JP3926945B2 - Carrier reproduction circuit and carrier reproduction method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばデジタル放送受信装置に用いられ、受信信号からキャリアを再生するキャリア再生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、デジタル伝送において、伝送ビットレートを高くするためには多値直交変調や多値位相変調が有利であるが、低C/Nにおいての伝送には向いていない。伝送ビットレートと低C/N特性を両立させる方法として、例えば8PSKとBPSKのように、互いに相数の異なる変調方式で変調された信号を時分割多重して伝送する方法がある。この方法は、上記の例の場合、高C/N時には8PSKとBPSKの各変調方式で伝送されてくるシンボルを両方とも復号し、低C/N時にはBPSKで伝送されてくるシンボルのみを復号するというもので、高C/Nの伝送ビットレートよりは低くなるが、低C/Nでも伝送シンボルの復号が可能である。この時、受信装置におけるキャリア再生は、低C/Nでも受信できるように、BPSK信号を用いて行われる。
【0003】
近時、デジタルBS放送の実用化が進められているが、この放送では、上記の手法が採用され、図6に示すような伝送フレーム構成が標準化されている。この伝送フレーム構成では、主信号に8PSK、QPSK及びBPSKのいずれかの変調方式を選べるものとし、フレーム同期信号、TMCC(伝送多重制御)信号及び同期捕捉用バースト信号からなる補助信号にBPSK変調方式を採用して、両信号を時分割多重するようにしている。
【0004】
ここで、フレーム同期信号及びTMCC信号は伝送信号の各フレーム先頭に配置される。TMCC信号は128シンボルであり、フレーム同期信号はTMCC信号の前後に32シンボルづつ配置される。以下、フレーム同期信号及びTMCC信号の期間をTMCC部と称する。同期捕捉用バースト信号はTMCC信号部分を除く主信号変調波期間に203シンボル間隔で4シンボルづつ配置される。つまり、1フレームには主信号と同期捕捉用バースト信号が(203+4)*48シンボル存在する。
【0005】
このような伝送フレーム構成によるデジタル変調波を受信する場合、低C/Nでの復調を可能とするため、常にBPSKで伝送されるフレーム同期信号、TMCC信号及び同期捕捉用バースト信号を用いてキャリア再生が行われる。しかしながら、BPSK伝送されるフレーム同期信号、TMCC信号及び同期捕捉用バースト信号を用いて同期制御ループ構成によりキャリア再生を行うと、以下のような問題がある。
【0006】
すなわち、同期捕捉用バーストの引き込み範囲を越える周波数誤差があった場合、フレーム同期信号及びTMCC信号期間でPLLによって周波数引き込み動作が行われるが、主信号間に挿入された同期捕捉用バースト信号の同期引き込みによって疑似同期を起こしてしまい、キャリア再生ができなくなる。フレーム同期信号及びTMCC信号期間のループゲインを大きくして、疑似同期を起こしながらもキャリア再生を行うことは可能であるが、安定度の悪い再生キャリアとなってしまうため、実用上問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、任意の多値変調方式で変調された主信号とこの主信号の多値変調の相数と同じかまたはそれより少ない相数の変調方式で変調された補助信号を時分割多重してなり、各フレーム先頭の複数の連続シンボルに補助信号を配置し、それに続いて主信号を配置し、さらに主信号中に一定間隔で分散して補助信号を配置してなるデジタル伝送信号を受信する際に、補助信号部分を用いてキャリア再生を行うと、主信号期間の補助信号部分で周波数引き込みができずに疑似同期を起こして、キャリア再生ができなくなることがあるという問題があった。
【0008】
本発明は、上記の問題点を解消し、分散配置された補助信号での疑似同期をなくして良好なキャリア再生を可能としたキャリア再生回路及びキャリア再生方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、任意の多値変調方式で変調された主信号とこの主信号の多値変調の相数と同じかまたはそれより少ない相数の変調方式で変調された補助信号を時分割多重してなり、各フレーム先頭の複数の連続シンボルに補助信号を配置し、それに続いて主信号を配置し、さらに主信号中に一定間隔で分散して補助信号を配置してなるデジタル変調波を入力し、このデジタル変調波を再生キャリア信号を用いて周波数変換することにより生成された周波数変換信号の位相誤差を検出し、位相誤差が減少するように前記再生キャリアの周波数及び位相を制御することによりキャリア再生を行うキャリア再生回路において、前記デジタル変調波のフレーム先頭を検出するフレーム検出手段と、この手段で検出されたフレーム検出タイミングに基づいて前記フレーム先頭の複数の連続シンボルの補助信号から前記再生キャリアの第1の位相誤差を求める第1の位相誤差検出手段と、前記フレーム検出手段で検出されたフレーム検出タイミングに基づいて前記主信号中に分散配置された補助信号から前記再生キャリアの第2の位相誤差を求める第2の位相誤差検出手段とを具備し、前記第1の位相誤差検出手段で求めた第1の位相誤差により再生キャリアの周波数引き込みを行い、前記第2の位相誤差検出手段で求めた第2の位相誤差により再生キャリアの位相引き込みを行うように構成される。
【0010】
このように本発明では、フレーム先頭の複数の連続シンボルの補助信号のみを用いて周波数引き込みを行うことで疑似同期の発生を抑え、位相引き込み時に主信号中に分散配置された補助信号を用いることで安定したキャリア再生を行うことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0012】
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係るキャリア再生回路を備えたデジタルBS放送受信装置の構成を示すブロック回路図である。図1において、入力端子101に供給されるデジタル衛星放送波の受信信号は、第1及び第2の同期検波回路102、103に入力されて局部発振器107及び90°移相器106で生成される互いに直交した固定キャリアによって直交検波される。各同期検波回路102、103による直交検波出力は、低域フィルタ104、105によって不要な高調波成分が除去された後、準同期検波出力I、QとしてA/Dコンバータ108、109に供給されてデジタルデータに変換される。図に示す以後のブロック構成はデジタル処理によるキャリア再生回路となる。
【0013】
A/Dコンバータ108、109によってデジタル化された準同期検波信号は、複素乗算器110に供給されて正確に同期検波される。その後、ロールオフフィルタ(ROF)111、112にて波形整形され、一方のロールオフフィルタ111の出力はI1、他方のロールオフフィルタ112の出力はQ1として図示しない復調回路へ出力される。
