JP3948907B2 - Phase detector - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、8値(8相)PSK信号を復調するために用いられる同期検波用の基準搬送波を受信信号から検出する位相検出装置に関し、特に、回路構成が容易なQPSK復調器用の4相位相比較器から出力される搬送波位相値と、受信信号の位相平面上における信号点の位置とから、搬送波位相値を変換して8相PSK信号に対応できるようにした搬送波位相検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のデジタル情報の通信や放送、あるいは、位置測定システム等には、基準搬送波に信号を載せる変調方式として、位相を偏移させる位相偏移変調(Phase Shift Keying:PSK)方式が用いられている。PSK方式には、2位相を偏移させるBPSK(Binary PSK)方式、4相を偏移させるQPSK(Quadrature PSK)方式、8相を偏移させる8相PSK方式、および、16相を偏移させる16PSK方式等が有る。
【0003】
PSK方式で位相数を多くすると、一度に送る情報量を増やせる反面、信号間の位相差が小さくなるので、受信側では信号を判別しづらくなる。従って、通信に利用する位相数を2相から4相、あるいは、4相から8相等に増加させた場合には、無線のサービスエリアが同等であるように設定する場合、送信側の出力を増加させたり、受信機の能力を向上させる必要がある。言い換えれば、位相数を増加させて信号伝送速度を向上させた場合には、耐雑音特性等は劣化する。
【0004】
このため、通信用途に応じて、例えば、大画面の高画質ディスプレイを有する装置に大量のデータを即時に送信したい場合には、伝送品質は低くても高速に信号伝送が可能なQPSK方式等が用い、小型形態端末等のように小さなディスプレイを有する装置には、通信に用いられるデータ量が少ないので、信号伝送速度は遅くとも伝送品質が高いBPSK方式等が用いれば良い。
【0005】
また、一般的に位相偏移変調方式の受信信号を復調する際には、受信信号を同期させた基準搬送波と掛け合わせてから、低域通過フィルタで高調波ベースバンド信号を取り出している。また、PSK方式では、受信信号と同期した基準搬送波を受信信号から再生する搬送波再生回路を有している。基準搬送波の再生方法としては、周波数逓倍方式、コスタスループ方式等が知られている。
【0006】
周波数逓倍方式は、変調されている受信信号をN逓倍(Nは2以上の整数位相数)することにより逓倍された変調信号の各位相を一致させ、その信号からN倍の基準搬送波周波数の近傍成分(位相が変化しない正弦波)のみを狭帯域フィルタを用いて抽出し、さらにそのN倍の正弦波成分を1/Nの分周回路で分周することにより基準搬送波を得ている。
【0007】
一方、コスタスループ方式は、周波数逓倍方式で実施するN逓倍および1/N分周について、ベースバンド帯域における加減算および乗算により等価的に実施する方式である。コスタスループ回路は、比較的簡単な回路構成であり、精度良く搬送波を再生できるため、BPSK信号やQPSK信号の復調回路に使用されている。
【0008】
ところで、コスタスループ方式は、上記したように比較的簡単な回路構成であり、精度良く搬送波を再生できるため、2相と4相のPSK方式では数多く使用される。しかし、コスタスループ方式は、8相のPSK方式では信号間の位相差が小さくなり、受信側で信号を判別できなくなるために使用されておらず、一般的に周波数逓倍方式が用いられていた。すなわち、8相PSK方式の受信信号の搬送波再生においては、受信波を8乗則回路など非線形回路を使用して搬送波を再生していた。
【0009】
図15は、周波数逓倍方式により位相偏移変調方式の受信信号を復調して再生搬送波を得る場合の構成ブロック図であり、例えば、「次世代ディジタル変復調技術 笹瀬巌監修 トリケップス」のP24-P25「周波数逓倍方式による搬送波再生」に示されている。
【0010】
図15において、200は周波数逓倍方式による従来の位相検出装置であり、19は受信信号から再生された搬送波を利用して同相信号Iと直交信号Qを復調信号DMとして出力する直交検波器であり、20は再生された基準搬送波からその搬送波と直交する(90°回転させた)直交信号を生成する位相変換回路である。
【0011】
また、位相検出装置200において、16は受信信号をN逓倍するN逓倍器(8相PSKの場合は8逓倍器)であり、17は搬送波のN逓倍の周波数帯域のみを通過させる帯域通過フィルタであり、18はN逓倍された受信信号をN分周して再生された基準搬送波を出力するN分周器(8相PSKの場合は8分周器)である。
【0012】
次に、図15に示した従来の8相PSK信号の搬送波再生装置における再生搬送波を得るための動作について説明する。
8相PSK方式の受信信号(変調信号)は、N逓倍器16によって8逓倍(8相PSKの場合)されることにより、変調信号の位相が一致する。この位相が一致した8逓倍された受信信号は、帯域通過フィルタ17を通過することにより、8逓倍された周波数成分だけ、すなわち、搬送波周波数の8倍の周波数の近傍成分のみが取り出される。この搬送波周波数の8倍の周波数成分は、位相が変化しない正弦波となる。
【0013】
次に、この8倍の周波数成分は、8分周器を通過させることにより1/8の周波数になり、基準搬送波の周波数になる。従って、図15の8相PSK搬送波再生装置により、8相PSK方式の受信信号(変調信号)における8つの位相状態が0に揃えられて縮退し、無変調の正弦波が得られることになる。この無変調の正弦波が再生された基準搬送波となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の8相PSK信号の搬送波再生装置は、8逓倍器、帯域通過フィルタ、及び、8分周器を用いているため、搬送波再生装置としての回路規模が大きくなるという問題がある。
【0015】
また、従来の8相PSK信号の搬送波再生装置は、受信波を8逓倍及び8分周することにより基準となる搬送波を得るため、受信波中にノイズ成分、あるいは、フェージング等の影響による変動成分が含まれる場合には、帯域通過フィルタで抑圧できなかったそれらのノイズ成分や変動成分がそのまま基準となる搬送波に残り、精度の良い基準搬送波が得られないという問題がある。
【0016】
さらに従来の8相PSK信号の搬送波再生装置は、安定位相点が8つあることから、安定位相点が4つであるQPSK信号に比べ、受信回線品質が悪い(低C/N:信号電力対雑音電力比)時に、再生搬送波の位相が間違った位相に引き込まれる位相スリップを起こしやすい、すなわち、動作安定性が悪いと言う問題がある。
【0017】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、比較的簡潔な回路構成を用いて、基準搬送波の精度が良くかつ安定に動作する8相PSK搬送波位相検出装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載した本発明の位相検出装置は、8相変調(8相PSK:Phase Shift Keying)方式で位相変調されたデジタル信号を同期検波して復調する際に用いられる基準搬送波を再生するための位相検出装置であって、受信信号の同相信号および直交信号から4相変調方式用の基準搬送波を仮位相値として出力する4相位相比較器と、送受信に用いられた8相変調方式における理想信号点の絶対値を仮位相値に加算した値を演算し、かつ、仮位相値から絶対値を減算した値も演算すると共に、位相平面における反時計回り方向を正方向と設定して仮位相値から極性を判別し、該極性が正の場合には加算した値を出力し、極性が負の場合には減算した値を変換位相値として出力する仮位相値変換回路と、4相位相比較器に入力する同相信号および直交信号、または、該4相位相比較器から出力される仮位相値に基づいて、位相平面上における受信信号点の存在領域を判別し、該存在領域を示す領域信号を出力する位相領域判別回路と、該領域信号に基づいて仮位相値と変換位相値とを切り替えて出力する選択回路とを有することを特徴とする。
【0019】
また、請求項2の本発明は、請求項1に記載の位相検出装置において、位相領域判別回路は、8相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を2等分割する角度毎に領域を判別することを特徴とする。
【0020】
また、請求項3の本発明は、請求項2に記載の位相検出装置において、選択回路は、位相領域判別回路により判別された領域信号が、4相変調方式と8相変調方式に共通の理想信号点に近い方の領域であることを示す信号である場合は仮位相値を選択し、8相変調方式のみの理想信号点に近い方の領域であることを示す信号である場合は変換位相値を選択することを特徴とする。
【0021】
また、請求項4の本発明は、請求項2に記載の位相検出装置において、選択回路は、位相領域判別回路により判別された領域信号が、4相変調方式の位相制御方向の極性と8相変調方式の位相制御方向の極性が同じになることを示す場合には仮位相値を選択し、4相変調方式の位相制御方向の極性と8相変調方式の位相制御方向の極性が逆方向になることを示す場合には変換位相値を選択することを特徴とする。
【0022】
また、請求項5の本発明は、請求項1〜4の何れかに記載の位相検出装置において、位相領域判別回路は、4相位相比較器から出力される仮位相値を所定値と比較する比較回路を有し、該回路の比較結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする。
【0023】
また、請求項6の本発明は、請求項1〜4の何れかに記載の位相検出装置において、位相領域判別回路は、4相位相比較器に入力する同相信号および直交信号の値の比を求める除算回路を有し、該回路の除算結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする。
【0024】
また、請求項7の本発明は、請求項1〜4の何れかに記載の位相検出装置において、位相領域判別回路は、4相位相比較器に入力する同相信号および直交信号のアークタンジェントの値を求める信号点角度判別回路を有し、該回路の演算結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする。
【0025】
また、請求項8に記載した本発明の位相検出装置は、8相変調方式で位相変調されたデジタル信号を同期検波して復調する際に用いられる基準搬送波を再生するための位相検出装置であって、受信信号の同相信号および直交信号から位相平面上における受信信号点の存在領域を判別し、受信信号点の存在領域を示す領域信号を出力する位相領域判別回路と、領域信号に基づいて領域毎に異なる固定角度のサイン波およびコサイン波を発生させる数値制御発振器と、同相信号および直交信号に対する固定角度のサイン波の積と、同相信号および直交信号に対する固定角度のコサイン波の積とを、位相が直交する積同士を加算させることにより、同相信号および直交信号に位相回転を与えて出力する複素乗算器と、複素乗算器から出力される位相回転が与えられた同相信号および直交信号に対して、4相変調方式の搬送波用の位相値を出力する4相位相比較器とを有することを特徴とする。
【0026】
また、請求項9の本発明は、請求項8に記載の位相検出装置において、位相領域判別回路は、8相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を2等分割する角度毎に受信信号の領域を判別することを特徴とする。
【0027】
また、請求項10の本発明は、請求項9に記載の位相検出装置において、位相領域判別回路は、受信信号の領域を、8相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を2等分割する角度毎に加え、4相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を2等分割する角度毎にも判別し、複素乗算器は、位相領域判別回路により検出された領域信号に最も近い8相変調方式の理想信号点が、該8相方式の理想信号点と最も近い4相方式の理想信号点と重なるように、同相信号および直交信号に対して位相回転を与えることを特徴とする。
【0028】
また、請求項11の本発明は、請求項9に記載の位相検出装置において、位相領域判別回路は、位相平面の反時計回り方向を正方向と設定して、4相変調方式の受信信号の領域毎に位相制御方向の極性を判別し、複素乗算器は、該極性が正の場合には、該領域内の8相変調方式の理想信号点が、該8相方式の理想信号点と最も近い4相方式の理想信号点と重なるように、同相信号および直交信号に対して位相回転を与えることを特徴とする。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して、本発明を具体的に説明する。
【0030】
実施の形態1.
