにより、位相誤差信号を発生する。
【0033】このようにして、{2(N+1)}2QA
Mの4(2N+1)個の位相安定点を有する位相誤差信
号が得られる。ただし、PLLループがオープンのとき
(ループが引き込みを行わないとき)は、位相誤差信号
がDC成分を有しないので、θ2N+1,2i+θ2q,2N+1=9
0゜が成立するようにする必要がある。
【0034】図6は、上述した本発明の{2(N+
1)}2QAM復調用の搬送波位相誤差検出方法の実施
に使用する回路の一例を示す。QPSK用選択的信号反
転回路3は、Qa信号の符号が正のときには、Ia信号を
そのままIb信号として出力し、Qa信号の符号が負のと
きには、Iaの符号を反転させた信号をIb信号として出
力し、Ia信号の符号が正のときには、Qa信号をそのま
まQb信号として出力し、Ia信号の符号が負のときに
は、Qaの符号を反転させた信号をQb信号として出力す
る回路で、例えば、図1の排他的ORゲート2および4
により構成できる。
【0035】N段縦続接続された演算回路71乃至7
Nは、それぞれ、図1に示されたゲート8および加算器
6のようなゲートおよび加算器を含んで構成される。N
段縦続接続された演算回路111乃至11Nは、それぞ
れ、図1に示されたゲート12および加算器10のよう
なゲートおよび加算器を含んで構成される。
【0036】N段縦続接続された比較器141乃至14N
は、それぞれ、θ2N+1,2iに対応した閾値を有し、Ia
号の絶対値が閾値より大きいか等しいときに、ゲート制
御信号「1」を、演算回路111乃至11Nのゲートに供
給し、Ia信号の絶対値が閾値より小さいときに、ゲー
ト制御信号「0」を、演算回路111乃至11Nのゲート
に供給する。
【0037】N段縦続接続された比較器161乃至16N
は、それぞれ、θ2q,2N+1に対応した閾値を有し、Qa
号の絶対値が閾値より大きいか等しいときに、ゲート制
御信号「1」を、演算回路71乃至7Nのゲートに供給
し、Qa信号の絶対値が閾値より小さいときに、ゲート
制御信号「0」を、演算回路71乃至7Nのゲートに供給
する。
【0038】比較器141乃至14N、比較器161乃至
16N、演算回路71乃至7N、および演算回路111乃至
11Nは、図5に示すように、最外殻信号点を(nq,
ni)(ただし、nq,ni=−(2N+1),・・
・,−1,1,・・・2N+1(Nは正の整数)、i,
q=0,1,・・・,N)と表すものとし、{2(N+
1)}2QAMの位相誤差信号は、0乃至360゜の間
で、0乃至90゜の信号を繰り返す形となるので、n
i,nqの絶対値を考え、0乃至90゜の範囲で考える
こととし、その角度表現をθ|nq|,|ni|=tan-1|n
i/nq|とするとき、 θ2N+1,2i-1<θ2N+1,2i<θ2N+1,2i+1 (i≠0) θ2N+1,2i=0゜ (i=0) θ2q-1,2N+1>θ2q,2N+1>θ2q+1,2N+1 (q≠0) θ2q,2N+1=90゜ (q=0) の条件を満たすθ2N+1,2i,θ2q,2N+1を定めて、θ
2N+1,2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、I
b信号を(2N+1)倍した信号をIc信号として出力す
るとともに、Qb信号を(2i+1)倍した信号をQc
号として出力し、θ2q,2N+1>θ>θ2(q+1),2N+1(q<
N)のときには、Qb信号を(2N+1)倍した信号を
c信号として出力するとともに、Ib信号を(2q+
1)倍した信号をIc信号として出力し、θ2N+1,2N<θ
<θ2N,2N+1のときには、Ib信号およびQb信号を、そ
れぞれ、(2N+1)倍した信号をIc信号およびQc
号として出力する。
【0039】減算器18は、演算回路7Nの出力信号す
なわちIcから演算回路11Nの出力信号すなわちQc
号を差し引いて位相誤差信号を出力する。
【0040】
【発明の効果】請求項1および2の搬送波位相誤差検出
方法および回路によれば、Qa信号の符号が正のときに
は、Ia信号をそのままIb信号として出力し、Qa信号
の符号が負のときには、Iaの符号を反転させた信号を
b信号として出力し、Ia信号の符号が正のときには、
a信号をそのままQb信号として出力し、Ia信号の符
号が負のときには、Qaの符号を反転させた信号をQb
号として出力し、最外殻信号点を(nq,ni)(ただ
し、nq,ni=−(2N+1),・・・,−1,1,
・・・2N+1(Nは正の整数)、i,q=0,1,・
・・,N)とし、その角度表現をθ|nq|,|ni|=tan
