JP3373385B2 - 周波数変調方法及びモデム装置 - Google Patents

周波数変調方法及びモデム装置

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JP3373385B2
JP3373385B2 JP05208797A JP5208797A JP3373385B2 JP 3373385 B2 JP3373385 B2 JP 3373385B2 JP 05208797 A JP05208797 A JP 05208797A JP 5208797 A JP5208797 A JP 5208797A JP 3373385 B2 JP3373385 B2 JP 3373385B2
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  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は周波数変調方法及び
モデム装置に係り、特に多数のキャリア周波数のモード
に対して共通のフィルタを用いた周波数変調を行う周波
数変調方法及びこのような周波数変調方法を採用するモ
デム装置に関する。又、本発明は、このようなモデム装
置を構成するプロセッサにも関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、周波数変調方式を採用する各
種モデム装置が提案されている。複数のキャリア周波数
を用いる場合、送信側のモデム装置では、フィルタを各
キャリア周波数毎に設ける必要があった。他方、受信側
のモデム装置では、受信データを判定するために、元の
2進データ値に対応した周波数を通過帯域とするバンド
パスフィルタを設ける必要があった。元の2進データ値
は、夫々のバンドパスフィルタの出力の有無により判定
していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、複数のキャリ
ア周波数に対応する数のフィルタを設けると、設計上の
負荷が大きくなり、モデム装置の構成が複雑になると共
に、モデム装置が安価に製造できないという問題があっ
た。他方、受信データにアナログ・デジタル変換を施
し、デジタル信号処理によりデータの判定を行うために
は、狭帯域のバンドパスフィルタを使用する必要があっ
た。ところが、狭帯域のバンドパスフィルタを実現する
ためには、十分な遮断特性を満足するために、バンドパ
スフィルタのタップ数を必然的に多く設定する必要があ
り、バンドパスフィルタでの演算処理量及び遅延が増大
し、モデム装置の性能を向上することが困難であるとい
う問題もあった。
【0004】そこで、本発明は、簡単で安価な構成で、
且つ、信号処理量を比較的少なくすることにより遅延の
増大を抑制可能な周波数変調方法及びこのような周波数
変調方法を採用するモデム装置を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、請求項1
記載の、入力データに対し、2進データ値に対応する周
波数の差の周波数偏移量で周波数変移を施しベクトル信
号を生成する周波数偏移ステップと、該周波数偏移ステ
ップで得られるベクトル信号に共通の帯域制限を施しデ
ータ伝送速度に対応した不要帯域を制限するフィルタス
テップと、該フィルタステップで得られる出力を補間す
る補間ステップと、該補間ステップで得られる出力を
数のキャリア周波数に対応すべく2進データ値の中間の
キャリア周波数で周波数移動することで変調する変調ス
テップと、前記周波数偏移ステップの前に、前記入力デ
ータを、前記変調ステップで得られる被周波数変調デー
タを伝送する伝送媒体の周波数帯域内に制限するステッ
プとを含む周波数変調方法によって達成される。
【0006】
【0007】請求項2記載の発明では、請求項1におい
て、少なくとも前記周波数偏移ステップ及び前記フィル
タステップで使用するパラメータを、データ伝送速度に
応じて自動的に設定するステップを更に含む。
【0008】上記の課題は、請求項6記載の、入力デー
タに対し、2進データ値に対応する周波数の差の周波数
偏移量で周波数偏移を施しベクトル信号を生成する周波
数偏移手段と、該周波数偏移手段の出力ベクトル信号に
共通の帯域制限を施しデータ伝送速度に対応した不要帯
域を制限するフィルタ手段と、該フィルタ手段の出力を
補間する補間手段と、該補間手段の出力を複数のキャリ
ア周波数に対応すべく2進データ値の中間のキャリア周
波数で周波数移動することで変調する変調手段と、前記
周波数偏移手段の前段で、前記入力データを、前記変調
手段で得られる被周波数変調データを伝送する伝送媒体
の周波数帯域内に制限するフィルタとを備えたプロセッ
サによっても達成できる
【0009】
【0010】請求項4記載の発明では、請求項3におい
て、少なくとも前記周波数偏移手段及び前記フィルタ手