図1は、本発明の説明のために位相平面上に4相と8相の理想信号点を示した図であり、8相の理想信号点が、1個置きに4相の理想信号点と重なることから、4相と8相に共通の理想信号点B、D、F、Hと、8相のみの理想信号点A、C、E、Gが交互に隣り合うように示されている。位相平面上で、理想信号点AとEを結ぶ線がI軸であり、理想信号点CとGを結ぶ線がQ軸となる。
【0031】
また、図1において、I軸とQ軸は直交する座標軸であり、I軸とQ軸が共に正である領域が第1象限、I軸が負でQ軸が正である領域が第2象限、I軸とQ軸が共に負である領域が第3象限、I軸が正でQ軸が負である領域が第4象限となる。4相と8相に共通の理想信号点Bは、I軸に対して45°に配置され、理想信号点Dは、I軸に対して135°に配置され、理想信号点Hは、I軸に対して−45°に配置され、理想信号点Fは、I軸に対して−135°に配置される。
【0032】
また、図1のIQ直交座標では、任意の受信信号である信号点OP(図示せず)の角度をθとすると、信号点OPの座標位置は、角度θとsin関数およびcos関数を用いて(cosθ、sinθ)と表すことができる。
【0033】
第1象限における4相変調の受信信号は、位相制御されて理想信号点Bに引き込まれ、第2象限における4相変調の受信信号は、位相制御されて理想信号点Dに引き込まれ、第3象限における4相変調の受信信号は、位相制御されて理想信号点Fに引き込まれ、第4象限における4相変調の受信信号は、位相制御されて理想信号点 Hに引き込まれる。
【0034】
位相制御は、第1象限および第3象限ではI−Qの演算により位相値(あるいは位相誤差)が出力され、第2象限および第4象限ではQ−Iの演算により位相値が出力される。
【0035】
但し、第1象限内でも、I軸を基準として45°までの受信信号は、反時計回りを正方向と設定した場合の正方向に位相制御されて理想信号点Bに引き込まれるが、I軸を基準として45°からQ軸までの受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点 Bに引き込まれることになる。同様にして、第2象限内では、Q軸を基準として45°までの受信信号は、正方向に位相制御されて理想信号点Dに引き込まれるが、Q軸を基準として45°からI軸までの受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点Dに引き込まれる。
【0036】
第4象限内では、I軸を基準として−45°までの受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点Hに引き込まれるが、I軸を基準として−45°からQ軸までの受信信号は、正方向に位相制御されて理想信号点Hに引き込まれ、第3象限内では、I 軸からQ軸を基準として135°までの受信信号は、正方向に位相制御されて理想信号点Fに引き込まれるが、Q軸を基準として135°からQ軸までの受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点Fに引き込まれる。
【0037】
上記のように、4相の場合には、90°毎に理想信号点が変わり、45°毎にその理想信号点に引き込まれる方向(位相制御される極性)が異なっているが、8相の場合には、45°毎に理想信号点が変わり、22.5°毎にその理想信号点に引き込まれる方向が異なることになる。
【0038】
図1では、8相変調の受信信号を各22.5°毎に分類するために、I軸に対して22.5°毎の領域を設けた。第1象限には、領域a1、b1、c1、d1の4個の領域が設けられている。同様にして、第2象限には、領域a2、b2、c2、d2の4個の領域が設けられ、第3象限には、領域a3、b3、c3、d3の4個の領域が設けられ、第4象限には、領域a4、b4、c4、d4の4個の領域が設けられている。
【0039】
例えば、第1象限では、領域a1の受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点Aに引き込まれ、領域b1の受信信号は、正方向に位相制御されて理想信号点Bに引き込まれ、領域c1の受信信号は、負方向に位相制御されて理想信号点Bに引き込まれ、領域d1の受信信号は、正方向に位相制御されて理想信号点Cに引き込まれる。
【0040】
以上から、第1象限における8相変調の受信信号については、領域b1およびc1の受信信号は、4相変調の受信信号と同様な位相制御を用いて理想信号点に引き込むことができることがわかるが、領域a1およびd1の受信信号については、4相変調の受信信号と逆方向(逆極性)の位相制御を用いて理想信号点に引き込むための手段が必要になる。
【0041】
図2は、本発明の実施の形態1の8相PSK位相検出装置の構成を示すブロック図である。また、図3は、図2の8相PSK位相検出装置で検出される位相値の一例をIQ直交座標軸上に示した図であり、図4は、IQ直交座標軸の第1象限における様々な位相値の例を示した図である。
【0042】
図2において、1は受信信号から再生された搬送波のコサイン波及びサイン波を利用して同相信号Iと直交信号Qを復調信号DMとして出力する直交検波器であり、2は変形コスタス回路により構成されて受信信号が4相の場合(QPSK)の位相値を出力する4相位相比較器であり、本実施の形態ではその位相値を仮位相値TPVとして出力する。3は仮位相値TPVから8相の受信信号の位相領域を判別する第1位相領域判別回路であり、5は仮位相値TPVの制御方向(極性)を逆に変換した変換位相値CTPVにして出力する仮位相値変換回路であり、6は仮位相値TPVと変換位相値CTPVとから第1位相領域判別回路3の出力により一方を選択して位相値PVとして出力する第1選択回路であり、7は位相値PVから雑音を除去するループフィルタであり、8は位相値PVに基づいて搬送波のコサイン波及びサイン波を生成する数値制御発振器(NCO)である。また、本実施の形態の位相検出装置101は、4相位相比較器2、第1位相領域判別回路3、仮位相値変換回路5、第1選択回路6により構成される。
【0043】
4相位相比較器2は、さらに、同相信号Iの極性を判別する第1極性判別回路21と、直交信号Qの極性を判別する第2極性判別回路22と、直交信号Qに第1極性判別回路21による極性判別結果を乗算して出力する第1乗算器23と、同相信号Iに第2極性判別回路22による極性判別結果を乗算して出力する第2乗算器24と、第2乗算器24の乗算結果から第1乗算器23の乗算結果を減算して出力する第1減算器25とから構成される。
【0044】
第1位相領域判別回路3は、さらに、4相位相比較器2から出力された仮位相値TPVの絶対値をとる絶対値算出回路51と、仮位相値TPVの絶対値と比較される第1固定値F1を格納する第1固定値記憶部52と、仮位相値TPVの絶対値と第1固定値F1とを比較して比較結果を制御信号(2値)として第1選択回路6に出力する比較回路53とから構成される。なお、第1固定値F1は、例えば、IQ直交座標の各理想信号点の半径をRとした時に、R・cos22.5°−R・sin22.5°で表すことができる。
【0045】
仮位相値変換回路5は、さらに、仮位相値TPVの極性を判別する第3極性判別回路31と、仮位相値TPVに加算あるいは減算される第2固定値F2を格納する第2固定値記憶部32と、仮位相値TPVに第2固定値F2を加算して変換位相値CTPVの候補として出力する第1加算器33と、仮位相値TPVから第2固定値F2を減算して変換位相値CTPVの候補として出力する第2減算器34と、第3極性判別回路31の出力により第1加算器33の出力と第2減算器34の出力とから選択して変換位相値CTPVを出力する第2選択回路35とから構成される。
【0046】
上述のように構成された実施の形態1の8相PSK位相検出装置の動作について以下に説明する。
8相PSK受信信号の同相信号(I信号)と直交信号(Q信号)が直交検波器1から4相位相比較器2に入力されると、4相位相比較器2では、各々の信号に対してその信号と異なる側の信号の極性を乗算し、一方の乗算結果から他方の乗算結果を減算することにより、4相のQPSK方式で用いられる信号点の配置を基準とした位相値に比例する値を算出し、その値を仮位相値TPVとして出力する。
【0047】
ここで、4相のQPSK方式の信号点の配置および位相制御範囲と、本実施の形態1で用いられる8相PSK方式の信号点の配置および位相制御範囲について実例を用いて説明する。
【0048】
図3に示したように、受信信号がIQ直交座標軸上に(I≒0.87、Q=0.5)で示される第1象限の信号点Tである場合には、仮位相値TPVの位相制御方向(極性)は(+)であり、位相領域はb1になる。仮位相値TPVは、4相位相比較器2の出力であるので、{I×(Qの極性)−Q×(Iの極性)}を演算することにより得ることができる。また、IとQの極性は、正(+)のときが「1」であり、負(−)のときが「−1」とする。従って、変形コスタス回路からなる4相位相比較器2の出力(仮位相値TPV)は、IQ直交座標では、以下の演算により求めることができる。
【0049】
TPVが第1象限:TPV=I×(1)−Q×(1)=I−Q
TPVが第2象限:TPV=−I×(1)−Q×(−1)=Q−I
TPVが第3象限:TPV=−I×(−1)−(−Q)×(−1)=I−Q
TPVが第4象限:TPV=I×(−1)−(−Q)×(1)=Q−I
【0050】
図3の場合には、信号点Tは第1象限であるので、仮位相値TPV=0.87×1−0.5×1=0.37となる。
また、受信信号がIQ直交座標軸上に(I≒0.87、Q=−0.5)で示される第4象限の信号点Uである場合には、仮位相値TPVの位相制御方向(極性)は(−)であり、位相領域はc4になる。この場合には、信号点Uの仮位相値TPV=0.87×(−1)−(−0.5)×1=−0.37となる。
【0051】
本実施の形態では、上記の仮位相値TPVの値に基づいて第1位相領域判別回路で信号点の属する位相領域を判別し、4相のQPSK方式の位相制御がそのまま使える領域であるか、4相のQPSK方式の位相制御と逆方向の制御が必要である領域であるかを判別する。
【0052】
また、仮位相値変換回路5では、4相のQPSK方式の位相制御と逆方向の制御が必要である場合に用いる変換位相値を生成しており、例えば、第1象限における領域a1とd1の信号点は、4相のQPSK方式の位相制御と逆方向の制御が必要である点では同様であるが、元の4相のQPSK方式の位相制御が逆方向になる。従って、変換位相値CTPVについても逆方向を得る必要があり、仮位相値TPVにIQ直交座標軸における理想信号点の半径Rを加算した変換位相値CTPVと、仮位相値TPVから理想信号点の半径Rを減算した変換位相値CTPVとから、仮位相値TPVから信号点の極性を判別することにより選択して用いる。
【0053】
図4は、4相のQPSK方式と8相PSK方式の信号点の配置および位相制御範囲についての図3と異なる例を示した図である。なお、図中では第1〜第4の各象限を代表して第1象限のみについて図示する。
【0054】
図4中で、QA1とQA2で示された矢印の範囲がQPSK方式で用いられる信号点Bの配置を基準とした位相制御範囲であり、本実施の形態1では、仮位相値TPVの範囲となる。
【0055】
同相信号Iと直交信号Qから4相位相比較器2で検出される仮位相値TPVは、直交座標軸であるI軸、あるいは、Q軸に近いほど値が大きくなる値であり、B点においては零となる。
【0056】
ここで、8相PSK方式では、信号点がB点の他にI軸上のA点とQ軸上のC点に配置されることから、仮位相値TPVの中で値の大きい方については、A点またはC点に位相制御する必要がある。
本実施の形態では、仮位相値TPVは、比較回路53によって第1固定値F1と比較され、受信信号から検出された仮位相値TPVの直交座標上の点が、図4の領域a1に存在するか、d1に存在するか、あるいは、領域b1またはc1に存在するかが判別される。
【0057】
一方、仮位相値変換回路5は、第3極性判別回路31により仮位相値TPVの極性を判別し、図4で反時計回りを正として、極性が正である場合には仮位相値TPVから第2固定値F2を減算し、極性が負である場合には仮位相値TPVに第2固定値F2を加算する。つまり、極性が正となる仮位相値TPVについては、A点で値が零になるように第2固定値F2を減算し、極性が負となる仮位相値TPVについては、C点で値が零になるように第2固定値F2を加算する。
【0058】
これらの減算結果あるいは加算結果は、第3極性判別回路31の判別結果を制御信号として第2選択回路35で選択されて仮位相値変換回路5から出力される。なお、この減算結果あるいは加算結果は、位相値としてそのまま出力されるわけではなく、後述する第1選択回路6により、極性が正となる仮位相値TPVのうちで図4の領域a1と領域d1の場合のみが選択されて出力される。
【0059】
第1選択回路6では、比較回路53の比較結果を制御信号(2値)として、仮位相値TPVと仮位相値変換回路5の出力とから選択した結果を出力する。仮位相値TPVが図4の領域a1および領域d1に存在する場合には、仮位相値変換回路5の出力を選択し、図4の領域b1および領域c1に存在する場合には、仮位相値TPVが選択される。
【0060】
このように演算することによって、例えば、図4に示したように受信信号の信号点Pあるいは信号点Sが領域a1あるいはd1に存在する場合の仮位相値TPVは、A点あるいはC点を基準とした8相PSK方式の信号点配置に対応した位相値PVに変換され、図4に示したように受信信号の信号点Qあるいは信号点Rが領域b1あるいはc1に存在する場合の仮位相値TPVは、8相PSK方式とQPSK方式に共通のB点を基準とした信号点配置に対応するので仮位相値TPVを変換する必要はなくなる。従って、第1選択回路6は、比較回路53の制御信号により仮位相値TPVをそのまま位相値PVとして出力する。また、領域a1、d1に受信信号の信号点が存在する場合は、第1選択回路6は、仮位相値変換回路5の出力である変換位相値CTPVを選択して出力する。