【0014】
また、ロールオフフィルタ111、112の出力I1、Q1は位相検出器113にも供給される。この位相検出器113は入力信号I1、Q1から位相情報を検出するもので、この位相情報はフレーム検出回路118、TMCC部キャリア誤差検出回路119及びバースト部キャリア誤差検出回路120に供給される。
【0015】
まず、フレーム検出回路118は伝送されてくるシンボル系列の位相情報からBPSK変調されたフレーム同期信号を検出してフレームタイミング信号を生成するもので、このフレームタイミング信号はTMCC部キャリア誤差検出回路119及びバースト部キャリア誤差検出回路120に供給される。
【0016】
TMCC部キャリア誤差検出回路119は、フレームタイミング信号を基に、位相検出器113の出力からBPSK変調されたTMCC部(フレーム同期信号及びTMCC信号部分)の位相情報を取り出してその期間のキャリア位相誤差を検出するもので、ここで検出された位相誤差情報はループフィルタ115に供給される。
【0017】
また、バースト部キャリア誤差検出回路120は、フレームタイミング信号を基に、位相検出器113の出力からBPSK変調された同期捕捉用バースト信号部分の位相情報を取り出してその期間のキャリア位相誤差を検出するもので、ここで検出された位相誤差情報はループフィルタ115に供給される。
【0018】
上記ループフィルタ115は、TMCC部キャリア誤差検出回路119からの位相誤差信号及びバースト部キャリア誤差検出回路120からの位相誤差信号をそれぞれ積分処理して周波数制御信号を生成するもので、この周波数制御信号は数値制御発振器(NCO)116に供給される。
【0019】
この数値制御発振器116は再生キャリアを生成するもので、その周波数はループフィルタ115からの周波数制御信号によって制御される。ここで得られた再生キャリア信号はデータ変換回路117によりサイン(sin)及びコサイン(cos)特性の信号に変換された後、複素乗算器110に供給されて同期検波に供される。
【0020】
上記複素乗算器110に対する一巡のループは完全デジタル構成のPLLであり、ループフィルタ115に完全積分系を有する回路が含まれているものとする。この場合、PLLの周波数引き込み範囲は原理的に無限大であり、PLLとして理想的な動作が期待できる。この技術に関しては、特開平6−78009号公報の「従来の技術」の欄における図5の説明で詳細に述べられているので、ここではその説明を省略する。
【0021】
上記構成において、以下に本発明の特徴とするキャリア再生回路部分の動作について説明する。
【0022】
まず、位相検出回路113の出力はフレーム検出回路118、TMCC部キャリア誤差検出回路119及びバースト部キャリア誤差検出回路120に供給される。フレーム検出回路118で検出されたフレーム同期タイミングからTMCC部キャリア誤差検出回路119ではフレーム同期信号及びTMCC信号の期間のキャリア位相誤差を検出する。このキャリア位相誤差はループフィルタ115の積分系で周波数に変換され、キャリアの周波数引き込みを行うPLLループとして動作する。再生キャリアの周波数誤差が十分抑圧されると、フレーム検出回路118で検出されたフレーム同期タイミングからバースト部キャリア誤差検出回路120で同期捕捉用バースト信号期間のキャリア位相誤差が検出される。このキャリア位相誤差はループフィルタ115に供給されてPLLループによる位相同期が行われ、これによってキャリア再生が完了する。
【0023】
図2は上記キャリア再生回路におけるループ制御動作を示すもので、(a)は周波数引き込み動作、(b)は位相引き込み動作を示している。まず、図2(a)に示すように、フレーム同期信号及びTMCC信号の期間にΔfが0になるようNCO116を制御するため、主信号及び同期捕捉用バースト信号期間はその制御が保持される。これによって主信号及び同期捕捉用バースト信号期間も周波数引き込みが行われるようになり、疑似同期することが無くなる。再生キャリアの周波数ずれが十分抑圧された後は、図2(b)に示すように同期捕捉用バースト信号を用いて位相引き込みを行うが、再生キャリアの周波数ずれが同期捕捉用バースト信号による引き込み範囲内に収まっているので、疑似同期することなくキャリア再生が可能となる。
【0024】
ここで、位相引き込みに同期捕捉用バースト信号期間だけで行うと、フレーム同期信号及びTMCC信号の期間の位相誤差検出周期が長くなってしまうので、この期間の後部の4シンボルを位相引き込み制御に使用する。これにより、安定した位相引き込みができるようになる。また、フレーム同期信号及びTMCC信号期間全てのシンボルを使用して位相引き込みを行うことも可能である。
【0025】
したがって、上記構成によるキャリア再生回路によれば、分散配置された同期捕捉用バースト信号での疑似同期をなくして良好なキャリア再生を行うことができる。
【0026】
(第2の実施形態)
図3は本発明の第2の実施形態に係るキャリア再生回路を備えたデジタルBS放送受信装置の構成を示すブロック回路図である。但し、図3において、図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは第1の実施形態と重複する説明を省略する。
【0027】
図3において、バースト部キャリア誤差検出回路120で検出された誤差信号は、平均化回路121に供給される。この平均化回路121は、同期補足用バースト信号期間に検出された4シンボルの誤差信号の平均を求めるもので、その演算結果はループフィルタ115に供給される。
【0028】
すなわち、低C/Nでは位相誤差信号の変動が大きいため、位相ジッタが大きくなってしまう。そこで、本実施形態では、低C/Nでの性能改善のために、平均化回路121によって同期補足用バースト信号期間に検出された4シンボルの誤差信号の平均を求め、その平均値によって位相同期を行うようにしている。これにより、低C/N時の位相ジッタによる位相同期外れを防止することができる。
【0029】
尚、平均化回路の代わりにLPF等の雑音除去処理でも効果がある。
【0030】
(第3の実施形態)
図4は本発明の第3の実施形態に係るキャリア再生回路を備えたデジタルBS放送受信装置の構成を示すブロック回路図である。但し、図4において、図1及び図3と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは第1及び第2の実施形態と重複する説明を省略する。
【0031】
図4に示すキャリア再生回路は、第2の実施形態の平均化回路121の後段にリミッタ122を挿入したものである。平均化回路121では平均を取るシンボル数が4シンボルしかないので、低C/Nでは本来の位相誤差と大きく異なる位相誤差を検出してしまう場合がある。このようなときには、ループフィルタ115を介してNCO116に誤った制御信号が供給されてしまい、再生キャリアが大きく乱れてサイクルスリップを起こしてしまう。そこで、本実施形態では、リミッタ122を介在させて位相誤差信号が所定値よりも大きくならないように制限し、PLLループの安定化を図っている。