段で使用するパラメータを、データ伝送速度に応じて自
動的に設定する手段を更に備える
【0011】
【0012】
【0013】請求項1及び記載の発明によれば、キャ
リア周波数が多数あっても、共通のフィルタ手段により
共通の帯域制限を行うため、モデム装置を構成するプロ
セッサの送信系の構成が簡単であり、モデム装置を安価
に製造することができる。、入力データに周波数偏移
を施す回路が比較的簡単であり、演算処理量も比較的少
なくて済む。
【0014】更に、データ伝送速度に合わせて各キャリ
アに対して共通のフィルタ手段を使用することができ
データ伝送に使用する伝送媒体に最適な信号処理を行う
ことできる。請求項2及び4記載の発明によれば、デ
ータ伝送速度に合わせた周波数変調を同じ回路構成を使
用して行うことができる。
【0015】
【0016】
【0017】って、本発明によれば、キャリア周波数
が多数あっても、共通のバンドパスフィルタ2により共
通の帯域制限を行うため、モデム装置の送信系の構成が
簡単であり、モデム装置を安価に製造することができ
る。
【0018】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の原理説明図であ
る。同図中、(a)はモデム装置の送信系を示し、
(b)はモデム装置の受信系を示す。図1(a)に示す
送信系において、2進入力データA(0),Z(1)は
1(A),−1(Z)の信号点に変換され、必要に応じ
て帯域制限等の信号処理を施されて周波数偏移回路1に
入力される。周波数偏移回路1は、入力されるデータに
対し、2進データ値に対応した周波数偏移を施す。バン
ドパスフィルタ2は、周波数偏移回路1の出力に共通の
帯域制限を施す。変調回路3は、バンドパスフィルタ2
の出力を2進データ値の中間のキャリア周波数で周波数
変調する。変調回路3の出力する被周波数変調データ
は、必要に応じて信号処理を施されて伝送媒体へ送信さ
れる。
【0019】他方、図1(b)に示す受信系において、
伝送媒体を介して受信された被周波数変調データは、必
要に応じて信号処理を施されて復調回路11に入力され
る。復調回路7は、被周波数変調データを2進データ値
の中間のキャリア周波数で復調する。差分回路8は、復
調回路7から得られるベースバンドのベクトル信号の周
波数変化を、位相差分に基づいた位相偏移量から求め
る。判定回路9は、差分回路8から得られる周波数変化
に基づいて、2進入力データの2進データ値を判定す
る。
【0020】本発明によれば、キャリア周波数が多数あ
っても、共通のバンドパスフィルタ2により共通の帯域
制限を行うため、モデム装置の送信系の構成が簡単であ
り、モデム装置を安価に製造することができる。又、復
調回路7から得られるベースバンドのベクトル信号の周
波数変化を、位相差分に基づいた位相偏移量から求める
構成のため、受信系の信号処理量が比較的少なく、遅延
量も増大しないため、被周波数変調データを正確に復調
することができる。
【0021】
【実施例】図2は、本発明になるモデム装置の一実施例
を示すブロック図である。モデム装置の実施例は、本発
明になる周波数変調方法の一実施例を採用する。図2に
おいて、モデム装置は大略マイクロプロセッサユニット
(MPU)11とデジタルシングナルプロセッサ(DS
P)12とからなる。MPU11は、信号点生成回路2
1と、設定取り込み部23とからなる。他方、DSP1
2は、第1のバンドパスフィルタ31、周波数偏移回路
32、第2のバンドパスフィルタ33、補間器(インタ
ーポレータ)34、変調回路35及びキャリア入力回路
36を含む送信系と、間引き器(デシメータ)41、復
調回路42、キャリア入力回路43、ロールオフフィル
タ44と、差分回路45、キャリア検出回路46、イン
ターポレータ47及び判定回路48を含む受信系とを備
える。尚、図2及び後述する等価回路図及びブロック図
において、一重の実線で示す信号線はスカラー信号線を
示し、二重の実線で示す信号線はベクトル信号線を示
す。
【0022】先ず、モデム装置の送信系について説明す
る。MPU11内の信号点生成回路21及び設定取り込
み部23には、夫々例えば上位装置(図示せず)からモ
デム装置に入力された入力2進データA(0),Z
(1)と、モード設定信号とが入力される。入力2進デ
ータA(0),Z(1)は、MPU11内の信号点生成
回路21により1(A),−1(Z)の信号点に変換さ
れ、DSP12内の第1のバンドパスフィルタ31に入
力される。この第1のバンドパスフィルタ31は、信号
周波数帯域を、被周波数変調データを送信する送信媒体
の周波数帯域内に制限するために設けられている。使用
する伝送速度が最高の場合に最も帯域が必要となるた
め、第1のバンドパスフィルタ31の特性は、最高伝送
速度に合わせて設定される。
【0023】モード設定信号は、モデム装置のモード、
即ち、最高伝送速度を設定する。本実施例では、説明の