【0061】
具体的には、図4でa1〜d1が各々22.5°であり、sa1〜sd2が各々11.25°とした場合、4相位相比較器2から出力される各信号点の仮位相値TPVの値(I−Q)は、以下のようになる。
【0062】
信号点Aの(I−Q)=cos0°−sin0°=1
信号点Pの(I−Q)=cos11.25°−sin11.25°≒0.786
信号点Mの(I−Q)=cos22.5°−sin22.5°≒0.541
信号点Qの(I−Q)=cos33.75°−sin33.75°≒0.275
信号点Bの(I−Q)=cos45°−sin45°=0
信号点Rの(I−Q)=cos56.25°−sin56.25°≒−0.275
信号点Nの(I−Q)=cos67.5°−sin67.5°≒−0.541
信号点Sの(I−Q)=cos78.75°−sin78.75°≒−0.786
信号点Cの(I−Q)=cos90°−sin90°=−1
【0063】
また、仮位相値変換回路5から出力される値(変換位相値CTPV)は、第3極性判別回路31で、上記(I−Q)の極性を検出し、極性が(+)であれば、IQ直交座標における理想信号点の半径=1を減算した値が第2選択回路35により選択され、極性が(−)であれば、1を加算した値が第2選択回路35により選択されて第1選択回路6に出力される。具体的には、仮位相値変換回路5の各信号点毎の出力値は以下のようになる。
【0064】
信号点Aの変換位相値CTPV=(I−Q)−1=0
信号点Pの変換位相値CTPV=(I−Q)−1≒−0.214
信号点Mの変換位相値CTPV=(I−Q)−1≒−0.459
信号点Qの変換位相値CTPV=(I−Q)−1≒−0.725
信号点Bの変換位相値CTPV=(I−Q)±1=±1
信号点Rの変換位相値CTPV=(I−Q)+1≒0.725
信号点Nの変換位相値CTPV=(I−Q)+1≒0.459
信号点Sの変換位相値CTPV=(I−Q)+1≒0.214
信号点Cの変換位相値CTPV=(I−Q)+1=0
【0065】
8相用の制御が必要になる場合は、信号点Mよりも信号点Aに近い側の領域a1と、信号点Nよりも信号点Cに近い側の領域d1であるので、(I−Q)の絶対値が0.541よりも大きい場合となる。この0.541という値が、第1位相領域判別回路3内の第1固定値記憶部52に第1固定値F1として記憶される。第1位相領域判別回路3では、絶対値算出回路51により絶対値となった仮位相値TPVと、この第1固定値F1(0.541)とを、比較回路53で比較して、第1固定値F1よりも絶対値の仮位相値TPV大きい場合と小さい場合に分けて、例えば2値の異なる制御信号を第1選択回路6に出力する。第1選択回路6では、第1固定値F1よりも絶対値の仮位相値TPVが大きい場合には、変換位相値CTPVを選択し、第1固定値F1よりも絶対値の仮位相値TPVが小さい場合には、仮位相値TPVを選択し、その選択結果を位相値PVとしてループフィルタ7に出力する。
【0066】
同様にして、第2象限では、(Q−I)の絶対値が0.541よりも大きい場合、第3象限では、第1象限と同様に(I−Q)の絶対値が0.541よりも大きい場合、第4象限では、第2象限と同様に(Q−I)の絶対値が0.541よりも大きい場合に8相用の制御が実施され、変換位相値CTPVが選択されて、その選択結果が位相値PVとしてループフィルタ7に出力される。
【0067】
図5は、IQ直交座標における仮位相値TPVの絶対値が第1固定値F1(0.541)よりも大きい領域と位相角度の関係を示す図である。
第1象限において、仮位相値TPVの絶対値が0.541よりも大きい領域は、領域ma1及び領域md1である。例えば、8相PSK方式では、各信号点の振幅半径と理想信号点の振幅半径がほぼ同一である場合、領域ma1中の理想信号点の半径で描いた円弧は、領域a1中の理想信号点の半径で描いた円弧と同じになり、従って、仮位相値TPVの絶対値が0.541よりも大きいことを示すことができる。なお、各信号点の振幅半径Rと理想信号点の振幅半径R0が異なる場合には、領域ma1は領域a1と異なる場合が考えられるが、受信信号の振幅の影響があまりない状況下では本実施の形態が有効である。
【0068】
同様にして、領域md1も仮位相値TPVの絶対値が0.541よりも大きいことを示すことができる。第2象限の領域ma2およびmd2、第3象限の領域ma3およびmd3、第4象限の領域ma4およびmd4についても、同様に仮位相値TPVの絶対値が0.541よりも大きいことを示すことができる。
【0069】
図6は、本実施の形態における、4相位相比較器2の出力(仮位相値TPV)、仮位相値変換回路5の出力(変換位相値CTPV)、および、第1選択回路6により選択された出力(位相値PV)を示す図である。
【0070】
4相位相比較器2から出力される仮位相値TPVは、従来のQPSKの出力と同様であるので、例えば、第1象限では、I軸上の理想信号点A(1,0)から理想信号点B(cos45°、sin45°)の間のものは(+)極性であり、Q軸上の理想信号点C(0,1)から理想信号点B(cos45°、sin45°)の間のものは(−)極性となり、すなわち、理想信号点Bに引き込まれる。
【0071】
それとは逆に、仮位相値変換回路5から出力される変換位相値CTPVは、従来のQPSKの出力とは逆方向(逆極性)の出力になるので、例えば、第1象限では、I軸上の理想信号点A(1,0)から理想信号点B(cos45°、sin45°)の間のものは(−)極性であり、Q軸上の理想信号点C(0,1)から理想信号点B(cos45°、sin45°)の間のものは(+)極性となり、すなわち、理想信号点Aと理想信号点Bの間のものは理想信号点Aに引き込まれ、理想信号点Cと理想信号点Bの間のものは理想信号点Cに引き込まれる。
【0072】
第1選択回路6の出力は、上記の4相位相比較器2から出力される仮位相値TPVと、仮位相値変換回路5から出力される変換位相値CTPVとを、I軸から22.5°および67.5°の角度で切り替えて出力する。例えば、第1象限では、受信信号の信号点がI軸から22.5°間での領域a1である場合には、変換位相値CTPVが選択される。同様に、受信信号の信号点が領域b1およびc1である場合には、仮位相値TPVが選択され、受信信号の信号点が領域d1である場合には、再び、変換位相値CTPVが選択される。
【0073】
第2象限では、同様に、領域a2および領域d2で変換位相値CTPVが選択され、領域b2および領域c2で仮位相値TPVが選択される。第3象限および第4象限においても、同様に、領域a3、領域a4、領域d3および領域d4で変換位相値CTPVが選択され、領域b3、領域b4、領域c3および領域c4で仮位相値TPVが選択される。
【0074】
以上説明したように、実施の形態1に係る位相検出装置の8相PSK方式の位相検出装置101は、QPSK復調用の4相位相比較器2の出力である仮位相値TPVの大きさを比較回53によって第1固定値F1と比較し、IQ直交座標における受信信号が存在する領域によって、仮位相値をTPVそのまま出力するか、仮位相値変換回路5によって仮位相値TPVに第2固定値F2を加算もしくは減算した変換位相値CTPVを出力するか選択して位相値PVとしてループフィルタ7に出力するので、比較的簡単な回路構成で、8相PSK方式の信号点配置に対応した搬送波の位相を検出することができる。
【0075】
本実施の形態の4相位相比較器2は、変形コスタス回路からなり、従来の位相検出装置に用いられる8逓倍器、帯域通過フィルタ、及び、8分周器等と比べた場合、変形コスタス回路は比較的簡単で規模が小さい回路である。また、第1位相領域判別回路3および仮位相値変換回路5についても、従来の8逓倍器、帯域通過フィルタ、及び、8分周器等と比較すると簡単で規模が小さい回路である。従って、本実施の形態では、比較的簡潔で規模の小さい回路構成を用いて、精度が良くかつ安定に動作する8相PSK用の基準搬送波を得ることができる。
【0076】
また、本実施の形態では、上記のように変形コスタス回路を用いるので、従来の8相PSK信号の搬送波再生装置における、受信波を8逓倍及び8分周することにより基準となる搬送波を得る処理が無くなることから、受信波中にノイズ成分、あるいは、フェージング等の影響による変動成分が含まれる場合であっても、帯域通過フィルタで抑圧できなかったそれらのノイズ成分や変動成分がそのまま基準となる搬送波に残ることが無くなり、精度の良い基準搬送波を得ることができる。
【0077】
また、本実施の形態では、上記のように基準搬送波の精度が向上することから、受信回線品質が悪い(低C/N)時に、再生搬送波の位相が間違った位相に引き込まれる位相スリップが起りにくくなり、動作安定性を向上させることができる。
【0078】
実施の形態2.
上記した実施の形態1では、信号点が存在する位相領域を、仮位相値TPVの絶対値が第1固定値F1(0.54)より大きいか否かにより判別したが、この方法では、各信号点の振幅半径Rと理想信号点の振幅半径R0が異なる場合、すなわち、受信信号の振幅の影響が大きい状況下では、領域ma1は領域a1と異なってしまい、正確に領域を判別できない場合が考えられる。そこで、本実施の形態2では、信号点が存在する位相領域をI信号とQ信号の比によって判別することにより受信信号の振幅の影響が大きい状況下でも正確に領域を判別し、その判別結果を用いて仮位相値TPVと変換位相値CTPVとの選択を行なう。
【0079】
図7は、本発明の実施の形態2である位相検出装置102の構成を示すブロック図である。尚、図7においては、図2に示した第1の実施の形態の位相検出装置101と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。また、図8は、図7の位相検出装置の位相値をIQ直交座標軸上に表した図である。
【0080】
図7の8相PSK方式の基準搬送波を得るための位相検出装置102が、図2に示した実施の形態1の位相検出装置101と主に異なる点は、Q/I除算回路9によって、I信号に対するQ信号の比(Q/I)を算出し、第2位相領域判別回路10により、その比(Q/I)からIQ直交座標軸上の信号点が存在する領域を判別して制御信号を出力し、第1選択回路6を制御する点である。他の構成については、実施の形態1の構成と同様である。第2位相領域判別回路10は、第1位相領域判別回路3と同様に入力値を所定値と比較することにより、例えば2値の制御信号を出力する回路であるが、本実施の形態では入力値がQ/Iになることから、所定値についても実施の形態1とは異なっている。本実施の形態で用いる所定値については後述する。
【0081】
本実施の形態では、例えば、第1象限内の信号点が存在する領域について、予め22.5°毎に分割した領域a1、b1、c1、d1を設定しておき、上記した比(Q/I)により受信信号の信号点が何れの領域に属するかを判別する。
【0082】
以下、本実施の形態2の位相検出装置の動作を説明する。
4相位相比較器2の出力である仮位相値TPVが、仮位相値変換回路5によって変換位相値CTPVに変換され、第1選択回路6で仮位相値TPVと変換位相値CTPVとから選択された値が位相値PVとして出力されるまでの動作は実施の形態1と同様である。本実施形態では、第1選択回路6を制御するための制御信号の生成方法が実施の形態1とは異なり、上記した比(Q/I)により第2位相領域判別回路10で制御信号を生成する。
【0083】
Q/I除算回路9は、I信号とQ信号の比の値を算出する。第2位相領域判別回路10は、この比(Q/I)を用いて受信信号の存在する領域がa1〜d1の何れであるかを判別する。具体的には、I信号とQ信号の比(Q/I)を用いているため、例えば、第1象限における信号領域は図8に示したような領域a1、b1、c1、d1となり、Q/Iの値により以下のように領域が分割される。
【0084】
領域a1:0<Q/I<sin22.5°/cos22.5°≒0.414
領域b1:sin22.5°/cos22.5°≒0.414<Q/I<sin45°/cos45°=1
領域c1:sin45°/cos45°=1<Q/I<sin67.5°/cos67.5°≒2.414
領域d1:sin67.5°/cos67.5°≒2.414<Q/I<∞
上記の値0.414、1、2.414が第2位相領域判別回路10で用いられて、領域が判別される。
【0085】
例えば、図8において受信信号の信号点がTとすると、比(Q/I)は0.5/0.87=0.575となり、これは、0.414<Q/I<1の範囲の値であるので、受信信号の信号点は領域b1に存在することがわかる。
【0086】
すると、実施の形態1と同様に、領域b1、c1に信号が存在する場合は、仮位相値TPVを変換する必要はないので、第1選択回路6は第2位相領域判別回路10からの制御信号により仮位相値TPVをそのまま出力する。一方、領域a1あるいはd1に信号が存在する場合は、第1選択回路6は仮位相値変換回路5から出力される変換位相値CTPVを選択して出力する。
【0087】
以上説明したように、実施の形態2に係る8相PSK方式の基準搬送波を得るための位相検出装置102は、信号の存在する領域a1、b1、c1、d1等を角度によって分割して設定し、Q/I除算回路9によってI信号とQ信号の比を算出し、その比から第2位相領域判別回路10により信号点が存在する領域を判別して第1選択回路6を制御するように構成したので、受信信号の振幅の影響が大きい状況下でも正確に領域を判別し、第1の実施の形態よりも受信信号の振幅の影響を抑えることができるので動作を安定化させることができる。
【0088】
実施の形態3.