-1|ni/nq|とするとき、 θ2N+1,2i-1<θ2N+1,2i<θ2N+1,2i+1 (i≠0) θ2N+1,2i=0゜ (i=0) θ2q-1,2N+1>θ2q,2N+1>θ2q+1,2N+1 (q≠0) θ2q,2N+1=90゜ (q=0) の条件を満たすθ2N+1,2i,θ2q,2N+1を定めて、θ
2N+1,2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、I
b信号を(2N+1)倍した信号をIc信号として出力す
るとともに、Qb信号を(2i+1)倍した信号をQc
号として出力し、θ2q ,2N+1>θ>θ2(q+1),2N+1(q<
N)のときには、Qb信号を(2N+1)倍した信号を
c信号として出力するとともに、Ib信号を(2q+
1)倍した信号をIc信号として出力し、θ2N+1,2N<θ
<θ2N,2N+1のときには、Ib信号およびQb信号を、そ
れぞれ、(2N+1)倍した信号をIc信号およびQc
号として出力し、Ic信号からQc信号を差し引いて、位
相誤差信号を発生させるので、{2(N+1)}2QA
Mの少なくとも最外殻のすべての信号点に対応する位相
誤差特性を得ることができる。
【0041】請求項3の搬送波位相誤差検出回路によれ
ば、θ2N+1,2iに対応した閾値と、Ia信号とを比較し、
θ2q,2N+1に対応した閾値と、Qa信号とを比較し、θ
2N+1, 2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、I
b信号を(2N+1)倍した信号をIc信号として出力す
るとともに、Qb信号を(2i+1)倍した信号をQc
号として出力し、θ2q,2N+1>θ>θ2(q+1),2N+1(q<
N)のときには、Qb信号を(2N+1)倍した信号を
をQc信号として出力するとともに、Ib信号を(2q+
1)倍した信号をIc信号として出力し、θ2N+1,2N<θ
<θ2N,2N+1のときには、Ib信号およびQb信号を、そ
れぞれ、(2N+1)倍した信号をIc信号およびQc
号として出力し、Ic信号からQc信号を差し引いて、位
相誤差信号を発生させるので、従来のQPSK用位相誤
差検出回路に、比較器および演算回路を付加するという
簡単な構成で、{2(N+1)}2QAMの少なくとも
最外殻のすべての信号点に対応する位相誤差特性を得る
ことができる。
【0042】請求項4の搬送波位相誤差検出回路によれ
ば、Ib信号を所定数倍(すなわち、2Nまたは2q
倍)した信号を選択的に通過させる第1ゲート手段と、
この第1ゲート手段の出力信号と、Ib信号とを加算す
る第1加算手段と、Qb信号を所定数倍(すなわち、2
Nまたは2i倍)した信号を選択的に通過させる第2ゲ
ート手段と、この第2ゲート手段の出力信号と、Qb
号とを加算する第2加算手段とを使用して、θ2N+1,2i
<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、Ib信号を
(2N+1)倍した信号をIc信号として出力するとと
もに、Qb信号を(2i+1)倍した信号をQc信号とし
て出力し、θ2q,2N+1>θ>θ2(q+1),2N+1(q<N)の
ときには、Qb信号を(2N+1)倍した信号をQc信号
として出力するとともに、Ib信号を(2q+1)倍し
た信号をIc信号として出力し、θ2N+1 ,2N<θ<θ2
N,2N+1のときには、Ib信号およびQb信号を、それぞ
れ、(2N+1)倍した信号をIc信号およびQc信号と
して出力し、Ic信号からQc信号を差し引いて、位相誤
差信号を発生させるので、従来のQPSK用位相誤差検
出回路に、加算手段およびゲート手段を含む演算回路を
付加するという簡単な構成で、{2(N+1)}2QA
Mの少なくとも最外殻のすべての信号点に対応する位相
誤差特性を得ることができる。
【0043】請求項5の搬送波位相誤差検出回路によれ
ば、Qa信号の符号が正のときには、Ia信号をそのまま
b信号として出力し、Qa信号の符号が負のときには、
aの符号を反転させた信号をIb信号として出力し、I
a信号の符号が正のときには、Qa信号をそのままQb
号として出力し、Ia信号の符号が負のときには、Qa
符号を反転させた信号をQb信号として出力し、最外殻
信号点を(nq,ni)(ただし、nq,ni=−3,
・・・,−1,1,・・・3、i,q=0,1,2,
3)とし、その角度表現をθ|nq|,|ni|=tan-1|n
i/nq|とするとき、 θ3,0=0゜ θ0,3=90゜ θ1,3>θ2,3>θ3,3 θ3,1<θ3,2<θ3,3 θ2,3+θ3,2=90゜ の条件を満たすθ2,3,θ3,2を定め、θ3,0<θ<θ3,2