便宜上、モデム装置が例えば4つのモードを有するもの
とする。これら4つのモードは、即ち、第1、第2、第
3及び第4のモードは、夫々200bps、300bp
s、600bps及び1200bpsに対応する。設定
取り込み部23は、モード設定信号に基づいて、DSP
12内の各部を設定されたモードに応じて制御する制御
信号等を生成出力する。尚、図2においては、図を見や
すくするために、設定取り込み部23からDSP12内
の各部への制御信号線は、一部のみ示されている。
【0024】図3は、第1のバンドパスフィルタ31の
等価回路図である。同図中、「τ/n]はサンプル時間
に対応する遅延、「×」は乗算、「Σ」,「+」は加
算、RNを入力される加算「+」は係数RNによる丸め
を示す。又、SDは入力2進データ、SD1〜SDNは
遅延された2進データ、C1〜CNは乗算係数、TF1
は第1のバンドパスフィルタ31の出力を示す。例え
ば、タップ数Nは21である。乗算係数C1〜CNは、
モード設定信号に応じて図2に示すMPU11内の設定
取り込み部23から入力される制御信号に基づいて、R
OM31aから読み出される。尚、乗算係数C1〜CN
は、モード設定信号に応じて設定取り込み部23から直
接入力される構成であっても良い。
【0025】図4は、第1のバンドパスフィルタ31の
特性を示す図である。同図中、縦軸は振幅スペクトルP
を任意単位で示し、横軸は周波数fをkHzで示す。説
明の便宜上、入力2進データのサンプリング周波数は2
8.8kHzであり、最高伝送速度は1200bps
(第4のモード)であるものとする。第1のバンドパス
フィルタ31は、符号歪の影響を受けにくい帯域を確保
すると共に演算量を削減するために、1/4デシメーシ
ョンによりサンプリング周波数を28.8kHzから
7.2kHzに変換し、4回毎にフィルタ計算を行う。
この変換の際に、使用帯域への折り返し成分の影響がな
いように、第1のバンドパスフィルタ31の特性は、図
4に示すように、1.8kHzまでは減衰がないように
設定されている。
【0026】第1のバンドパスフィルタ31の出力は、
周波数偏移回路32により、入力2進データA(0),
Z(1)のデータ値A,Zに応じた周波数偏移±Δfを
施される。例えば、ITU勧告V.23に準拠し、最高
伝送速度が1200bps(第4のモード)の場合、A
=2100Hz、Z=1300Hz、周波数偏移量は中
心(キャリア)周波数1700Hzから±400Hz、
サンプリング周波数7.2kHzでの位相偏移量は40
0Hz×360°/7.2kHz=20°=0.349
06585ラジアンである。このため、周波数偏移回路
32における位相偏移量θは、サンプリング周波数7.
2kHzでの位相偏移量が第1のバンドパスフィルタ3
1の出力値−1〜+1と乗算されるので、−0.349
06585〜+0.34906585ラジアンとなる。
この位相偏移量θは、cos,sinのベクトルに変換
され、各サンプル毎に位相和分されて−400Hz〜+
400Hzの周波数偏移±Δfを持つ信号が周波数偏移
回路32から出力される。
【0027】図5は、周波数偏移回路32の等価回路図
である。周波数偏移回路32は、大略位相偏移量θをc
os,sinのベクトルに変換する変換部32aと、逆
数演算部32bと、ベクトル演算のために実数及び虚数
部分について別々に演算を行う演算部32cとからな
る。同図中、「τ/n]は遅延、「||2 」は絶対値の
二乗、「×」は乗算、「+」は加算、RNを入力とする
「×」,「+」は係数RNによる丸めを示す。又、DL
TFは偏移角/サンプル(位相偏移量)をラジアンで示
す信号であり、モード設定信号に応じて図2に示すMP
U11内の設定取り込み部23から入力されても、後述
するように、設定取り込み部23からの制御信号に基づ
いて周波数偏移回路32内で生成しても良い。信号DL
TFは、本実施例では周波数偏移量/サンプリング周波
数×2π=±Δf/7.2kHz×2πである。DFR
Rは実数部、DFIIは虚数部を示し、夫々後述する第
2のバンドパスフィルタ33に入力される。
【0028】図6は、図5の等価回路図を簡略化して周
波数偏移回路32の基本機能を示すブロック図である。
図6に示すように、周波数偏移回路32は、大略乗算回
路32−1と、変換回路32−2と、位相和分回路32
−3と、DLTF生成回路32−4とからなる。乗算回
路32−1は、第1のバンドパスフィルタ31の出力T
F1と、モード設定信号に応じて図2に示すMPU11
内の設定取り込み部23から入力される制御信号に基づ
いてDLTF生成回路32−4で生成された信号DLT
Fとを乗算し、乗算結果を変換回路32−2に入力す
る。ここで、上記の如く、最高伝送速度が1200bp
s、サンプリング周波数が7.2kHz、周波数偏移±
Δfが±400Hzであると、信号DLTFは0.34
906585ラジアンである。
【0029】本実施例では、200bps、300bp