図9は、本発明の実施の形態3である位相検出装置103の構成を示すブロック図である。尚、図9においては、図7に示した第2の実施の形態の位相検出装置と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。また、図10は、図9の位相検出装置の位相値をIQ直交座標軸上に表した図である。
【0089】
図9の8相PSK方式の基準搬送波を得るための位相検出装置103が、図7に示した実施の形態2の位相検出装置102と主に異なる点は、本実施の形態では、I信号に対するQ信号の比(Q/I)を算出するQ/I除算回路9に代わり、信号点角度判別回路11によりI信号とQ信号から信号点の角度θ1を算出し、第3位相領域判別回路12により、その角度θ1からIQ直交座標軸上の信号点が存在する領域を判別して制御信号を出力し、第1選択回路6を制御する点である。他の構成については、実施の形態2の構成と同様である。
【0090】
第3位相領域判別回路12は、第2位相領域判別回路10と同様に入力値を所定値と比較することにより、例えば2値の制御信号を出力する回路であるが、本実施の形態では入力値が信号点の角度θ1になることから、所定値についても実施の形態1および2とは異なって角度になっている。本実施の形態で用いる所定値については後述する。
【0091】
本実施の形態3においても、例えば、予め22.5°毎に分割した領域a1、b1、c1、d1を設定しておき、上記した信号点の角度θ1により受信信号の信号点が何れの領域に属するかを判別する。
【0092】
また、本実施の形態3で信号点の角度を検出する方法は、I信号とQ信号からアークタンジェント(TAN 1)を演算することにより角度θ1を検出する。アークタンジェント(TAN 1)の演算は、読み出し専用メモリ(ROM)に格納したI信号とQ信号に対応する角度θ1から読み出す(検出する)ように構成しても良い。検出された角度θ1が、上記した領域a1、b1、c1、d1の何れの領域であるかを判別することによって、仮位相値TPVと変換位相値CTPVとから選択を行う。
【0093】
以下、本実施の形態3の位相検出装置103の動作を説明する。
4相位相比較器2の出力である仮位相値TPVが、仮位相値変換回路5によって変換位相値CTPVに変換され、第1選択回路6で仮位相値TPVと変換位相値CTPVとから選択された値が位相値PVとして出力されるまでの動作は実施の形態1と同様である。本実施形態では、第1選択回路6を制御するための制御信号の生成方法が実施の形態1とは異なり、上記したように、I信号とQ信号からアークタンジェント(TAN 1)を演算することにより求めた角度θ1を用いて、第3位相領域判別回路12で制御信号を生成する。
【0094】
(TAN 1 ROM)等からなる信号点角度判別回路11は、I信号とQ信号から信号点の角度θ1を検出し、その角度θ1から第3位相領域判別回路12が受信信号の信号点が存在する領域が領域a1、b1、c1、d1の何れの領域であるかを判別する。具体的には、受信信号の信号点の角度θ1を用いているため、例えば、第1象限における信号領域は図10に示したように、予め設定した22.5°毎の領域a1、b1、c1、d1と同様の角度が所定値になり、角度により以下のように領域が分割される。
【0095】
θ1=TAN 1(Q/I)
領域a1:0<θ1<22.5°
領域b1:22.5°<θ1<45°
領域c1:45°<θ1<67.5°
領域d1:67.5°<θ1<90°
【0096】
第1象限の場合には、上記の値22.5°、45°、67.5°、90°が第3位相領域判別回路12で用いられて、領域が判別される。
【0097】
例えば、図10において受信信号の信号点がTとすると、角度θ1はTAN 1(0.5/0.87)=30°となり、これは、22.5°<θ1<45°の範囲の値であるので、受信信号の信号点は領域b1に存在することがわかる。
【0098】
すると、実施の形態1と同様に、領域b1、c1に信号が存在する場合は、仮位相値TPVを変換する必要はないので、第1選択回路6は第3位相領域判別回路12からの制御信号により仮位相値TPVをそのまま出力する。一方、領域a1あるいはd1に信号が存在する場合は、第1選択回路6は仮位相値変換回路5から出力される変換位相値CTPVを選択して出力する。
【0099】
以上説明したように、実施の形態3に係る8相PSK方式の基準搬送波を得るための位相検出装置103は、受信信号の信号点の存在する領域a1、b1、c1、d1等を角度によって分割して設定し、TAN 1 ROM等の信号点角度判別回路11によって、受信信号の信号点の角度θ1を検出し、その角度θ1から第3位相領域判別回路12により信号点が存在する領域を判別して第1選択回路6を制御するように構成したので、受信信号の信号点が存在する領域を角度によって分割することができ、受信信号の振幅の影響が大きい状況下でも正確に領域を判別し、受信信号の振幅の影響を抑えることで第1の実施の形態よりも安定に動作させることができ、また、Q/I除算回路9を備える第2の実施の形態よりも、簡単な回路構成にすることができる。
【0100】
実施の形態4.
図11は、本発明の実施の形態4の説明のために位相平面上に8相の理想信号点を図1とは異なる配置で示した図であり、8相の理想信号点が、4相の理想信号点とは重ならず、任意の隣り合う8相の理想信号点の中間に4相の理想信号点が配置されるようになっている。具体的には、IQ直交座標軸の第1象限において、4相の理想信号点Kについては、図1と同様にI軸と45°の角度で配置されるが、8相の理想信号点JはI軸と22.5°の角度で配置され、8相の理想信号点LはI軸と67.5°の角度で配置される。
【0101】
第1象限における4相変調の受信信号は、実施の形態1〜3と同様に位相制御されて理想信号点Kに引き込まれる。また、8相の受信信号は、図11のままであるとすると、領域a1および領域b1に信号点が検出された受信信号は、8相の理想信号点Jに引き込まれ、領域c1および領域d1に信号点が検出された受信信号は、8相の理想信号点Lに引き込まれる必要があるが、4相の位相比較器を利用する場合、4相の理想信号点Kに引き込まれることになる。
【0102】
そこで、本実施の形態の位相検出装置では、上記した実施の形態1〜3とは異なり、4相位相比較器の出力を変換させるのではなく、4相位相比較器に入力する同相信号Iと直交信号Qから予め位相領域を判別し、その同相信号Iと直交信号Qに対して固定角度の位相回転を行ってから4相位相比較器に入力させることにより、8相の理想信号点を4相の理想信号点に一致させて、8相の位相値を検出するように構成した。なお、上記の固定角度とは、受信信号の信号点が検出された位相領域をカバーする8相の理想信号点が、4相の理想信号点の配置と重なるように、IQ直交座標軸を回転させる角度である。
【0103】
図12は、本発明の実施の形態4である位相検出装置104の構成を示すブロック図である。また、図13、14は図12の位相検出装置104の位相値をIQ直交座標軸上に表した図である。
【0104】
図12の8相PSK方式の基準搬送波を得るための位相検出装置104が、図9に示した実施の形態3の位相検出装置103と主に異なる点は、本実施の形態では、4相位相比較器2の前段に同相信号Iと直交信号Qを回転させる複素乗算器13が設けられている点と、4相位相比較器2の後段の仮位相値変換回路5および第1選択回路6が無くなり、そのため、第1選択回路6に制御信号を出力する第3位相領域判別回路12や信号点角度判別回路11も無くなっている点と、複素乗算器13用にsin波とcos波を生成する数値制御発振器15と、その数値制御発振器15に受信信号の位相領域を判別した制御信号を出力する第4位相領域判別回路14とが設けられている点である。その他の構成については、実施の形態3の構成と同様である。
【0105】
なお、本実施の形態では、4相位相比較器2の出力が、後段の回路が無くなることから、仮位相値TPVではなく位相値PVとなってループフィルタ7に直接に入力される。
【0106】
複素乗算器13は、第3から第6の4個の乗算器41〜44と、第3減算器45と第2加算器46とから構成される。第3乗算器41には、同相信号Iと数値制御発振器15からcos波が入力されて乗算結果が出力される。第4乗算器42には、直交信号Qと数値制御発振器15からcos波が入力されて乗算結果が出力される。第5乗算器43には、同相信号Iと数値制御発振器15からsin波が入力されて乗算結果が出力される。第6乗算器44には、直交信号Qと数値制御発振器15からsin波が入力されて乗算結果が出力される。
【0107】
第3減算器45では、第3乗算器41の出力から第6乗算器44の出力を減算して回転同相信号I’として出力し、第2加算器46では、第4乗算器42の出力と第5乗算器43の出力とを加算して回転直交信号Q’として出力する。
【0108】
以下、本実施の形態4の位相検出装置104の動作を説明する。
第4位相領域判別回路14は、例えば、実施の形態3の第3位相領域判別回路12と同様に受信信号の位相領域を判別するが、入力信号が同相信号(I信号)および直交信号(Q信号)であることから、判別方法が実施の形態3とは異なる。例えば、実施の形態2のように、I信号とQ信号の極性を考慮し大きさを比較することにより受信信号が存在する領域を判別するが、判別する領域は、図11における領域a1と領域b1を加えた領域(a1+b1)であるか、あるいは、領域c1と領域d1を加えた領域(c1+d1)であるかを判別するのみで良い。
【0109】
受信信号が領域(a1+b1)に存在する場合は、第4位相領域判別回路8は、22.5度の固定値を出力する。すると、数値制御発振器15からは、cos(22.5°)とsin(22.5°)の固定値が出力される。一方、受信信号が領域(c1+d1)に存在する場合は、第4位相領域判別回路8は、−22.5度の固定値を出力する。すると、数値制御発振器15からは、cos(−22.5°)とsin(−22.5°)の固定値が出力される。
【0110】
複素乗算器13は、受信信号が領域(a1+b1)に存在する場合は、同相信号(I信号)および直交信号(Q信号)に対して+22.5度の固定位相回転を施し、受信信号が領域(c1+d1)に存在する場合は、−22.5度の固定位相回転を施す。
【0111】
図13は、I信号およびQ信号に対して+22.5度の固定位相回転を施した場合のIQ直交座標軸を示す図である。
図11に示した8相の理想信号点Jは、+22.5度の固定位相回転を施された結果、複素乗算器13から出力される理想信号点Jの信号点配置は4相の理想信号点Kと一致する。この複素乗算器13から出力される回転同相信号I’及び回転直交信号Q’が4相位相比較器2に入力されて、受信信号が領域(a1+b1)に存在する場合の8相の基準搬送波の位相が検出される。
【0112】
図14は、I信号およびQ信号に対して−22.5度の固定位相回転を施した場合のIQ直交座標軸を示す図である。
図11に示した8相の理想信号点Lは、−22.5度の固定位相回転を施された結果、複素乗算器13から出力される理想信号点Lの信号点配置は4相の理想信号点Kと一致する。この複素乗算器13から出力される回転同相信号I’及び回転直交信号Q’が4相位相比較器2に入力されて、受信信号が領域(c1+d1)に存在する場合の8相の基準搬送波の位相が検出される。
【0113】
なお、上記説明は、第1象限のみについて行ったが、第2象限〜第4象限についても同様の方法により8相の基準搬送波の位相を検出することができる。
【0114】
以上説明したように、実施の形態4に係る8相PSK方式の基準搬送波を得るための位相検出装置104は、第4位相領域判別回路14によって受信信号の存在する領域を判別し、その領域に対応させて複素乗算器13により受信信号に対して+22.5度もしくは−22.5度の固定位相回転を与え、8相PSK方式の信号点配置をQPSK方式の信号点配置に変換し、QPSK用の4相位相比較器2がそのまま使用できるように構成したので、実施の形態1と同様に、比較的簡単な回路構成で、8相PSK方式の信号点配置に対応した搬送波の位相を検出することができる。
【0115】
また、4相位相比較器2は、変形コスタス回路からなるので、比較的簡潔で規模の小さい回路構成を用いて、精度が良くかつ安定に動作する8相PSK用の基準搬送波のを得ることができ、ノイズ成分や変動成分がそのまま基準となる搬送波に残ることが無くなって精度の良い基準搬送波を得ることができる。
【0116】
また、実施の形態1、実施の形態2、実施の形態3では、位相安定点が8点存在することから、低C/N時は隣接する位相安定点へのスリップを起こしやすいのに対し、本実施の形態4では、位相安定点は4点であることから、動作安定性を向上させることができる。
【0117】
なお、上記した各実施の形態は、8相PSK方式の変調波を復調する際の基準搬送波を生成するための位相検出装置に適用したものであるが、例えば、ディジタルテレビジョン受信機等の復調部の一部回路中に組み込まれてもよい。
【0118】
また、上記位相検出装置を構成する各種回路の種類、接続状態、位相検出装置に接続される主信号部の種類、制御方法などは前述した実施の形態に限られない。
【0119】
【発明の効果】
請求項1乃至請求項5の本発明では、QPSK復調用4相位相比較器による仮位相値の大きさを固定値と比較し、それにより受信信号が存在する領域を判別し、その領域によって仮位相値をそのまま出力するか、仮位相値に固定値を加算もしくは減算したものを出力するか選択し、8相PSK信号点配置に対応した搬送波位相検出器とするように構成したので、比較的簡単で規模の小さい回路構成で8相PSK方式の信号点配置に対応した基準搬送波の位相を検出することができるという効果を有する。
さらに、受信波中にノイズ成分、あるいは、フェージング等の影響による変動成分が含まれるような受信回線品質が悪い(低C/N)場合であっても、ノイズ成分や変動成分がそのまま基準となる搬送波に残ることが無くなり、精度の良くかつ安定に動作する基準搬送波を得ることができることから、再生される基準搬送波の位相が間違った位相に引き込まれる位相スリップが起りにくくなり、受信動作の安定性を向上させることができるという効果を有する。
【0120】
また、請求項6の本発明では、I信号とQ信号の比を算出し、その比から受信信号が存在する領域を判別するように構成したので、上記した効果に加えて、受信信号の存在する領域を角度によって分割することができるようになり、受信信号の振幅の影響が大きい状況下でも正確に領域を判別し、受信信号の振幅の影響を抑えることができるので動作を安定化させることができるという効果を有する。
【0121】
また、請求項7の本発明では、受信信号の信号点の存在する領域を角度によって分割して設定し、I信号とQ信号からTAN 1を演算して受信信号の信号点の角度を検出し、信号点が存在する領域を判別するように構成したので、上記した効果に加えて、簡単な回路構成で、受信信号の信号点が存在する領域を角度によって分割することができ、受信信号の振幅の影響が大きい状況下でも正確に領域を判別し、受信信号の振幅の影響を抑えることで安定に動作させることができるという効果を有する。
【0122】
請求項8乃至11の発明では、受信信号の存在する領域を判別し、その領域に対応させて受信信号に対して固定位相回転を与え、8相PSK方式の信号点配置をQPSK方式の信号点配置に変換し、QPSK用の4相位相比較器が使用できるようにしたので、位相安定点が8点から4点に減少することから、請求項1乃至5の効果に加えて、低C/N時であっても隣接する位相安定点へのスリップを起こしにくくなり、動作安定性を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の説明のために位相平面上に4相と8相の理想信号点を示した図である。
【図2】 本発明の実施の形態1の8相PSK位相検出装置の構成を示すブロック図である。
【図3】 図2の8相PSK位相検出装置で検出される位相値の一例をIQ直交座標軸上に示した図である。
【図4】 IQ直交座標軸の第1象限における様々な位相値の例を示した図である。
【図5】 IQ直交座標における仮位相値の絶対値が固定値よりも大きい領域と位相角度の関係を示す図である。
【図6】 本実施の形態における4相位相比較器の出力と仮位相値変換回路の出力と選択回路により選択された出力を示す図である。
【図7】 本発明の実施の形態2の位相検出装置の構成を示すブロック図である。
【図8】 図7の位相検出装置の位相値をIQ直交座標軸上に表した図である。
【図9】 本発明の実施の形態3の位相検出装置の構成を示すブロック図である。
【図10】 図9の位相検出装置の位相値をIQ直交座標軸上に表した図である。
【図11】 本発明の実施の形態4の説明のために位相平面上に8相の理想信号点を図1とは異なる配置で示した図である。
【図12】 本発明の実施の形態4の位相検出装置の構成を示すブロック図である。
【図13】 図12の位相検出装置の位相値の一状態をIQ直交座標軸上に表した図である。
【図14】 図12の位相検出装置の位相値の図13とは異なる状態をIQ直交座標軸上に表した図である。
【図15】 周波数逓倍方式により位相偏移変調方式の受信信号を復調して再生搬送波を得る場合の構成ブロック図である。
【符号の説明】
1 直交検波器、 2 4相位相比較器、 3 第1位相領域判別回路、 5仮位相値変換回路、 6 第1選択回路、 7 ループフィルタ、 8 数値制御発振器、 21 第1極性判別回路、 22 第2極性判別回路、 23 第1乗算器、 24 第2乗算器、 25 第1減算器、 31 第3極性判別回路、 32 第2固定値記憶部、 33 第1加算器、 34 第2減算器、35 第2選択回路、 51 絶対値算出回路、 52 第1固定値記憶部、53 比較回路、 101 位相検出装置、 I 同相信号、 Q 直交信号、 TPV 仮位相値、 CTPV 変換位相値、 PV 位相値、 RC 受信信号。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a phase detection device for detecting a reference carrier for synchronous detection used for demodulating an 8-level (8-phase) PSK signal from a received signal, and more particularly to a 4-phase phase for a QPSK demodulator having a simple circuit configuration. The present invention relates to a carrier phase detector that converts a carrier phase value from a carrier phase value output from a comparator and a position of a signal point on a phase plane of a received signal so as to correspond to an 8-phase PSK signal.