【0032】
(第4の実施形態)
図5は本発明の第4の実施形態として、第3の実施形態の位相検出からNCO制御信号生成までのキャリア再生処理をソフトウェアによって実現する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【0033】
まず、図4に示すロールオフフィルタ111、112のI1、Q1出力からシンボル系列の位相情報を検出し(S1)、BPSK変調されたフレーム同期信号を検出してフレームタイミング情報を得る(S2)。続いて、フレームタイミング情報を基に、TMCC部のキャリア位相誤差、バースト部のキャリア位相誤差を検出する(S3)。バースト部キャリア位相誤差については平均化する(S4)。
【0034】
次に、TMCC部のキャリア位相誤差を規定値と比較し(S5)、規定値を越えている間はこのキャリア位相誤差を積分してNCO116の制御信号を生成し、再生キャリアの周波数を制御する(S6)。規定値以下となった場合、キャリア位相誤差の平均値を積分してNCO116の制御信号を生成し、再生キャリアの位相を制御する(S7)。このとき、キャリア位相誤差を監視して、その平均値が規定値を越えないように制限し(S8)、さらにその平均値が許容値を超える場合には、ステップS5に移行してTMCC部キャリア周波数誤差の積分に切り換えるようにする(S9)。
【0035】
以上の処理手順により、ソフトウェアによるキャリア再生が可能となる。
【0036】
尚、以上述べた実施形態は、本発明をデジタルBS放送受信装置のキャリア再生回路に適用したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の多値変調方式で変調された主信号とこの主信号の多値変調の相数と同じかまたはそれより少ない相数の変調方式で変調された補助信号を時分割多重してなり、各フレーム先頭の複数の連続シンボルに補助信号を配置し、それに続いて主信号を配置し、さらに主信号中に一定間隔で分散して補助信号を配置してなるデジタル伝送信号を受信する場合のキャリア再生回路に適用可能である。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、分散配置された補助信号での疑似同期をなくして良好なキャリア再生を可能としたキャリア再生回路及びキャリア再生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係るキャリア再生回路を備えたデジタルBS放送受信装置の構成を示すブロック回路図。
【図2】 同実施形態におけるキャリア再生回路の動作を示す図。
【図3】 本発明の第2の実施形態に係るキャリア再生回路を備えたデジタルBS放送受信装置の構成を示すブロック回路図。
【図4】 本発明の第3の実施形態に係るキャリア再生回路を備えたデジタルBS放送受信装置の構成を示すブロック回路図。
【図5】 本発明の第4の実施形態として、第4の実施形態のキャリア再生処理をソフトウェアによって実現する場合の処理手順を示すフローチャート。
【図6】 デジタルBS放送の変調波構成を示す図。
【符号の説明】
101…入力端子、102、103…同期検波回路、104、105…低域フィルタ、106…90°移相器、107…局部発振器、108、109…A/Dコンバータ、110…複素乗算器、111、112…ロールオフフィルタ、113…位相検出器、115…ループフィルタ、116…数値制御発振器、117…データ変換回路、118…フレーム検出回路、119…TMCC部キャリア誤差検出回路、120…バースト部キャリア誤差検出回路、121…平均化回路、122…リミッタ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a carrier reproduction circuit that is used in, for example, a digital broadcast receiver and reproduces a carrier from a received signal.
[0002]
[Prior art]
As is well known, in digital transmission, multilevel quadrature modulation and multilevel phase modulation are advantageous in order to increase the transmission bit rate, but are not suitable for transmission at low C / N. As a method for achieving both a transmission bit rate and a low C / N characteristic, there is a method in which signals modulated by modulation schemes having different numbers of phases, such as 8PSK and BPSK, are time-division multiplexed and transmitted. In the case of the above example, this method decodes both symbols transmitted by 8PSK and BPSK modulation schemes at high C / N, and decodes only symbols transmitted by BPSK at low C / N. Thus, although it is lower than the transmission bit rate of high C / N, transmission symbols can be decoded even at low C / N. At this time, carrier recovery in the receiving apparatus is performed using a BPSK signal so that reception is possible even at low C / N.
[0003]