s、600bps、1200bpsの最高伝送速度に対
応する第1、第2、第3及び第4のモードでは、サンプ
リング周波数はいずれも7.2kHzであり、周波数偏
移±Δfは夫々±100Hz、±100Hz、±200
Hz及び±400Hzであるものとする。変換回路32
−2は、乗算回路32−1からの乗算結果に基づいて、
位相偏移量θをcos,sinのベクトルに変換する。
この場合の変換は、次の級数展開式に基づいた演算によ
り行うことができる。
【0030】cosθ=1−θ2 /2!+θ4 /4! sinθ=θ−θ3 /3!+θ5 /5! 変換回路32−2の出力ベクトルは、位相和分回路32
−3に入力される。位相和分回路32−3は、変換回路
32−2の出力ベクトルに基づいて、次の三角関数公式
を計算することで位相和分DFRR,DFIIを求め
る。
【0031】DFRR=cos(θn +θn-1 )=co
sθn cosθn-1−sinθn sinθn-1 DFII=sin(θn +θn-1 )=sinθn sin
θn-1+cosθn cosθn-1 位相和分回路32−3の出力位相和分DFRR,DFI
Iは、夫々第2のバンドパスフィルタ33に入力され
る。
【0032】第2のバンドパスフィルタ33は、各モー
ド、即ち、各最高伝送速度に対応した不要帯域の制限を
行うために設けられている。周波数分割多重伝送を行う
ために、同一帯域幅で、キャリア周波数が異なる場合が
ある。例えば、200bpsの最高伝送速度で周波数分
割多重伝送を行うために、周波数偏移±Δfが±100
Hzでキャリア周波数が800Hz/1200Hz/1
600Hz/2000Hz/2400Hz/2800H
zであるとすると、隣接した帯域への漏れがないように
第2のバンドパスフィルタ33の特性を設定する必要が
ある。更に、符号歪が15%以内の性能を満足する帯域
幅とするため、第2のバンドパスフィルタ33の特性
は、送信データスペクトラム上、20log100.15
=−17dBまでの帯域がフラットとなるように設定す
る必要がある。このように、第2のバンドパスフィルタ
33は、キャリア周波数で変調する前のベースバンドで
処理を行うため、各キャリア周波数に対して共通に使用
できる。
【0033】図7は、第2のバンドパスフィルタ33等
価回路図である。同図中、「τ/n]はサンプル時間に
対応する遅延、「×」は乗算、「Σ」,「+」は加算、
RNを入力される加算「+」は係数RNによる丸めを示
す。又、DFRR1〜DFRRN,DFII1〜DFI
INは夫々遅延位相和分の実数及び虚数成分、C1〜C
Nは乗算係数(ただし、図3の乗算係数とは異なる)、
TF2R,TF2Iは第2のバンドパスフィルタ33の
出力の実数及び虚数成分を示す。例えば、最高伝送速度
が上記の如く200bpsの第1のモードの場合、タッ
プ数Nは91である。乗算係数C1〜CNは、モード設
定信号に応じて図2に示すMPU11内の設定取り込み
部23から入力される制御信号に基づいて、ROM33
aから読み出される。尚、乗算係数C1〜CNは、モー
ド設定信号に応じて設定取り込み部23から直接入力さ
れる構成であっても良い。
【0034】図7からもわかるように、第2のバンドパ
スフィルタ33は、基本的には次の伝達関数で表される
有限長インパルスレスポンス(FIR)フィルタであ
る。
【0035】
【数1】
【0036】図8〜図11は、夫々第2のバンドパスフ
ィルタ33の特性を、200bps、300bps、6
00bps、1200bpsの最高伝送速度に対応する
第1〜第4のモードについて示す図である。例えば第1
のモードの場合、第2のバンドパスフィルタ33の乗算
係数C1〜CNは、次のような条件を満足するように決
定してROM33aに格納しておけば良い。 (1)データA(0),Z(1)に対応する周波数で特
性が一定となるように、100Hz以上の周波数変異ま
で周波数特性がフラットであること。 (2)符号歪が15%以下となるように、送信データス
ペクトラム上、20log100.15=−17dBまで
の帯域がフラットであること。 (3)隣接チャネルへのエネルギーが除去されること。 (4)帯域外の信号対雑音(S/N)比を充分確保され
ていること。 (5)帯域外の折り返しが考慮されていること。
【0037】従って、上記の条件(1)〜(5)を満足
するように第2のバンドパスフィルタ33の乗算係数C
1〜CNを決定した場合の特性は、第1のモードに対し
ては図8のようになり、サンプリング周波数は7.2k
Hz、ボーレートは267bauds、ロールオフ率
(ROF)は50.00%cos2 特性、タップ数は9
1となる。
【0038】同様に、上記の条件(1)〜(5)を満足
するように第2のバンドパスフィルタ33の乗算係数C
1〜CNを決定した場合の特性は、第2のモードに対し
ては図9のようになり、サンプリング周波数は7.2k
Hz、ボーレートは440bauds、ROFは50.