[0002]
[Prior art]
In recent digital information communication and broadcasting, or a position measurement system, a phase shift keying (PSK) method for shifting a phase is used as a modulation method for placing a signal on a reference carrier wave. . The PSK system includes a BPSK (Binary PSK) system that shifts 2 phases, a QPSK (Quadrature PSK) system that shifts 4 phases, an 8-phase PSK system that shifts 8 phases, and a 16 phase shift. There is a 16PSK system.
[0003]
If the number of phases is increased in the PSK method, the amount of information transmitted at a time can be increased, but the phase difference between signals is reduced, so that it is difficult for the receiving side to discriminate signals. Therefore, when the number of phases used for communication is increased from 2 phases to 4 phases, or from 4 phases to 8 phases, etc., if the wireless service area is set to be the same, the output on the transmission side is increased. Or improve the capabilities of the receiver. In other words, when the signal transmission speed is improved by increasing the number of phases, the noise resistance characteristics and the like deteriorate.
[0004]
Therefore, depending on the communication application, for example, when it is desired to immediately transmit a large amount of data to a device having a large-screen high-quality display, there is a QPSK method capable of high-speed signal transmission even if the transmission quality is low. Since the amount of data used for communication is small in a device having a small display such as a small-sized terminal, a BPSK method or the like having a high transmission quality may be used even if the signal transmission speed is low.
[0005]
In general, when demodulating a phase shift keying reception signal, a harmonic baseband signal is extracted by a low-pass filter after the reception signal is multiplied by a synchronized reference carrier wave. Also, the PSK system has a carrier recovery circuit that recovers a reference carrier synchronized with the received signal from the received signal. As a reference carrier wave reproducing method, a frequency multiplication method, a Costas loop method, or the like is known.
[0006]
The frequency multiplication method matches each phase of the modulated signal multiplied by N times (N is an integer phase number greater than or equal to 2) by multiplying the received signal being modulated, and in the vicinity of the reference carrier frequency N times that signal. Only a component (a sine wave whose phase does not change) is extracted by using a narrow band filter, and a reference carrier wave is obtained by dividing the N-fold sine wave component by a 1 / N frequency dividing circuit.
[0007]
On the other hand, the Costas loop method is a method in which N multiplication and 1 / N frequency division performed by the frequency multiplication system are equivalently performed by addition / subtraction and multiplication in the baseband band. The Costas loop circuit has a relatively simple circuit configuration and can reproduce a carrier wave with high accuracy, and thus is used in a demodulation circuit for a BPSK signal or a QPSK signal.
[0008]
By the way, the Costas loop method has a relatively simple circuit configuration as described above, and can reproduce a carrier wave with high accuracy, so that it is frequently used in the two-phase and four-phase PSK methods. However, the Costas loop method is not used because the phase difference between signals becomes small in the 8-phase PSK method and the signal cannot be discriminated on the receiving side, and the frequency multiplication method is generally used. That is, in the carrier recovery of the received signal of the 8-phase PSK system, the carrier wave is recovered using a nonlinear circuit such as an eighth power circuit for the received wave.
[0009]
FIG. 15 is a block diagram of a configuration in the case where a recovered carrier wave is obtained by demodulating a phase shift keying reception signal using a frequency multiplication method. For example, P24-P25 of “Next Generation Digital Modulation / Demodulation Technology Supervised by Jun Hirose Trikes” This is shown in “Carrier regeneration by frequency multiplication method”.
[0010]
In FIG. 15, reference numeral 200 denotes a conventional phase detector using a frequency multiplication method, and reference numeral 19 denotes a quadrature detector that outputs an in-phase signal I and a quadrature signal Q as a demodulated signal DM using a carrier recovered from a received signal. Reference numeral 20 denotes a phase conversion circuit that generates a quadrature signal orthogonal to the carrier wave (rotated by 90 °) from the regenerated reference carrier wave.
[0011]
In the phase detector 200, reference numeral 16 denotes an N multiplier (8 multiplier in the case of 8-phase PSK) that multiplies the received signal, and 17 denotes a band-pass filter that passes only the N-multiplier frequency band of the carrier wave. And 18 is an N frequency divider (in the case of 8-phase PSK, an 8 frequency divider) that outputs a reference carrier signal that is obtained by dividing the received signal multiplied by N by N.
[0012]
Next, an operation for obtaining a reproduced carrier wave in the conventional carrier reproducing apparatus for 8-phase PSK signal shown in FIG. 15 will be described.
The received signal (modulated signal) of the 8-phase PSK system is multiplied by 8 (in the case of 8-phase PSK) by the N multiplier 16 so that the phases of the modulated signals coincide. The received signal multiplied by 8 having the same phase passes through the band-pass filter 17, so that only the frequency component multiplied by 8, that is, only a component in the vicinity of the frequency 8 times the carrier frequency is extracted. The frequency component that is eight times the carrier frequency is a sine wave whose phase does not change.
[0013]
Next, the frequency component of 8 times becomes a frequency of 1/8 by passing through the 8 frequency divider and becomes the frequency of the reference carrier wave. Therefore, the 8-phase PSK carrier recovery device shown in FIG. 15 degenerates the eight phase states of the received signal (modulated signal) of the 8-phase PSK system to zero, and an unmodulated sine wave is obtained. This unmodulated sine wave becomes the regenerated reference carrier wave.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-described conventional 8-phase PSK signal carrier recovery apparatus uses an 8-multiplier, a band-pass filter, and an 8-divider, there is a problem that the circuit scale as the carrier recovery apparatus increases. .
[0015]
Further, the conventional carrier recovery device for 8-phase PSK signal obtains a reference carrier wave by multiplying the received wave by 8 and dividing it by 8, so that a noise component in the received wave or a fluctuation component due to the influence of fading, etc. Is included, the noise components and fluctuation components that could not be suppressed by the bandpass filter remain in the reference carrier as they are, and there is a problem that a highly accurate reference carrier cannot be obtained.
[0016]
Furthermore, the conventional 8-phase PSK signal carrier recovery apparatus has eight stable phase points, and therefore, the reception line quality is poor (low C / N: signal power pair) compared to a QPSK signal having four stable phase points. There is a problem in that the phase of the recovered carrier is likely to cause a phase slip, that is, the operation stability is poor.
[0017]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an 8-phase PSK carrier phase detector that operates with high accuracy and a stable reference carrier wave by using a relatively simple circuit configuration. With the goal.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  The phase detection apparatus according to the first aspect of the present invention regenerates a reference carrier wave used for synchronous detection and demodulation of a digital signal phase-modulated by an 8-phase modulation (8-phase PSK: Phase Shift Keying) method. A phase detection device for outputting a reference carrier for a four-phase modulation scheme as a temporary phase value from an in-phase signal and a quadrature signal of a received signal, and an eight-phase modulation scheme used for transmission and reception Calculate the value obtained by adding the absolute value of the ideal signal point at the temporary phase value to the temporary phase value, calculate the value obtained by subtracting the absolute value from the temporary phase value, and set the counterclockwise direction on the phase plane as the positive direction. The polarity is discriminated from the temporary phase value, and when the polarity is positive, the added value is output, and when the polarity is negative, the subtracted value is output as the converted phase value.Temporary phase value conversion circuitAnd an in-phase signal and a quadrature signal input to the 4-phase phase comparator, or output from the 4-phase phase comparatorTemporary phase valueBased on the phase plane, a phase area discriminating circuit for discriminating the existence area of the received signal point on the phase plane and outputting an area signal indicating the existence area, and based on the area signalTemporary phase valueAnd a selection circuit for switching and outputting the conversion phase value.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, in the phase detection device according to the first aspect, the phase region discriminating circuit divides the angle between adjacent ideal signal points on the phase plane of the eight-phase modulation system into two equal parts. It is characterized by discriminating each area.
[0020]
  According to a third aspect of the present invention, there is provided the phase detector according to the second aspect, wherein the selection circuit is configured such that the region signal determined by the phase region determination circuit is an ideal common to the four-phase modulation method and the eight-phase modulation method. When the signal indicates that it is the region closer to the signal pointTemporary phase valueAnd a conversion phase value is selected when the signal indicates that the region is closer to the ideal signal point of the 8-phase modulation method only.
[0021]
  According to a fourth aspect of the present invention, in the phase detection device according to the second aspect, the selection circuit is configured such that the region signal determined by the phase region determination circuit has a polarity in the phase control direction of the four-phase modulation system and an eight-phase signal. To indicate that the polarity of the phase control direction of the modulation method is the sameTemporary phase valueAnd the conversion phase value is selected when it indicates that the polarity of the phase control direction of the four-phase modulation method and the polarity of the phase control direction of the eight-phase modulation method are opposite to each other.
[0022]
According to a fifth aspect of the present invention, in the phase detection device according to any one of the first to fourth aspects, the phase region discrimination circuit compares the provisional phase value output from the four-phase phase comparator with a predetermined value. A comparison circuit is included, and a region where a reception signal point exists is determined based on a comparison result of the circuit.
[0023]
According to a sixth aspect of the present invention, in the phase detection device according to any one of the first to fourth aspects, the phase region discriminating circuit is a ratio of the values of the in-phase signal and the quadrature signal input to the four-phase phase comparator. A division circuit for obtaining the received signal point is determined based on a division result of the circuit.
[0024]
  According to a seventh aspect of the present invention, in the phase detection device according to any one of the first to fourth aspects, the phase region discriminating circuit detects arc tangents of the in-phase signal and the quadrature signal input to the four-phase phase comparator. Find valueSignal point angle discrimination circuitAnd the existence area of the reception signal point is determined based on the calculation result of the circuit.