のときには、Ib信号を3倍した信号をIc信号として出
力するととともに、Qb信号をそのままQc信号として出
力し、θ3,2<θ<θ2,3のときには、Ib信号およびQb
信号をそれぞれ3倍した信号をIc信号およびQc信号と
して出力し、θ2,3<θ<θ0,3のときには、Ib信号を
そのままIc信号として出力するとともに、Qb信号を3
倍した信号をQc信号として出力し、Ic信号からQc
号を差し引くことにより、位相誤差信号を発生させるの
で、16QAMのすべての信号点に対応する位相誤差特
性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の16QAM復調用の搬送波位相誤差検
出回路の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】16QAMの信号点配置を示す図である。
【図3】図1の実施例におけるθ3,3とθ3,1およびθ
1,3との関係、ならびにθ2,3とθ1,3およびθ3,3との関
係を示す図である。
【図4】図1の実施例の各部の信号を示す波形図であ
る。
【図5】{2(N+1)}2QAMの最外殻信号点を示
す図である。
【図6】本発明の{2(N+1)}2QAM復調用の搬
送波位相誤差検出回路の一実施例の構成を示すブロック
図である。
【図7】多値QAM復調器の構成を示すブロック図であ
る。
【図8】従来の搬送波再生回路の一例を示すブロック図
である。
【図9】従来の搬送波再生回路の別の例すなわち16Q
AM選択制御形搬送波再生回路の例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
2,4 排他的ORゲート 6,10 加算器 71,72,7N 演算回路 111,112,11N 演算回路 8,12 ゲート 14,141,142,14N 比較器 16,161,162,16N 比較器 18 減算器

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 {2(N+1)}2QAM復調における
    搬送波再生用の搬送波位相誤差検出方法において、 同期検波によりIa信号およびQa信号を発生し、 前記Qa信号の符号が正のときに、前記Ia信号をそのま
    まIb信号として出力し、前記Qa信号の符号が負のとき
    に、前記Iaの符号を反転させた信号をIb信号として出
    力し、 前記Ia信号の符号が正のときに、前記Qa信号をそのま
    まQb信号として出力し、前記Ia信号の符号が負のとき
    に、前記Qaの符号を反転させた信号をQb信号として出
    力し、 最外殻信号点を(nq,ni)(ただし、nq,ni=
    −(2N+1),・・・,−1,1,・・・2N+1
    (Nは正の整数)、i,q=0,1,・・・,N)と
    し、その角度表現をθ|nq|,|ni|=tan-1|ni/n
    q|とするとき、 θ2N+1,2i-1<θ2N+1,2i<θ2N+1,2i+1 (i≠0) θ2N+1,2i=0゜ (i=0) θ2q-1,2N+1>θ2q,2N+1>θ2q+1,2N+1 (q≠0) θ2q,2N+1=90゜ (q=0) の条件を満たすθ2N+1,2i,θ2q,2N+1を定めて、 θ2N+1,2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、
    b信号を(2N+1)倍した信号をIc信号として出力
    するとともに、Qb信号を(2i+1)倍した信号をQc
    信号として出力し、 θ2q,2N+1>θ>θ2(q+1),2N+1(q<N)のときには、
    b信号を(2N+1)倍した信号をQc信号として出力
    するとともに、Ib信号を(2q+1)倍した信号をIc
    信号として出力し、 θ2N+1,2N<θ<θ2N,2N+1のときには、Ib信号および
    b信号を、それぞれ、(2N+1)倍した信号をIc
    号およびQc信号として出力し、 前記Ic信号からQc信号を差し引くことにより、位相誤
    差信号を発生することを特徴とする搬送波位相誤差検出
    方法。
  2. 【請求項2】 {2(N+1)}2QAM復調における
    搬送波再生用の搬送波位相誤差検出回路において、 入力信号から同期検波によりIa信号およびQa信号を発
    生する同期検波手段と、 前記Qa信号の符号が正のときに、前記Ia信号をそのま
    まIb信号として出力し、前記Qa信号の符号が負のとき