00%cos2 特性、タップ数は63となる。上記の条
件(1)〜(5)を満足するように第2のバンドパスフ
ィルタ33の乗算係数C1〜CNを決定した場合の特性
は、第3のモードに対しては図10のようになり、サン
プリング周波数は7.2kHz、ボーレートは1200
bauds、ROFは50.00%cos2 特性、タッ
プ数は25となる。
【0039】又、上記の条件(1)〜(5)を満足する
ように第2のバンドパスフィルタ33の乗算係数C1〜
CNを決定した場合の特性は、第4のモードに対しては
図11のようになり、サンプリング周波数は7.2kH
z、ボーレートは2400bauds、ROFは50.
00%cos2 特性、タップ数は11となる。第2のバ
ンドパスフィルタ33で帯域制限されたベースバンド出
力TF2R,TF2Iは、図2に示す変調回路35にお
いてサンプリング周波数を7.2kHzから14.4k
Hzに変換され、キャリア入力回路26からの各キャリ
ア周波数で変調される。変調回路35から出力される被
周波数変調データは、必要に応じて所定の信号処理を施
されてから伝送媒体(図示せず)へ出力される。送信系
における所定の信号処理は、例えば周知である周波数特
性補償、送信レベル調整、ループ試験、デジタル/アナ
ログ(D/A)変換等の回路により行われ、伝送媒体で
ある回線に送出される。周波数特性補償回路は、回線に
よる周波数特性の劣化を補償するために設けられ、ルー
プ試験回路は、ループ試験時に受信側のデータを送信側
に折り返すために設けられる。
【0040】次に、モデム装置の受信系について説明す
る。回線から受信された被周波数変調データは、必要に
応じて所定の信号処理を施されてからデシメータ41に
入力される。受信系における所定の信号処理は、例えば
周知であるアナログ/デジタル(A/D)変換、ループ
試験、周波数特性補償等の回路により行われる。ループ
試験回路は、ループ試験時に送信側のデータを受信側に
折り返すために設けられ、周波数特性補償回路は、回線
による周波数特性の劣化を補償するために設けられる。
【0041】デシメータ41は、演算処理量を削減する
ために、サンプリング周波数を14.4kHzから7.
2kHzに変換する。又、復調回路42は、キャリア入
力回路43からの各キャリア周波数を使用して、受信さ
れた被周波数変調データを周波数復調する。つまり、デ
シメータ41から得られるパスバンド信号(スカラー信
号)を、ベースバンド信号(ベクトル信号)に変換す
る。更に、ロールオフフィルタ44は、ベースバンド信
号から不要な帯域外信号を除去する。このロールオフフ
ィルタ44の出力は、差分回路45及びキャリア検出回
路46に入力される。
【0042】図12は、差分回路45の概略構成を示す
ブロック図である。差分回路45は、同図に示す如く接
続された自動利得制御(AGC)回路45−1、位相差
分回路45−2、変換回路45−3、差分補正回路45
−4及びZホールド回路45−5からなる。AGC回路
45−1は、ベクトル信号毎の位相差分を計算するため
に、信号を正規化して単位(半径1)円周上の信号にす
るために設けられている。これにより、ロールオフフィ
ルタ44の出力RFR,RFIは、AGC回路45−1
により例えば0dB±6.0dBとなるようにレベル調
整され、正規化されたベクトル信号cosθ,sinθ
が位相差分回路45−2に入力される。
【0043】位相差分回路45−2は、正規化されたベ
クトル信号cosθ,sinθに基づき、次の三角関数
公式により位相差分を計算する。 cos(Δθ)=cos(θn −θn-1 )=cosθn
cosθn-1+sinθn sinθn-1 cos(Δθ)=sin(θn −θn-1 )=sinθn
cosθn-1−cosθn sinθn-1 例えば、最高伝送速度が1200bpsの第4のモード
の場合、データAの中心キャリアからの周波数偏移は+
400Hzで3.6kHzサンプル間隔の偏移角(位相
偏移量)は+40°となり、データZの周波数偏移は−
400Hzで3.6kHzサンプル間隔の偏移角(位相
偏移量)は−40°となる。従って、この場合の位相差
分回路45−2からの出力位相差分は図13に示すよう
になる。
【0044】変換回路45−3は、位相差分回路45−
2から得られるベクトル表現された位相差分を、位相角
度(位相偏移量)θに変換する。つまり、ベクトル信号
sinθ,cosθのままでは誤差が大きいため、変換
回路45−3はベクトル信号を位相偏移量θに変換す
る。この変換には、テーラー展開式より2次の項までを
取り、次の式から位相偏移量θを算出する。