[0025]
  The phase detection apparatus according to the present invention described in claim 8 is a phase detection apparatus for reproducing a reference carrier wave used when synchronously detecting and demodulating a digital signal phase-modulated by the 8-phase modulation method. A phase region discriminating circuit for discriminating the existence region of the reception signal point on the phase plane from the in-phase signal and the quadrature signal of the reception signal, and outputting a region signal indicating the existence region of the reception signal point, and based on the region signal A numerically controlled oscillator that generates sine waves and cosine waves with different fixed angles for each region, a product of fixed angle sine waves for in-phase and quadrature signals, and a product of fixed angle cosine waves for in-phase and quadrature signals A complex multiplier that adds a phase rotation to an in-phase signal and a quadrature signal by adding products whose phases are orthogonal to each other, andComplex multiplierFor in-phase and quadrature signals with phase rotation output fromPhase valueAnd a four-phase phase comparator.
[0026]
According to a ninth aspect of the present invention, in the phase detection device according to the eighth aspect, the phase region discriminating circuit is configured to divide the angle between adjacent ideal signal points on the phase plane of the eight-phase modulation system into two equal parts. It is characterized in that the area of the received signal is determined every time.
[0027]
According to a tenth aspect of the present invention, in the phase detection device according to the ninth aspect, the phase region discriminating circuit determines the region of the received signal as an angle between adjacent ideal signal points on the phase plane of the eight-phase modulation system. In addition to the angle divided into two equal parts, the angle between adjacent ideal signal points on the phase plane of the four-phase modulation method is also determined for each angle divided into two equal parts, and the complex multiplier is detected by the phase region determination circuit The phase for the in-phase signal and the quadrature signal is such that the ideal signal point of the 8-phase modulation method closest to the region signal overlapped with the ideal signal point of the 4-phase method closest to the ideal signal point of the 8-phase method. It is characterized by giving rotation.
[0028]
Further, the present invention of claim 11 is the phase detection device according to claim 9, wherein the phase region discriminating circuit sets the counterclockwise direction of the phase plane to the positive direction and receives the received signal of the four-phase modulation system. The polarity of the phase control direction is discriminated for each region, and when the polarity is positive, the complex multiplier determines that the ideal signal point of the 8-phase modulation method in the region is the most ideal signal point of the 8-phase method. It is characterized in that phase rotation is applied to the in-phase signal and the quadrature signal so as to overlap with the ideal signal point of the near 4-phase system.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0030]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a view showing ideal signal points of 4 phases and 8 phases on the phase plane for the purpose of explaining the present invention, and ideal signal points of 8 phases are replaced with ideal signal points of 4 phases every other one. Since they overlap, ideal signal points B, D, F, and H common to the four and eight phases and ideal signal points A, C, E, and G of only the eight phases are shown to be alternately adjacent. On the phase plane, the line connecting ideal signal points A and E is the I axis, and the line connecting ideal signal points C and G is the Q axis.
[0031]
Further, in FIG. 1, the I axis and the Q axis are orthogonal coordinate axes, a region where both the I axis and the Q axis are positive is the first quadrant, and a region where the I axis is negative and the Q axis is positive is the second quadrant. The region where both the I axis and the Q axis are negative is the third quadrant, and the region where the I axis is positive and the Q axis is negative is the fourth quadrant. The ideal signal point B common to the four and eight phases is disposed at 45 ° with respect to the I axis, the ideal signal point D is disposed at 135 ° with respect to the I axis, and the ideal signal point H is defined as the I axis. The ideal signal point F is arranged at −135 ° with respect to the I axis.
[0032]
  In addition, the IQ orthogonal coordinates in FIG. 1 are arbitrary received signals.Signal point OP (not shown)Is the angle θ, the coordinate position of the signal point OP can be expressed as (cos θ, sin θ) using the angle θ, the sin function, and the cos function.
[0033]
  The four-phase modulation reception signal in the first quadrant is phase-controlled and drawn into the ideal signal point B, and the four-phase modulation reception signal in the second quadrant is phase-controlled and drawn into the ideal signal point D, and the third The received signal of the four-phase modulation in the quadrant is phase-controlled and drawn into the ideal signal point F, and the received signal of the four-phase modulation in the fourth quadrant is phase-controlled.Ideal signal point HBe drawn into.
[0034]
In the phase control, in the first quadrant and the third quadrant, the phase value (or phase error) is output by the calculation of IQ, and in the second quadrant and the fourth quadrant, the phase value is output by the calculation of Q-I.
[0035]
  However, even within the first quadrant, received signals up to 45 ° with respect to the I axis are phase-controlled in the positive direction when the counterclockwise direction is set as the positive direction, and are drawn into the ideal signal point B. The received signal from 45 ° to Q axis is controlled in phase in the negative direction.Ideal signal point BWill be drawn into. Similarly, in the second quadrant, received signals up to 45 ° with respect to the Q axis are phase-controlled in the positive direction and drawn into the ideal signal point D, but from 45 ° to the I axis with respect to the Q axis. The received signal is phase-controlled in the negative direction and drawn into the ideal signal point D.
[0036]
  In the fourth quadrant, received signals up to -45 ° with respect to the I axis are phase-controlled in the negative direction and drawn into the ideal signal point H, but with the I axis as the reference.-45 °To the Q axis are phase-controlled in the positive direction and drawn into the ideal signal point H. In the third quadrant,I Axis to Q axisBased on135 °The received signals up to are phase-controlled in the positive direction and drawn into the ideal signal point F.135 °To the Q axis are phase-controlled in the negative direction and drawn into the ideal signal point F.
[0037]
As described above, in the case of four phases, the ideal signal point changes every 90 °, and the direction (phase controlled polarity) drawn into the ideal signal point differs every 45 °. In this case, the ideal signal point changes every 45 °, and the direction drawn into the ideal signal point changes every 22.5 °.
[0038]
In FIG. 1, in order to classify the received signals of the 8-phase modulation every 22.5 °, an area of 22.5 ° is provided for the I axis. In the first quadrant, four regions a1, b1, c1, and d1 are provided. Similarly, four areas of areas a2, b2, c2, and d2 are provided in the second quadrant, and four areas of areas a3, b3, c3, and d3 are provided in the third quadrant, The fourth quadrant is provided with four regions a4, b4, c4, and d4.
[0039]
For example, in the first quadrant, the reception signal in the region a1 is phase-controlled in the negative direction and drawn into the ideal signal point A, and the reception signal in the region b1 is phase-controlled in the positive direction and drawn into the ideal signal point B. The reception signal in the region c1 is phase-controlled in the negative direction and drawn into the ideal signal point B, and the reception signal in the region d1 is phase-controlled in the positive direction and drawn into the ideal signal point C.
[0040]
From the above, it can be seen that for the 8-phase modulation reception signal in the first quadrant, the reception signals in the regions b1 and c1 can be drawn into the ideal signal point using the same phase control as the 4-phase modulation reception signal. For the received signals in the regions a1 and d1, a means for drawing in the ideal signal point using phase control in the opposite direction (reverse polarity) to the received signal of the four-phase modulation is required.
[0041]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the 8-phase PSK phase detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of phase values detected by the 8-phase PSK phase detector of FIG. 2 on the IQ orthogonal coordinate axis, and FIG. 4 shows various phases in the first quadrant of the IQ orthogonal coordinate axis. It is the figure which showed the example of the value.
[0042]
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a quadrature detector that outputs an in-phase signal I and a quadrature signal Q as a demodulated signal DM using a cosine wave and a sine wave of a carrier recovered from a received signal, and 2 is a modified Costas circuit. The four-phase phase comparator is configured to output a phase value when the received signal has four phases (QPSK). In the present embodiment, the phase value is output as a temporary phase value TPV. 3 is a first phase region discriminating circuit that discriminates the phase region of the received signal of eight phases from the temporary phase value TPV, and 5 is a converted phase value CTPV obtained by converting the control direction (polarity) of the temporary phase value TPV in reverse. A temporary phase value conversion circuit for output, and 6 is a first selection circuit for selecting one of the temporary phase value TPV and the conversion phase value CTPV according to the output of the first phase region discrimination circuit 3 and outputting it as the phase value PV. , 7 is a loop filter that removes noise from the phase value PV, and 8 is a numerically controlled oscillator (NCO) that generates a cosine wave and a sine wave of a carrier wave based on the phase value PV. In addition, the phase detection apparatus 101 of the present embodiment includes a four-phase phase comparator 2, a first phase region determination circuit 3, a provisional phase value conversion circuit 5, and a first selection circuit 6.
[0043]
The 4-phase comparator 2 further includes a first polarity discriminating circuit 21 that discriminates the polarity of the in-phase signal I, a second polarity discriminating circuit 22 that discriminates the polarity of the quadrature signal Q, and the quadrature signal Q having the first polarity. A first multiplier 23 that multiplies and outputs the polarity discrimination result by the discrimination circuit 21; a second multiplier 24 that multiplies the polarity discrimination result by the second polarity discrimination circuit 22 and outputs the same signal I; A first subtracter 25 that subtracts the multiplication result of the first multiplier 23 from the multiplication result of the multiplier 24 and outputs the result.
[0044]
The first phase region discriminating circuit 3 is further compared with an absolute value calculating circuit 51 that takes the absolute value of the temporary phase value TPV output from the four-phase phase comparator 2 and a first value that is compared with the absolute value of the temporary phase value TPV. The first fixed value storage unit 52 that stores the fixed value F1 and the absolute value of the temporary phase value TPV and the first fixed value F1 are compared, and the comparison result is output to the first selection circuit 6 as a control signal (binary). And a comparison circuit 53. The first fixed value F1 can be expressed as R · cos 22.5 ° −R · sin 22.5 °, where R is the radius of each ideal signal point in IQ orthogonal coordinates, for example.
[0045]
The temporary phase value conversion circuit 5 further includes a third polarity determination circuit 31 that determines the polarity of the temporary phase value TPV, and a second fixed value storage that stores a second fixed value F2 that is added to or subtracted from the temporary phase value TPV. Unit 32, first adder 33 that adds second fixed value F2 to provisional phase value TPV and outputs it as a candidate for converted phase value CTPV, and subtracts second fixed value F2 from provisional phase value TPV to convert phase The second subtractor 34 that is output as a candidate for the value CTPV, and the output of the first adder 33 and the output of the second subtractor 34 are selected by the output of the third polarity discriminating circuit 31 and the converted phase value CTPV is output. And a second selection circuit 35.
[0046]
The operation of the 8-phase PSK phase detection apparatus of the first embodiment configured as described above will be described below.
When the in-phase signal (I signal) and the quadrature signal (Q signal) of the 8-phase PSK received signal are input from the quadrature detector 1 to the four-phase phase comparator 2, the four-phase phase comparator 2 By multiplying the polarity of the signal on the side different from that signal and subtracting the result of the other from the result of the multiplication, the signal is proportional to the phase value based on the arrangement of signal points used in the four-phase QPSK system. A value to be calculated is calculated, and the value is output as a temporary phase value TPV.
[0047]
Here, the arrangement and phase control range of the signal points of the four-phase QPSK scheme and the arrangement and phase control range of the signal points of the eight-phase PSK scheme used in the first embodiment will be described using actual examples.
[0048]
  As shown in FIG. 3, when the received signal is the signal point T in the first quadrant indicated by (I≈0.87, Q = 0.5) on the IQ orthogonal coordinate axis, the temporary phase value TPV is The phase control direction (polarity) is (+), and the phase region is b1. Since the temporary phase value TPV is an output of the four-phase phase comparator 2, it can be obtained by calculating {I × (Q polarity) −Q × (I polarity)}. The polarity of I and Q is “1” when positive (+),Negative (-)In the case of "-1". Therefore, the output (provisional phase value TPV) of the four-phase phase comparator 2 formed of the modified Costas circuit can be obtained by the following calculation in IQ orthogonal coordinates.
[0049]
TPV is in the first quadrant: TPV = I × (1) −Q × (1) = I−Q
TPV is in the second quadrant: TPV = −I × (1) −Q × (−1) = Q−I
TPV is in the third quadrant: TPV = −I × (−1) − (− Q) × (−1) = I−Q
TPV is in the fourth quadrant: TPV = I × (−1) − (− Q) × (1) = Q−I
[0050]
In the case of FIG. 3, since the signal point T is in the first quadrant, the temporary phase value TPV = 0.87 × 1−0.5 × 1 = 0.37.
When the received signal is a signal point U in the fourth quadrant indicated by (I≈0.87, Q = −0.5) on the IQ orthogonal coordinate axis, the phase control direction (polarity) of the temporary phase value TPV ) Is (-), and the phase region is c4. In this case, the temporary phase value TPV of the signal point U is 0.87 × (−1) − (− 0.5) × 1 = −0.37.
[0051]
In the present embodiment, the phase region to which the signal point belongs is determined by the first phase region determination circuit based on the value of the provisional phase value TPV, and the phase control of the four-phase QPSK method can be used as it is. It is determined whether or not the region requires control in the opposite direction to the phase control of the four-phase QPSK method.