Recently, digital BS broadcasting has been put into practical use. In this broadcasting, the above-described method is adopted, and a transmission frame configuration as shown in FIG. 6 is standardized. In this transmission frame configuration, one of 8PSK, QPSK, and BPSK modulation schemes can be selected for the main signal, and the BPSK modulation scheme is used for auxiliary signals including frame synchronization signals, TMCC (Transmission Multiplex Control) signals, and synchronization acquisition burst signals. Is adopted so that both signals are time-division multiplexed.
[0004]
Here, the frame synchronization signal and the TMCC signal are arranged at the head of each frame of the transmission signal. The TMCC signal is 128 symbols, and the frame synchronization signal is arranged 32 symbols before and after the TMCC signal. Hereinafter, the period of the frame synchronization signal and the TMCC signal is referred to as a TMCC unit. The synchronization acquisition burst signal is arranged in units of 4 symbols at intervals of 203 symbols in the main signal modulation wave period excluding the TMCC signal portion. That is, there are (203 + 4) * 48 symbols of the main signal and the synchronization acquisition burst signal in one frame.
[0005]
When receiving a digital modulated wave with such a transmission frame configuration, in order to enable demodulation at a low C / N, a carrier using a frame synchronization signal, TMCC signal and synchronization acquisition burst signal that are always transmitted by BPSK. Playback is performed. However, when carrier recovery is performed with a synchronous control loop configuration using a frame synchronization signal transmitted through BPSK, a TMCC signal, and a synchronization acquisition burst signal, there are the following problems.
[0006]
That is, when there is a frequency error exceeding the acquisition range of the synchronization acquisition burst, the frequency acquisition operation is performed by the PLL in the frame synchronization signal and TMCC signal period, but the synchronization acquisition burst signal inserted between the main signals is synchronized. Pull-in causes pseudo synchronization, and carrier reproduction cannot be performed. Although it is possible to perform carrier reproduction while increasing the loop gain during the frame synchronization signal and TMCC signal period and causing pseudo-synchronization, there is a practical problem because the carrier becomes poorly stable.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, time-division multiplexing of a main signal modulated by an arbitrary multi-level modulation method and an auxiliary signal modulated by a modulation method having the same or less number of phases as the multi-level modulation of this main signal A digital transmission signal in which an auxiliary signal is arranged at a plurality of consecutive symbols at the head of each frame, followed by a main signal, and further distributed at regular intervals in the main signal. When performing carrier recovery using the auxiliary signal part during reception, there is a problem that frequency recovery cannot be performed in the auxiliary signal part of the main signal period, causing pseudo-synchronization, and carrier recovery cannot be performed. .