【0045】 cosθ=1−θ2 /2 より θ2 =2(1−cosθ) sinθ=θ−θ3 /6 より θ=sinθ/(1−θ2 /6) =sinθ/{(2/3)+(cosθ/3)} 変換回路45−3から出力される位相偏移量θは、偏移
角/サンプル=周波数偏移±Δf/サンプリング周波数
×2πで表され、モード、即ち、最高伝送速度によって
値が異なる。つまり、最高伝送速度が200bpsの第
1のモード及び最高伝送速度が300bpsの第2のモ
ードでは、サンプリング周波数は3.6kHzであり、
周波数偏移±Δfは±100Hzであり、位相偏移量θ
は0.174532925ラジアン=10°である。最
高伝送速度が600bpsの第3のモードでは、サンプ
リング周波数は3.6kHzであり、周波数偏移±Δf
は±200Hzであり、位相偏移量θは0.34906
585ラジアン=20°である。又、最高伝送速度が1
200bpsの第4のモードでは、サンプリング周波数
は3.6kHzであり、周波数偏移±Δfは±400H
zであり、位相偏移量θは0.698131700ラジ
アン=40°である。そこで、差分補正回路45−4
は、後段の判定回路48で各モードについて共通に判定
を行うために、第1及び第2のモードの位相偏移量θを
4倍し、第3のモードの位相偏移量θを2倍すること
で、第1〜第3のモードにおける位相偏移量θを、第4
のモードにおける位相偏移量θに合わせる。
【0046】他方、キャリア検出回路46は、ロールオ
フフィルタ44の出力RFR,RFIからキャリアを検
出し、キャリアのオン/オフを示すキャリア検出信号C
DIを差分回路45内のZホールド回路45−5に入力
すると共に、検出キャリアCDをMPU11及びホスト
装置に対して出力する。図14は、ACG回路45−1
及びZホールド回路45−5の構成を示すブロック図で
ある。同図中、ACG回路45−1は図示の如く接続さ
れた乗算回路51と、絶対値回路52と、逆数演算回路
53と、利得補正回路54とからなる。他方、Zホール
ド回路45−5は、図示の如く接続された乗算回路61
と、ローパスフィルタ(LPF)62と、減算回路63
と、符号判定回路64とからなる。
【0047】ロールオフフィルタ44の出力RFR,R
FIは、ACG回路45−1内で乗算回路51により利
得Gを乗算され、正規化されたベクトル信号cosθ,
sinθが位相差分回路45−2に入力される。又、絶
対値回路52及び逆数演算回路53は、正規化されたベ
クトル信号cosθ,sinθの絶対値の逆数を演算
し、Zホールド回路45−5の乗算回路61に入力す
る。更に、上記絶対値は、利得補正回路54により基準
レベルとの差に基づいて利得Gが補正され、補正された
利得Gは乗算回路51に入力されると共に、Zホールド
回路45−5の乗算回路61にも入力される。
【0048】キャリアがオフの時、過渡現象により信号
波形が乱れるため、一種のノイズである所謂ゴミデータ
が発生してしまう。そこで、ゴミデータによるホスト装
置等の外部装置への悪影響を防止するため、キャリアが
オフの時はデータをZにホールドする(以下、Zホール
ドと言う)ことが望ましい。Zホールド回路45−5
は、キャリアがオフの時にこのZホールドを行うために
設けられている。
【0049】Zホールド回路45−5内の乗算回路61
の出力は、一方ではLPF62の入力側に入力されると
共に、他方ではLPF62の出力側に設けられた減算回
路63に入力される。減算回路63は、LPF62の出
力から、乗算回路61の出力を減算し、減算結果を符号
判定回路64に入力する。この符号判定回路64には、
キャリア検出回路46からのキャリア検出信号CDIも
入力されている。
【0050】キャリアがオンの時には、乗算回路61に
おける利得Gと逆数の乗算結果は1であり、LPF62
を通した前後の信号の差は0となる。他方、キャリアが
オフの時には、信号レベルが急減し、逆数は1以上とな
る。このため、キャリアがオフの時には、乗算回路61
における利得Gと逆数の乗算結果は1以上であり、LP
F62を通した前後の信号の差は負となる。従って、符
号判定回路64は、減算回路63における信号の差が負
の場合にホールド信号HLDを出力し、受信データをZ
にホールドする。尚、キャリアがオフとなった以降もZ
をホールドするため、符号判定回路64は、実際にはキ
ャリア検出回路46からのキャリア検出信号CDIとホ
ールド信号HLDとの論理積を取ってからホールド信号
HLDを出力する。このようにして、Zホールド回路4
5−5は、キャリアがオフの時に瞬時にZホールドを行
うことができる。
【0051】差分回路45から出力される位相偏移量θ
及びホールド信号HLDは、図2に示すインターポレー
タ47を介して判定回路48に入力される。インターポ