[0052]
Further, the provisional phase value conversion circuit 5 generates a conversion phase value used when control in the opposite direction to the phase control of the four-phase QPSK method is necessary. For example, the temporary phase value conversion circuit 5 generates the conversion phase value in the first quadrant. The signal points are the same in that the control in the opposite direction to the four-phase QPSK phase control is necessary, but the original four-phase QPSK phase control is in the opposite direction. Therefore, it is necessary to obtain the opposite direction for the converted phase value CTPV, the converted phase value CTPV obtained by adding the radius R of the ideal signal point on the IQ orthogonal coordinate axis to the temporary phase value TPV, and the radius of the ideal signal point from the temporary phase value TPV. The converted phase value CTPV obtained by subtracting R is used by selecting the polarity of the signal point from the temporary phase value TPV.
[0053]
FIG. 4 is a diagram showing an example different from FIG. 3 regarding the arrangement of signal points and the phase control range of the 4-phase QPSK system and 8-phase PSK system. In the figure, only the first quadrant is shown on behalf of the first to fourth quadrants.
[0054]
In FIG. 4, the range of arrows indicated by QA1 and QA2 is a phase control range based on the arrangement of the signal point B used in the QPSK system. In the first embodiment, the range of the provisional phase value TPV is Become.
[0055]
The provisional phase value TPV detected by the four-phase phase comparator 2 from the in-phase signal I and the quadrature signal Q is a value that increases as it approaches the I-axis or Q-axis that is a quadrature coordinate axis. Becomes zero.
[0056]
Here, in the 8-phase PSK system, the signal points are arranged at the point A on the I axis and the point C on the Q axis in addition to the point B. , It is necessary to control the phase at point A or point C.
In the present embodiment, the temporary phase value TPV is compared with the first fixed value F1 by the comparison circuit 53, and a point on the orthogonal coordinates of the temporary phase value TPV detected from the received signal exists in the area a1 in FIG. Whether it exists in d1, or exists in region b1 or c1.
[0057]
On the other hand, the provisional phase value conversion circuit 5 discriminates the polarity of the provisional phase value TPV by the third polarity discriminating circuit 31, and from the provisional phase value TPV when the counterclockwise direction is positive in FIG. The second fixed value F2 is subtracted, and if the polarity is negative, the second fixed value F2 is added to the temporary phase value TPV. That is, for the temporary phase value TPV having a positive polarity, the second fixed value F2 is subtracted so that the value becomes zero at the point A, and for the temporary phase value TPV having a negative polarity, the value is obtained at the point C. The second fixed value F2 is added so as to be zero.
[0058]
These subtraction results or addition results are selected by the second selection circuit 35 using the discrimination result of the third polarity discrimination circuit 31 as a control signal and output from the temporary phase value conversion circuit 5. The subtraction result or the addition result is not output as a phase value as it is, but the first selection circuit 6 to be described later includes the region a1 and the region d1 in FIG. Is selected and output only.
[0059]
The first selection circuit 6 outputs a result selected from the temporary phase value TPV and the output of the temporary phase value conversion circuit 5 using the comparison result of the comparison circuit 53 as a control signal (binary). When the provisional phase value TPV is present in the region a1 and the region d1 in FIG. 4, the output of the provisional phase value conversion circuit 5 is selected. When the provisional phase value TPV is present in the region b1 and the region c1 in FIG. TPV is selected.
[0060]
By calculating in this way, for example, the temporary phase value TPV when the signal point P or the signal point S of the received signal exists in the area a1 or d1 as shown in FIG. Is converted into a phase value PV corresponding to the signal point arrangement of the 8-phase PSK method, and the temporary phase value when the signal point Q or the signal point R of the received signal exists in the region b1 or c1 as shown in FIG. Since the TPV corresponds to the signal point arrangement based on the B point common to the 8-phase PSK system and the QPSK system, it is not necessary to convert the temporary phase value TPV. Therefore, the first selection circuit 6 outputs the temporary phase value TPV as it is as the phase value PV by the control signal of the comparison circuit 53. When there are signal points of the received signal in the areas a1 and d1, the first selection circuit 6 selects and outputs the conversion phase value CTPV that is the output of the temporary phase value conversion circuit 5.
[0061]
Specifically, in FIG. 4, when a1 to d1 are each 22.5 ° and sa1 to sd2 are each 11.25 °, the provisional phase value of each signal point output from the four-phase phase comparator 2 The TPV value (I-Q) is as follows.
[0062]
(I−Q) of signal point A = cos 0 ° −sin 0 ° = 1
(IQ) of signal point P = cos 11.25 ° -sin 11.25 ° ≈0.786
(I−Q) of signal point M = cos 22.5 ° −sin 22.5 ° ≈0.541
(I−Q) of signal point Q = cos 33.75 ° −sin 33.75 ° ≈0.275
(IQ) of signal point B = cos 45 ° −sin 45 ° = 0
(I−Q) of signal point R = cos 56.25 ° −sin 56.25 ° ≈−0.275
(I−Q) of signal point N = cos 67.5 ° −sin 67.5 ° ≈−0.541
(I−Q) of signal point S = cos 78.75 ° −sin 78.75 ° ≈−0.786
(I−Q) of signal point C = cos 90 ° −sin 90 ° = −1
[0063]
  Further, the value (conversion phase value CTPV) output from the temporary phase value conversion circuit 5 is:Third polarity discrimination circuit 31When the polarity of (IQ) is detected and the polarity is (+), the value obtained by subtracting the radius of the ideal signal point = 1 in the IQ orthogonal coordinates is selected by the second selection circuit 35, and the polarity is If (−), the value obtained by adding 1 is selected by the second selection circuit 35 and output to the first selection circuit 6. Specifically, the output value for each signal point of the temporary phase value conversion circuit 5 is as follows.
[0064]
Conversion phase value CTPV of signal point A = (I−Q) −1 = 0
Conversion phase value CTPV of signal point P = (I−Q) −1≈−0.214
Conversion phase value CTPV of signal point M = (I−Q) −1≈−0.459
Conversion phase value CTPV of signal point Q = (I−Q) −1≈−0.725
Conversion phase value CTPV of signal point B = (I−Q) ± 1 = ± 1
Conversion phase value CTPV of signal point R = (I−Q) + 1≈0.725
Conversion phase value CTPV of signal point N = (I−Q) + 1≈0.459
Conversion phase value CTPV of signal point S = (I−Q) + 1≈0.214
Conversion phase value CTPV of signal point C = (I−Q) + 1 = 0
[0065]
When control for 8 phases is required, the region a1 is closer to the signal point A than the signal point M and the region d1 is closer to the signal point C than the signal point N. ) Is larger than 0.541. The value of 0.541 is stored as the first fixed value F1 in the first fixed value storage unit 52 in the first phase region determination circuit 3. In the first phase region discriminating circuit 3, the temporary phase value TPV that has become an absolute value by the absolute value calculating circuit 51 and the first fixed value F1 (0.541) are compared by the comparison circuit 53, For example, control signals having different binary values are output to the first selection circuit 6 depending on whether the temporary phase value TPV of the absolute value is larger or smaller than the fixed value F1. The first selection circuit 6 selects the converted phase value CTPV when the absolute temporary phase value TPV is larger than the first fixed value F1, and the absolute temporary phase value TPV is higher than the first fixed value F1. If it is smaller, the temporary phase value TPV is selected, and the selection result is output to the loop filter 7 as the phase value PV.
[0066]
Similarly, in the second quadrant, when the absolute value of (Q−I) is greater than 0.541, in the third quadrant, the absolute value of (I−Q) is greater than 0.541 as in the first quadrant. In the fourth quadrant, as in the second quadrant, when the absolute value of (Q-I) is larger than 0.541, control for eight phases is performed, and the conversion phase value CTPV is selected. The selection result is output to the loop filter 7 as the phase value PV.
[0067]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the phase angle and the region where the absolute value of the provisional phase value TPV in IQ orthogonal coordinates is larger than the first fixed value F1 (0.541).
In the first quadrant, regions where the absolute value of the temporary phase value TPV is larger than 0.541 are a region ma1 and a region md1. For example, in the 8-phase PSK system, when the amplitude radius of each signal point and the amplitude radius of the ideal signal point are substantially the same, the arc drawn with the radius of the ideal signal point in the region ma1 is the ideal signal point in the region a1. Thus, it can be shown that the absolute value of the temporary phase value TPV is larger than 0.541. If the amplitude radius R of each signal point is different from the amplitude radius R0 of the ideal signal point, the region ma1 may be different from the region a1, but this implementation is performed under a situation where there is not much influence of the amplitude of the received signal. The form is effective.
[0068]
Similarly, the region md1 can also indicate that the absolute value of the provisional phase value TPV is larger than 0.541. Similarly, in the second quadrant areas ma2 and md2, the third quadrant areas ma3 and md3, and the fourth quadrant areas ma4 and md4, the absolute value of the temporary phase value TPV may be larger than 0.541. it can.
[0069]
6 is selected by the output of the four-phase phase comparator 2 (provisional phase value TPV), the output of the temporary phase value conversion circuit 5 (conversion phase value CTPV), and the first selection circuit 6 in the present embodiment. It is a figure which shows the output (phase value PV).
[0070]
Since the temporary phase value TPV output from the four-phase phase comparator 2 is the same as the output of the conventional QPSK, for example, in the first quadrant, the ideal signal from the ideal signal point A (1, 0) on the I axis. The point between points B (cos 45 °, sin 45 °) is (+) polarity, and between ideal signal point C (0, 1) on the Q axis and ideal signal point B (cos 45 °, sin 45 °) Becomes (−) polarity, that is, is drawn to the ideal signal point B.
[0071]
On the other hand, the converted phase value CTPV output from the provisional phase value converting circuit 5 is output in the opposite direction (reverse polarity) to the output of the conventional QPSK. For example, in the first quadrant, on the I axis The signal between the ideal signal point A (1, 0) and the ideal signal point B (cos 45 °, sin 45 °) is (−) polarity, and the ideal signal from the ideal signal point C (0, 1) on the Q axis A point between points B (cos 45 °, sin 45 °) has a (+) polarity, that is, a point between ideal signal point A and ideal signal point B is drawn into ideal signal point A, and ideal signal point C and ideal signal point C are ideal. Things between signal points B are drawn into ideal signal points C.
[0072]
The first selection circuit 6 outputs the temporary phase value TPV output from the four-phase phase comparator 2 and the converted phase value CTPV output from the temporary phase value conversion circuit 5 as 22.5 from the I axis. Switch at an angle of ° and 67.5 ° and output. For example, in the first quadrant, when the signal point of the received signal is a region a1 between 22.5 ° from the I axis, the conversion phase value CTPV is selected. Similarly, when the signal point of the received signal is in the regions b1 and c1, the temporary phase value TPV is selected, and when the signal point of the received signal is in the region d1, the converted phase value CTPV is selected again. The
[0073]
In the second quadrant, similarly, the conversion phase value CTPV is selected in the region a2 and the region d2, and the temporary phase value TPV is selected in the region b2 and the region c2. Similarly, in the third quadrant and the fourth quadrant, the conversion phase value CTPV is selected in the region a3, the region a4, the region d3, and the region d4, and the temporary phase value TPV is selected in the region b3, the region b4, the region c3, and the region c4. Selected.
[0074]
As described above, the 8-phase PSK phase detection apparatus 101 of the phase detection apparatus according to the first embodiment compares the magnitude of the provisional phase value TPV that is the output of the QPSK demodulation 4-phase phase comparator 2. Compared with the first fixed value F1 at the time 53, the temporary phase value is output as TPV as it is depending on the region where the received signal in IQ orthogonal coordinates exists, or the temporary phase value conversion circuit 5 converts the temporary phase value to the temporary phase value TPV. Since whether or not to output the converted phase value CTPV obtained by adding or subtracting F2 is output to the loop filter 7 as the phase value PV, the carrier wave corresponding to the signal point arrangement of the 8-phase PSK system can be obtained with a relatively simple circuit configuration. The phase can be detected.
[0075]
  The four-phase phase comparator 2 according to the present embodiment includes a modified Costas circuit and is used in a conventional phase detector.8 multiplierThe modified Costas circuit is a relatively simple and small-scale circuit when compared to a band-pass filter, an eighth divider, and the like. Also, the first phase region discriminating circuit 3 and the provisional phase value converting circuit 5 are simple and small in scale as compared with the conventional 8-multiplier, band-pass filter, 8-divider, and the like. Therefore, in this embodiment, it is possible to obtain a reference carrier wave for 8-phase PSK that operates with high accuracy and stability using a relatively simple and small circuit configuration.
[0076]
In this embodiment, since the modified Costas circuit is used as described above, in the conventional 8-phase PSK signal carrier recovery device, the received carrier wave is multiplied by 8 and divided by 8 to obtain a reference carrier wave. Therefore, even if the received wave contains noise components or fluctuation components due to the effects of fading, those noise components and fluctuation components that could not be suppressed by the bandpass filter are used as a reference. No carrier wave remains, and a highly accurate reference carrier wave can be obtained.