[0008]
It is an object of the present invention to provide a carrier reproduction circuit and a carrier reproduction method that can solve the above-described problems and can perform good carrier reproduction by eliminating pseudo-synchronization with auxiliary signals distributed in a distributed manner.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention can be applied to a main signal modulated by an arbitrary multi-level modulation scheme and a modulation scheme having a phase number equal to or less than the number of phases of the multi-level modulation of the main signal. The auxiliary signal is time-division multiplexed, and the auxiliary signal is arranged at a plurality of consecutive symbols at the head of each frame, followed by the main signal, and further distributed at regular intervals in the main signal. The digital modulated wave is input, and the digital modulated wave is frequency-converted using the reproduced carrier signal to detect the phase error of the frequency converted signal, and the phase of the reproduced carrier is reduced so that the phase error is reduced. In a carrier recovery circuit that performs carrier recovery by controlling the frequency and phase, a frame detection means for detecting the frame head of the digital modulation wave, and a frame detected by this means First phase error detection means for obtaining a first phase error of the reproduction carrier from auxiliary signals of a plurality of consecutive symbols at the head of the frame based on detection timing, and based on frame detection timing detected by the frame detection means And second phase error detection means for obtaining a second phase error of the reproduction carrier from auxiliary signals distributed in the main signal, and the first phase error detection means obtained by the first phase error detection means. The frequency of the reproduced carrier is drawn by the phase error, and the phase of the reproduced carrier is drawn by the second phase error obtained by the second phase error detecting means.
[0010]
As described above, in the present invention, by using only the auxiliary signals of a plurality of consecutive symbols at the head of the frame, the frequency acquisition is performed to suppress the occurrence of pseudo-synchronization, and the auxiliary signals distributed and arranged in the main signal at the time of phase acquisition are used. Thus, stable carrier reproduction can be performed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
(First embodiment)
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a configuration of a digital BS broadcast receiving apparatus including a carrier reproduction circuit according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a digital satellite broadcast wave reception signal supplied to an input terminal 101 is input to first and second synchronous detection circuits 102 and 103 and generated by a local oscillator 107 and a 90 ° phase shifter 106. Quadrature detection is performed by fixed carriers orthogonal to each other. The quadrature detection outputs from the synchronous detection circuits 102 and 103 are supplied to the A / D converters 108 and 109 as quasi-synchronous detection outputs I and Q after unnecessary harmonic components are removed by the low-pass filters 104 and 105, respectively. Converted to digital data. The subsequent block configuration shown in the figure is a carrier recovery circuit by digital processing.
[0013]
The quasi-synchronized detection signals digitized by the A / D converters 108 and 109 are supplied to the complex multiplier 110 and accurately synchronized. Thereafter, the waveform is shaped by roll-off filters (ROF) 111 and 112, the output of one roll-off filter 111 is output to I1, and the output of the other roll-off filter 112 is output to a demodulation circuit (not shown) as Q1.
[0014]
The outputs I1 and Q1 of the roll-off filters 111 and 112 are also supplied to the phase detector 113. The phase detector 113 detects phase information from the input signals I 1 and Q 1, and this phase information is supplied to the frame detection circuit 118, the TMCC part carrier error detection circuit 119 and the burst part carrier error detection circuit 120.
[0015]
First, the frame detection circuit 118 generates a frame timing signal by detecting a BPSK-modulated frame synchronization signal from the phase information of the transmitted symbol sequence. This frame timing signal is generated by the TMCC unit carrier error detection circuit 119 and the frame timing signal. It is supplied to the burst part carrier error detection circuit 120.
[0016]
Based on the frame timing signal, the TMCC part carrier error detection circuit 119 extracts the phase information of the TMCC part (frame synchronization signal and TMCC signal part) subjected to BPSK modulation from the output of the phase detector 113, and the carrier phase error during that period. The phase error information detected here is supplied to the loop filter 115.
[0017]
Also, the burst portion carrier error detection circuit 120 extracts the phase information of the BPSK modulated burst signal portion for synchronization acquisition from the output of the phase detector 113 based on the frame timing signal, and detects the carrier phase error in that period. Therefore, the phase error information detected here is supplied to the loop filter 115.
[0018]
The loop filter 115 integrates the phase error signal from the TMCC part carrier error detection circuit 119 and the phase error signal from the burst part carrier error detection circuit 120 to generate a frequency control signal. This frequency control signal Is supplied to a numerically controlled oscillator (NCO) 116.
[0019]
The numerically controlled oscillator 116 generates a reproduction carrier, and its frequency is controlled by a frequency control signal from the loop filter 115. The reproduced carrier signal obtained here is converted into a sine and cosine characteristic signal by the data conversion circuit 117, and then supplied to the complex multiplier 110 for synchronous detection.