レータ47は、受信データのジッタ量を低減するため
に、位相偏移量θのサンプリング周波数を7.2kHz
から28.8kHzに変換する。判定回路48は、イン
ターポレータ47を介して入力されるスカラー信号の極
性を判定することで、受信データがAであるかZである
かを判定し、判定結果である2進データ0(A),1
(Z)をMPU11及びホスト装置に対して出力する。
【0052】判定回路48に入力されるスカラー信号
は、A,Zで±0.698131700、即ち、Aの場
合「+」であり、Zの場合「−」である。又、スカラー
信号は、A,Zの変化時には、AからZに変化すると
「+」から「−」に変化し、ZからAに変化すると
「−」から「+」に変化する。そこで、判定回路48は
A,Zの変化を検出することで受信データの判定を行
う。
【0053】図15は、判定回路48の動作を説明する
フローチャートである。同図中、ステップS1は、差分
回路45のZホールド回路45−5からホールド信号H
LDが入力されたか否かを判定する。ステップS1の判
定結果がYESの場合、処理は後述するステップS4へ
進み、Zホールドが行われる。他方、ステップS1の判
定結果がNOであると、ステップS2において入力され
るスカラー信号の極性が反転したか否かを判定する。ス
テップS2は、判定結果がYESとなるまで繰り返さ
れ、判定結果がYESとなると、ステップS3において
スカラー信号の極性が負に反転したか否かを判定する。
ステップS3の判定結果がYESの場合は処理がステッ
プS4へ進み、NOであればステップS5へ進む。
【0054】ステップS4は、受信データがZであると
判定してデータZを出力し、処理はステップS6へ進
む。又、ステップS5は、受信データがAであると判定
してデータAを出力し、処理はステップS6へ進む。ス
テップS6は、ヒステリシスタイマを起動し、ステップ
S7はヒステリシスタイマがタイムアウトとなったか否
かを判定する。ステップS7は判定結果がYESとなる
まで繰り返され、判定結果がYESとなると、処理はス
テップS1へ戻る。
【0055】ステップS6及びS7は、スカラー信号の
極性反転時における受信データの判定のチャタリングを
防止するために設けられており、ステップS4又はS5
による受信データの判定結果が出力された後に、ヒステ
リシスタイマにより管理された一定保持時間この判定結
果を保持する。この場合の保持時間は、各モードにおけ
る最高伝送速度の25±5%程度とすれば良い。例え
ば、保持時間を各モードにおける最高伝送速度の25
%、即ち、1ビットの1/4程度の時間に設定した場
合、保持時間は第1のモードでは1.25ms、第2の
モードでは0.83ms、第3のモードでは0.42m
s、第4のモードでは0.21msとなる。
【0056】図16は、判定回路48の動作を説明する
ためのタイムチャートである。同図中、(a)は上記ス
テップS4及びS5による受信データの判定結果、
(b)はヒステリシスタイマの動作状態、(c)は上記
ステップS6及びS7による判定出力監視、(d)は最
終的に判定回路48から出力される出力信号、即ち、デ
ータ0(A),1(Z)を示す。
【0057】前段に設けられた復調回路42では、A,
Zの中心周波数で復調を行っているため、判定回路48
は、極性判定により位相偏移の中間点で常に受信データ
A,Zの判定を行うことができ、符号歪の少ない受信デ
ータを得ることができる。以上、本発明を実施例により
説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内で種々の改良及び変形が可能であ
ることは言うまでもない。
【0058】
【発明の効果】請求項1及び記載の発明によれば、キ
ャリア周波数が多数あっても、共通のフィルタ手段によ
り共通の帯域制限を行うため、プロセッサの送信系の構
成が簡単であり、モデム装置を安価に製造することがで
きる。、入力データに周波数偏移を施す回路が比較的
簡単であり、演算処理量も比較的少なくて済む。
【0059】更に、データ伝送速度に合わせて各キャリ
アに対して共通のフィルタ手段を使用することができ
データ伝送に使用する伝送媒体に最適な信号処理を行う
ことできる。請求項2及び4記載の発明によれば、デ
ータ伝送速度に合わせた周波数変調を同じ回路構成を使
用して行うことができる。
【0060】
【0061】
【0062】って、本発明によれば、キャリア周波数
が多数あっても、共通のバンドパスフィルタにより共通
の帯域制限を行うため、モデム装置を構成するプロセッ
サの送信系の構成が簡単であり、モデム装置を安価に製
造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明になるモデム装置の一実施例を示すブロ