    に、前記Iaの符号を反転させた信号をIb信号として出
    力し、前記Ia信号の符号が正のときに、前記Qa信号を
    そのままQb信号として出力し、前記Ia信号の符号が負
    のときに、前記Qaの符号を反転させた信号を、Qb信号
    として出力する信号処理手段と、 最外殻信号点を(nq,ni)(ただし、nq,ni=
    −(2N+1),・・・,−1,1,・・・2N+1
    (Nは正の整数)、i,q=0,1,・・・,N)と
    し、その角度表現をθ|nq|,|ni|=tan-1|ni/n
    q|とするとき、 θ2N+1,2i-1<θ2N+1,2i<θ2N+1,2i+1 (i≠0) θ2N+1,2i=0゜ (i=0) θ2q-1,2N+1>θ2q,2N+1>θ2q+1,2N+1 (q≠0) θ2q,2N+1=90゜ (q=0) なる条件を満たすθ2N+1,2i,θ2q,2N+1を定め、 θ2N+1,2i<θ<θ2N+1,2(i+1)(i<N)のときには、
    b信号を(2N+1)倍した信号をIc信号として出力
    するととともに、Qb信号を(2i+1)倍した信号を
    c信号として出力し、 θ2q,2N+1>θ>θ2(q+1),2N+1(q<N)のときには、
    b信号を(2N+1)倍した信号をQc信号として出力
    するとともに、Ib信号を(2q+1)倍した信号をIc
    信号として出力し、 θ2N+1,2N<θ<θ2N,2N+1のときには、Ib信号および
    b信号をそれぞれ(2N+1)倍した信号をIc信号お
    よびQc信号として出力する演算手段と、 前記Ic信号からQc信号を差し引くことにより、位相誤
    差信号を発生する減算手段とを備えることを特徴とする
    搬送波位相誤差検出回路。
  3. 【請求項3】 前記演算手段が、 前記θ2N+1,2iに対応した閾値と、前記Ia信号とを比較
    する第1比較手段と、 前記θ2q,2N+1に対応した閾値と、前記Qa信号とを比較
    する第2比較手段とを含むことを特徴とする請求項2記
    載の搬送波位相誤差検出回路。
  4. 【請求項4】 前記演算手段が、 前記Ib信号を所定数倍した信号を選択的に通過させる
    第1ゲート手段と、 前記第1ゲート手段の出力信号と、前記Ib信号とを加
    算する第1加算手段と、 前記Qb信号を所定数倍した信号を選択的に通過させる
    第2ゲート手段と、 前記第2ゲート手段の出力信号と、前記Qb信号とを加
    算する第2加算手段とを含むことを特徴とする請求項2
    記載の搬送波位相誤差検出回路。
  5. 【請求項5】 16QAM復調における搬送波再生用の
    搬送波位相誤差検出回路において、 入力信号から同期検波によりIa信号およびQa信号を発
    生する同期検波手段と、 前記Qa信号の符号が正のときに、前記Ia信号をそのま
    まIb信号として出力し、前記Qa信号の符号が負のとき
    に、前記Iaの符号を反転させた信号をIb信号として出
    力し、前記Ia信号の符号が正のときに、前記Qa信号を
    をそのままQb信号として出力し、前記Ia信号の符号が
    負のときに、前記Qaの符号を反転させた信号をQb信号
    として出力する信号処理手段と、 最外殻信号点を(nq,ni)(ただし、nq,ni=
    −3,・・・,−1,1,・・・3、i,q=0,1,
    2,3)として、その角度表現をθ|nq|,|ni|=tan
    -1|ni/nq|とするとき、 θ3,0=0゜ θ0,3=90゜ θ1,3>θ2,3>θ3,3 θ3,1<θ3,2<θ3,3 θ2,3+θ3,2=90゜ の条件を満たすθ2,3,θ3,2を定め、θ3,0<θ<θ3,2
    のときには、Ib信号を3倍した信号をIc信号として出
    力するととともに、Qb信号をそのままQc信号として出
    力し、θ3,2<θ<θ2,3のときには、Ib信号およびQb
    信号を、それぞれ、3倍した信号をIc信号およびQc
    号として出力し、θ2,3<θ<θ0,3のときには、Ib
    号をそのままIc信号として出力するとともに、Qb信号
    を3倍した信号をQc信号として出力する演算手段と、 前記Ic信号からQc信号を差し引くことにより、位相誤
    差信号を発生する減算手段とを備えることを特徴とする
    搬送波位相誤差検出回路。
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