[0020]
The loop for the complex multiplier 110 is a fully digital PLL, and the loop filter 115 includes a circuit having a complete integration system. In this case, the frequency pull-in range of the PLL is infinite in principle, and an ideal operation as a PLL can be expected. Since this technique is described in detail in the description of FIG. 5 in the column “Prior Art” of Japanese Patent Laid-Open No. 6-78009, the description thereof is omitted here.
[0021]
In the above configuration, the operation of the carrier recovery circuit portion which is a feature of the present invention will be described below.
[0022]
First, the output of the phase detection circuit 113 is supplied to the frame detection circuit 118, the TMCC part carrier error detection circuit 119, and the burst part carrier error detection circuit 120. From the frame synchronization timing detected by the frame detection circuit 118, the TMCC carrier error detection circuit 119 detects the carrier phase error during the period of the frame synchronization signal and the TMCC signal. This carrier phase error is converted into a frequency by the integration system of the loop filter 115, and operates as a PLL loop that pulls in the frequency of the carrier. When the reproduction carrier frequency error is sufficiently suppressed, the burst portion carrier error detection circuit 120 detects the carrier phase error in the synchronization acquisition burst signal period from the frame synchronization timing detected by the frame detection circuit 118. This carrier phase error is supplied to the loop filter 115 to perform phase synchronization by the PLL loop, thereby completing the carrier reproduction.
[0023]
FIG. 2 shows a loop control operation in the carrier recovery circuit, where (a) shows a frequency pull-in operation and (b) shows a phase pull-in operation. First, as shown in FIG. 2A, since the NCO 116 is controlled so that Δf becomes 0 during the period of the frame synchronization signal and the TMCC signal, the control is maintained in the main signal and the burst signal period for synchronization acquisition. As a result, frequency pull-in is also performed in the main signal and the burst signal period for acquisition of synchronization, and pseudo-synchronization is eliminated. After the frequency shift of the regenerative carrier is sufficiently suppressed, phase pull-in is performed using the synchronization acquisition burst signal as shown in FIG. 2B. Therefore, carrier reproduction is possible without pseudo-synchronization.
[0024]
Here, if the phase acquisition is performed only in the burst signal period for synchronization acquisition, the phase error detection period in the period of the frame synchronization signal and the TMCC signal becomes long, so the 4 symbols at the rear of this period are used for the phase acquisition control. To do. As a result, stable phase drawing can be performed. It is also possible to perform phase pull-in using all symbols in the frame synchronization signal and TMCC signal period.
[0025]
Therefore, according to the carrier recovery circuit having the above-described configuration, it is possible to perform good carrier recovery by eliminating the pseudo-synchronization in the synchronization acquisition burst signals that are distributed.
[0026]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block circuit diagram showing a configuration of a digital BS broadcast receiving apparatus provided with a carrier reproduction circuit according to the second embodiment of the present invention. However, in FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping with the first embodiment is omitted here.
[0027]
In FIG. 3, the error signal detected by the burst part carrier error detection circuit 120 is supplied to the averaging circuit 121. The averaging circuit 121 calculates the average of the error signals of 4 symbols detected during the synchronization supplement burst signal period, and the calculation result is supplied to the loop filter 115.
[0028]
That is, at low C / N, the phase jitter increases because the phase error signal varies greatly. Therefore, in this embodiment, in order to improve the performance at low C / N, the average of the error signals of 4 symbols detected by the averaging circuit 121 during the synchronization supplement burst signal period is obtained, and the phase synchronization is performed by the average value. Like to do. As a result, it is possible to prevent loss of phase synchronization due to phase jitter at low C / N.
[0029]
Note that noise removal processing such as LPF is also effective in place of the averaging circuit.
[0030]
(Third embodiment)
FIG. 4 is a block circuit diagram showing a configuration of a digital BS broadcast receiving apparatus provided with a carrier reproduction circuit according to the third embodiment of the present invention. However, in FIG. 4, the same parts as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping with the first and second embodiments is omitted here.
[0031]
The carrier recovery circuit shown in FIG. 4 is obtained by inserting a limiter 122 after the averaging circuit 121 of the second embodiment. Since the averaging circuit 121 has only four symbols for averaging, there may be a case where a phase error greatly different from the original phase error is detected at low C / N. In such a case, an incorrect control signal is supplied to the NCO 116 via the loop filter 115, and the regenerative carrier is greatly disturbed to cause a cycle slip. Therefore, in this embodiment, the limiter 122 is interposed to limit the phase error signal so as not to become larger than a predetermined value, thereby stabilizing the PLL loop.
[0032]
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure when the carrier reproduction processing from phase detection to NCO control signal generation according to the third embodiment is realized by software as the fourth embodiment of the present invention.