ック図である。
【図3】第1のバンドパスフィルタの等価回路図であ
る。
【図4】第1のバンドパスフィルタの特性を示す図であ
る。
【図5】周波数偏移回路の等価回路図である。
【図6】図5の等価回路図を簡略化して周波数偏移回路
の基本機能を示すブロック図である。
【図7】第2のバンドパスフィルタの等価回路図であ
る。
【図8】第1のモードにおける第2のバンドパスフィル
タの特性を示す図である。
【図9】第2のモードにおける第2のバンドパスフィル
タの特性を示す図である。
【図10】第3のモードにおける第2のバンドパスフィ
ルタの特性を示す図である。
【図11】第4のモードにおける第2のバンドパスフィ
ルタの特性を示す図である。
【図12】差分回路の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図13】位相差分回路からの出力位相差分を示す図で
ある。
【図14】ACG回路及びZホールド回路の構成を示す
ブロック図である。
【図15】判定回路の動作を説明するフローチャートで
ある。
【図16】判定回路の動作を説明するタイムチャートで
ある。
【符号の説明】
1 周波数偏移回路 2 バンドパスフィルタ 3 変調回路 7 復調回路 8 差分回路 9 判定回路 11 MPU 12 DSP 21 信号点生成回路 23 設定取り込み部 31 第1のバンドパスフィルタ 32 周波数偏移回路 33 第2のバンドパスフィルタ 34 インターポレータ 35 変調回路 36 キャリア入力回路 41 デシメータ 42 復調回路 43 キャリア入力回路 44 ロールオフフィルタ 45 差分回路 46 キャリア検出回路 47 インターポレータ 48 判定回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−182942(JP,A) 特開 昭63−180226(JP,A) 特開 平8−307464(JP,A) 特開 平8−107427(JP,A) 特開 平7−147595(JP,A) 特開 平7−107128(JP,A) 特開 平7−7529(JP,A) 特開 平6−318923(JP,A) 特表 平8−508868(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力データに対し、2進データ値に対応
    する周波数の差の周波数偏移量で周波数変移を施しベク
    トル信号を生成する周波数偏移ステップと、 該周波数偏移ステップで得られるベクトル信号に共通の
    帯域制限を施しデータ伝送速度に対応した不要帯域を制
    限するフィルタステップと、 該フィルタステップで得られる出力を補間する補間ステ
    ップと、 該補間ステップで得られる出力を 複数のキャリア周波数
    に対応すべく2進データ値の中間のキャリア周波数で周
    波数移動することで変調する変調ステップと 前記周波数偏移ステップの前に、前記入力データを、前
    記変調ステップで得られる被周波数変調データを伝送す
    る伝送媒体の周波数帯域内に制限するステップと を含
    む、周波数変調方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも前記周波数偏移ステップ及び
    前記フィルタステップで使用するパラメータを、データ
    伝送速度に応じて自動的に設定するステップを更に含
    む、請求項1記載の周波数変調方法。
  3. 【請求項3】 入力データに対し、2進データ値に対応
    する周波数の差の周波数偏移量で周波数偏移を施しベク
    トル信号を生成する周波数偏移手段と、 該周波数偏移手段の出力ベクトル信号に共通の帯域制限
    を施しデータ伝送速度に対応した不要帯域を制限するフ
    ィルタ手段と、 該フィルタ手段の出力を補間する補間手段と、 該補間手段の出力を複数のキャリア周波数に対応すべく
    2進データ値の中間のキャリア周波数で周波数移動する
    ことで変調する変調手段と、 前記周波数偏移手段の前段で、前記入力データを、前記
    変調手段で得られる被周波数変調データを伝送する伝送
    媒体の周波数帯域内に制限するフィルタとを備えた、プ
    ロセッサ。
  4. 【請求項4】 少なくとも前記周波数偏移手段及び前記
    フィルタ手段で使用するパラメータを、データ伝送速度
    に応じて自動的に設定する手段を更に備えた、請求項3
    記載のプロセッサ。
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