[0033]
First, symbol sequence phase information is detected from the I1 and Q1 outputs of the roll-off filters 111 and 112 shown in FIG. 4 (S1), and a BPSK-modulated frame synchronization signal is detected to obtain frame timing information (S2). Subsequently, based on the frame timing information, the carrier phase error of the TMCC part and the carrier phase error of the burst part are detected (S3). The burst portion carrier phase error is averaged (S4).
[0034]
Next, the carrier phase error of the TMCC part is compared with a specified value (S5), and while the specified value is exceeded, this carrier phase error is integrated to generate a control signal for the NCO 116, and the frequency of the reproduced carrier is controlled. (S6). When the value is below the specified value, the average value of the carrier phase error is integrated to generate a control signal for the NCO 116, and the phase of the reproduced carrier is controlled (S7). At this time, the carrier phase error is monitored and the average value is limited so as not to exceed the specified value (S8). If the average value exceeds the allowable value, the process proceeds to step S5, where the TMCC part carrier Switching to frequency error integration is performed (S9).
[0035]
With the above processing procedure, the carrier reproduction by software becomes possible.
[0036]
In the embodiment described above, the present invention is applied to a carrier reproduction circuit of a digital BS broadcast receiving apparatus. However, the present invention is not limited to this and is modulated by an arbitrary multilevel modulation system. The main signal and the auxiliary signal modulated by the modulation method of the number of phases equal to or less than the number of phases of the multilevel modulation of this main signal are time-division multiplexed, and are supplemented to a plurality of continuous symbols at the head of each frame. The present invention can be applied to a carrier recovery circuit in the case of receiving a digital transmission signal in which a signal is arranged, followed by a main signal, and further distributed in the main signal at regular intervals and an auxiliary signal is arranged.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a carrier reproduction circuit and a carrier reproduction method that enable good carrier reproduction by eliminating pseudo-synchronization with auxiliary signals arranged in a distributed manner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a configuration of a digital BS broadcast receiving apparatus provided with a carrier reproduction circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing the operation of the carrier reproducing circuit in the same embodiment.
FIG. 3 is a block circuit diagram showing a configuration of a digital BS broadcast receiving apparatus provided with a carrier reproduction circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block circuit diagram showing a configuration of a digital BS broadcast receiving apparatus provided with a carrier reproduction circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure when the carrier reproduction processing of the fourth embodiment is realized by software as the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a modulated wave configuration of digital BS broadcasting.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Input terminal, 102, 103 ... Synchronous detection circuit, 104, 105 ... Low pass filter, 106 ... 90 degree phase shifter, 107 ... Local oscillator, 108, 109 ... A / D converter, 110 ... Complex multiplier, 111 , 112 ... Roll-off filter, 113 ... Phase detector, 115 ... Loop filter, 116 ... Numerically controlled oscillator, 117 ... Data conversion circuit, 118 ... Frame detection circuit, 119 ... TMCC part carrier error detection circuit, 120 ... Burst part carrier Error detection circuit, 121... Averaging circuit, 122.

Claims (6)

任意の多値変調方式で変調された主信号とこの主信号の多値変調の相数と同じかまたはそれより少ない相数の変調方式で変調された補助信号を時分割多重してなり、各フレーム先頭の複数の連続シンボルに補助信号を配置し、それに続いて主信号を配置し、さらに主信号中に一定間隔で分散して補助信号を配置してなるデジタル変調波を入力し、このデジタル変調波を再生キャリア信号を用いて周波数変換することにより生成された周波数変換信号の位相誤差を検出し、位相誤差が減少するように前記再生キャリアの周波数及び位相を制御することによりキャリア再生を行うキャリア再生回路において、
前記デジタル変調波のフレーム先頭を検出するフレーム検出手段と、
この手段で検出されたフレーム検出タイミングに基づいて前記フレーム先頭の複数の連続シンボルの補助信号から前記再生キャリアの第1の位相誤差を求める第1の位相誤差検出手段と、
前記フレーム検出手段で検出されたフレーム検出タイミングに基づいて前記主信号中に分散配置された補助信号から前記再生キャリアの第2の位相誤差を求める第2の位相誤差検出手段とを具備し、
前記第1の位相誤差検出手段で求めた第1の位相誤差により再生キャリアの周波数引き込みを行い、前記第2の位相誤差検出手段で求めた第2の位相誤差により再生キャリアの位相引き込みを行うようにしたことを特徴とするキャリア再生回路。
A main signal modulated with an arbitrary multi-level modulation method and an auxiliary signal modulated with a modulation method with the same or less number of phases as the multi-level modulation of this main signal are time-division multiplexed, An auxiliary signal is arranged in a plurality of consecutive symbols at the head of the frame, followed by a main signal, and a digital modulated wave in which the auxiliary signal is arranged dispersed at regular intervals in the main signal is input, and this digital The carrier wave is reproduced by detecting the phase error of the frequency conversion signal generated by frequency-converting the modulated wave using the reproduction carrier signal and controlling the frequency and phase of the reproduction carrier so that the phase error is reduced. In the carrier regeneration circuit,
Frame detection means for detecting a frame head of the digital modulation wave;
First phase error detection means for obtaining a first phase error of the reproduction carrier from auxiliary signals of a plurality of consecutive symbols at the head of the frame based on the frame detection timing detected by the means;
Second phase error detection means for obtaining a second phase error of the reproduction carrier from auxiliary signals distributed in the main signal based on the frame detection timing detected by the frame detection means;
The reproduction carrier frequency is drawn by the first phase error obtained by the first phase error detection means, and the reproduction carrier phase is drawn by the second phase error obtained by the second phase error detection means. A carrier reproduction circuit characterized by that.
前記第2の位相誤差検出手段は、前記位相誤差を平均化して出力する平均化手段を備えることを特徴とする請求項1記載のキャリア再生回路。2. The carrier reproduction circuit according to claim 1, wherein the second phase error detection means includes averaging means for averaging and outputting the phase error. 前記第2の位相誤差検出手段は、前記位相誤差を平滑化して出力する平滑化手段を備えることを特徴とする請求項1記載のキャリア再生回路。2. The carrier reproduction circuit according to claim 1, wherein the second phase error detection means includes smoothing means for smoothing and outputting the phase error. 前記第2の位相誤差検出手段は、前記位相誤差をレベル制限して出力する出力制限手段を備えることを特徴とする請求項1、2、3のいずれか記載のキャリア再生回路。4. The carrier recovery circuit according to claim 1, wherein the second phase error detecting means includes output limiting means for limiting the level of the phase error and outputting it. 前記フレーム先頭の複数の連続シンボルに配置される補助信号はフレーム同期信号及び伝送多重制御信号であり、前記主信号中に一定間隔で分散して配置される補助信号は同期捕捉用バースト信号であることを特徴とする請求項1記載のキャリア再生回路。The auxiliary signals arranged in a plurality of consecutive symbols at the head of the frame are a frame synchronization signal and a transmission multiplex control signal, and the auxiliary signals distributed at regular intervals in the main signal are burst signals for synchronization acquisition. 2. A carrier reproducing circuit according to claim 1, wherein: 任意の多値変調方式で変調された主信号とこの主信号の多値変調の相数と同じかまたはそれより少ない相数の変調方式で変調された補助信号を時分割多重してなり、各フレーム先頭の複数の連続シンボルに補助信号を配置し、それに続いて主信号を配置し、さらに主信号中に一定間隔で分散して補助信号を配置してなるデジタル変調波を入力し、このデジタル変調波を再生キャリア信号を用いて周波数変換することにより生成された周波数変換信号の位相誤差を検出し、位相誤差が減少するように前記再生キャリアの周波数及び位相を制御することによりキャリア再生を行うキャリア再生方法において、
前記デジタル変調波のフレーム先頭を検出するフレーム検出手順と、
この手順で検出されたフレーム検出タイミングに基づいて前記フレーム先頭の複数の連続シンボルの補助信号から前記再生キャリアの第1の位相誤差を求めると共に前記主信号中に分散配置された補助信号から前記再生キャリアの第2の位相誤差を求める位相誤差検出手順と、
この手順で求めた第1の位相誤差により前記再生キャリアの周波数引き込みを行う周波数引き込み手順と、
この手順による周波数引き込み後、前記位相誤差検出手順で検出された第2の位相誤差により前記再生キャリアの位相引き込みを行う位相引き込み手順とを具備することを特徴とするキャリア再生方法。
A main signal modulated with an arbitrary multi-level modulation method and an auxiliary signal modulated with a modulation method with the same or less number of phases as the multi-level modulation of this main signal are time-division multiplexed, An auxiliary signal is arranged in a plurality of consecutive symbols at the head of the frame, followed by a main signal, and a digital modulated wave in which the auxiliary signal is arranged dispersed at regular intervals in the main signal is input, and this digital The carrier wave is reproduced by detecting the phase error of the frequency conversion signal generated by frequency-converting the modulated wave using the reproduction carrier signal and controlling the frequency and phase of the reproduction carrier so that the phase error is reduced. In the carrier regeneration method,
A frame detection procedure for detecting a frame head of the digital modulation wave;
Based on the frame detection timing detected in this procedure, the first phase error of the reproduction carrier is obtained from the auxiliary signals of a plurality of consecutive symbols at the head of the frame, and the reproduction is performed from auxiliary signals distributed in the main signal. A phase error detection procedure for determining a second phase error of the carrier;
A frequency pull-in procedure for pulling in the frequency of the reproduction carrier by the first phase error obtained in this procedure;
And a phase pull-in procedure for performing phase pull-in of the reproduced carrier by the second phase error detected by the phase error detection procedure after the frequency pull-in by this procedure.
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