[0077]
Further, in this embodiment, since the accuracy of the reference carrier is improved as described above, a phase slip occurs in which the phase of the recovered carrier is drawn to the wrong phase when the reception channel quality is poor (low C / N). It becomes difficult and operational stability can be improved.
[0078]
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment described above, the phase region where the signal point exists is determined based on whether or not the absolute value of the temporary phase value TPV is larger than the first fixed value F1 (0.54). When the amplitude radius R of the signal point is different from the amplitude radius R0 of the ideal signal point, that is, in a situation where the influence of the amplitude of the received signal is large, the region ma1 is different from the region a1, and the region may not be accurately identified. Conceivable. Therefore, in the second embodiment, the phase region where the signal point exists is discriminated by the ratio of the I signal and the Q signal, so that the region is accurately discriminated even under a situation where the influence of the amplitude of the received signal is large, and the discrimination result Is used to select the temporary phase value TPV and the converted phase value CTPV.
[0079]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the phase detection apparatus 102 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, parts having the same functions as those of the phase detection apparatus 101 of the first embodiment shown in FIG. FIG. 8 is a diagram showing the phase value of the phase detection device of FIG. 7 on the IQ orthogonal coordinate axis.
[0080]
The phase detection apparatus 102 for obtaining the 8-phase PSK reference carrier wave of FIG. 7 is mainly different from the phase detection apparatus 101 of the first embodiment shown in FIG. The ratio of the Q signal to the signal (Q / I) is calculated, and the second phase region discriminating circuit 10 discriminates the region where the signal point on the IQ orthogonal coordinate axis exists from the ratio (Q / I), and outputs the control signal. It is a point which outputs and controls the 1st selection circuit 6. FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment. The second phase region discriminating circuit 10 is a circuit that outputs, for example, a binary control signal by comparing the input value with a predetermined value in the same manner as the first phase region discriminating circuit 3. Since the value is Q / I, the predetermined value is also different from that of the first embodiment. The predetermined value used in this embodiment will be described later.
[0081]
In the present embodiment, for example, regions a1, b1, c1, and d1 divided every 22.5 ° are set in advance for a region where signal points in the first quadrant exist, and the ratio (Q / In step I), it is determined to which region the signal point of the received signal belongs.
[0082]
Hereinafter, the operation of the phase detection apparatus according to the second embodiment will be described.
The temporary phase value TPV, which is the output of the four-phase phase comparator 2, is converted into the converted phase value CTPV by the temporary phase value conversion circuit 5, and is selected from the temporary phase value TPV and the converted phase value CTPV by the first selection circuit 6. The operation until the obtained value is output as the phase value PV is the same as that of the first embodiment. In the present embodiment, the control signal generation method for controlling the first selection circuit 6 is different from the first embodiment, and the second phase region discrimination circuit 10 generates the control signal based on the above ratio (Q / I). To do.
[0083]
  Q / I division circuit 9Calculates the value of the ratio of the I and Q signals. The second phase region discriminating circuit 10 uses this ratio (Q / I) to discriminate which one of a1 to d1 is a region where the received signal exists. Specifically, since the ratio of the I signal to the Q signal (Q / I) is used, for example, the signal areas in the first quadrant are areas a1, b1, c1, d1 as shown in FIG. The region is divided as follows according to the value of / I.
[0084]
Area a1: 0 <Q / I <sin 22.5 ° / cos 22.5 ° ≈0.414
Area b1: sin22.5 ° / cos22.5 ° ≈0.414 <Q / I <sin45 ° / cos45 ° = 1
Region c1: sin45 ° / cos45 ° = 1 <Q / I <sin67.5 ° / cos67.5 ° ≈2.414
Area d1: sin67.5 ° / cos67.5 ° ≈2.414 <Q / I <∞
The above values 0.414, 1, and 2.414 are used by the second phase region discriminating circuit 10 to discriminate the region.
[0085]
For example, if the signal point of the received signal in FIG. 8 is T, the ratio (Q / I) is 0.5 / 0.87 = 0.575, which is in the range of 0.414 <Q / I <1. Since it is a value, it is understood that the signal point of the received signal exists in the region b1.
[0086]
Then, as in the first embodiment, when there is a signal in the regions b1 and c1, it is not necessary to convert the provisional phase value TPV, so the first selection circuit 6 controls the second phase region determination circuit 10. The temporary phase value TPV is output as it is based on the signal. On the other hand, when a signal exists in the region a1 or d1, the first selection circuit 6 selects and outputs the conversion phase value CTPV output from the temporary phase value conversion circuit 5.
[0087]
As described above, the phase detection apparatus 102 for obtaining the 8-phase PSK reference carrier wave according to the second embodiment divides and sets the regions a1, b1, c1, d1, etc. where the signals exist according to the angles. The Q / I division circuit 9 calculates the ratio of the I signal and the Q signal, and the second phase region discrimination circuit 10 discriminates the region where the signal point exists from the ratio to control the first selection circuit 6. Since it is configured, it is possible to accurately determine a region even under a situation where the influence of the amplitude of the received signal is large, and to suppress the influence of the amplitude of the received signal as compared with the first embodiment, so that the operation can be stabilized. .
[0088]
Embodiment 3 FIG.
  FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the phase detection device 103 according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, parts having the same functions as those of the phase detection apparatus according to the second embodiment shown in FIG.Also,FIG. 10 is a diagram showing the phase value of the phase detection device of FIG. 9 on the IQ orthogonal coordinate axes.
[0089]
The phase detection apparatus 103 for obtaining the 8-phase PSK reference carrier wave in FIG. 9 is mainly different from the phase detection apparatus 102 in the second embodiment shown in FIG. Instead of the Q / I dividing circuit 9 for calculating the ratio (Q / I) of the Q signal, the signal point angle discriminating circuit 11 calculates the signal point angle θ1 from the I signal and the Q signal, and the third phase region discriminating circuit 12 Thus, the region where the signal point on the IQ orthogonal coordinate axis exists is determined from the angle θ1, the control signal is output, and the first selection circuit 6 is controlled. Other configurations are the same as those of the second embodiment.
[0090]
  Third phase region discrimination circuit 12IsSecond phase region discrimination circuit 10In this embodiment, for example, a binary control signal is output by comparing the input value with a predetermined value. However, in this embodiment, the input value becomes the angle θ1 of the signal point. Unlike the first and second embodiments, the angles are different. The predetermined value used in this embodiment will be described later.
[0091]
Also in the third embodiment, for example, areas a1, b1, c1, and d1 divided every 22.5 ° are set in advance, and the signal point of the received signal is set to any area depending on the angle θ1 of the signal point described above. To belong to.
[0092]
Further, the method of detecting the angle of the signal point in the third embodiment is based on the arc tangent (TAN 1) Is detected to detect the angle θ1. Arc Tangent (TAN 1) May be read (detected) from the angle θ1 corresponding to the I and Q signals stored in the read-only memory (ROM). By determining whether the detected angle θ1 is one of the above-described regions a1, b1, c1, and d1, a selection is made from the temporary phase value TPV and the converted phase value CTPV.
[0093]
Hereinafter, the operation of the phase detection device 103 according to the third embodiment will be described.
The temporary phase value TPV, which is the output of the four-phase phase comparator 2, is converted into the converted phase value CTPV by the temporary phase value conversion circuit 5, and is selected from the temporary phase value TPV and the converted phase value CTPV by the first selection circuit 6. The operation until the obtained value is output as the phase value PV is the same as in the first embodiment. In the present embodiment, the method for generating the control signal for controlling the first selection circuit 6 is different from that in the first embodiment. As described above, the arc tangent (TAN) is obtained from the I signal and the Q signal. 1The third phase region discriminating circuit 12 generates a control signal using the angle θ1 obtained by calculating
[0094]
(TAN 1 ROM) and the like signal point angle discriminating circuit 11 detects the angle θ1 of the signal point from the I signal and Q signal, and the third phase region discriminating circuit 12 determines the region where the signal point of the received signal exists from the angle θ1 It is determined which of the areas a1, b1, c1, and d1. Specifically, since the angle θ1 of the signal point of the received signal is used, for example, as shown in FIG. 10, the signal area in the first quadrant is an area a1, b1, The same angle as c1 and d1 is a predetermined value, and the region is divided as follows according to the angle.
[0095]
θ1 = TAN 1(Q / I)
Area a1: 0 <θ1 <22.5 °
Region b1: 22.5 ° <θ1 <45 °
Area c1: 45 ° <θ1 <67.5 °
Region d1: 67.5 ° <θ1 <90 °
[0096]
In the case of the first quadrant, the above values 22.5 °, 45 °, 67.5 °, and 90 ° are used by the third phase region determination circuit 12 to determine the region.
[0097]
For example, if the signal point of the received signal is T in FIG. 1Since (0.5 / 0.87) = 30 °, which is a value in the range of 22.5 ° <θ1 <45 °, it can be seen that the signal point of the received signal exists in the region b1.
[0098]
Then, as in the first embodiment, when there is a signal in the regions b1 and c1, it is not necessary to convert the temporary phase value TPV, so the first selection circuit 6 controls the third phase region determination circuit 12. The temporary phase value TPV is output as it is based on the signal. On the other hand, when a signal exists in the region a1 or d1, the first selection circuit 6 selects and outputs the conversion phase value CTPV output from the temporary phase value conversion circuit 5.
[0099]
  As described above, the phase detection apparatus 103 for obtaining the 8-phase PSK reference carrier wave according to the third embodiment divides the regions a1, b1, c1, d1, etc. where the signal points of the received signal exist by the angle. TAN 1 The signal point angle discriminating circuit 11 such as a ROM detects the angle θ1 of the signal point of the received signal, and the third phase region discriminating circuit 12 discriminates the region where the signal point exists from the angle θ1, and the first selection circuit 6 Since the region where the signal point of the received signal exists can be divided according to the angle, the region can be accurately identified even under a situation where the influence of the amplitude of the received signal is large.Influence of amplitudeBy suppressing this, it is possible to operate more stably than in the first embodiment, and it is possible to make the circuit configuration simpler than in the second embodiment including the Q / I division circuit 9.
[0100]
Embodiment 4 FIG.
  FIG. 11 is a diagram showing ideal signal points of eight phases on the phase plane in an arrangement different from that in FIG. 1 for explaining the fourth embodiment of the present invention. The four-phase ideal signal points are arranged in the middle of any adjacent eight-phase ideal signal points. Specifically, in the first quadrant of the IQ orthogonal coordinate axis, the 4-phase ideal signal point K is arranged at an angle of 45 ° with the I-axis as in FIG. 1, but the 8-phase ideal signal point J is Arranged at an angle of 22.5 ° with the I axis,Ideal signal point LIs arranged at an angle of 67.5 ° with the I axis.
[0101]
The received signal of the four-phase modulation in the first quadrant is phase-controlled in the same manner as in the first to third embodiments and is drawn into the ideal signal point K. Assuming that the 8-phase received signal remains as shown in FIG. 11, the received signal in which the signal point is detected in the region a1 and the region b1 is drawn into the 8-phase ideal signal point J, and the region c1 and the region d1. The received signal from which the signal point is detected needs to be drawn into the eight-phase ideal signal point L. However, when a four-phase phase comparator is used, it is drawn into the four-phase ideal signal point K. .
[0102]
Therefore, unlike the first to third embodiments described above, the phase detection device according to the present embodiment does not convert the output of the four-phase phase comparator, but the common-mode signal I input to the four-phase phase comparator. 8 phase ideal signal points by discriminating the phase region from the quadrature signal Q in advance and performing phase rotation at a fixed angle with respect to the in-phase signal I and quadrature signal Q and inputting them to the four-phase phase comparator. Are matched with the 4-phase ideal signal points to detect the 8-phase phase value. Note that the above fixed angle means that the IQ orthogonal coordinate axes are rotated so that the 8-phase ideal signal points covering the phase region where the signal points of the received signal are detected overlap the arrangement of the 4-phase ideal signal points. Is an angle.
[0103]
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the phase detection device 104 according to the fourth embodiment of the present invention. 13 and 14 are diagrams showing the phase values of the phase detection device 104 of FIG. 12 on the IQ orthogonal coordinate axes.
[0104]
The phase detector 104 for obtaining the 8-phase PSK reference carrier wave in FIG. 12 is mainly different from the phase detector 103 in the third embodiment shown in FIG. The complex multiplier 13 that rotates the in-phase signal I and the quadrature signal Q is provided in the previous stage of the comparator 2, and the temporary phase value conversion circuit 5 and the first selection circuit 6 in the subsequent stage of the 4-phase phase comparator 2. Therefore, the third phase region discriminating circuit 12 that outputs the control signal to the first selection circuit 6 and the signal point angle discriminating circuit 11 are also eliminated, and sine waves and cos waves are generated for the complex multiplier 13. The numerically controlled oscillator 15 is provided, and the numerically controlled oscillator 15 is provided with a fourth phase region discriminating circuit 14 that outputs a control signal that discriminates the phase region of the received signal. Other configurations are the same as those of the third embodiment.
[0105]
In the present embodiment, the output of the four-phase phase comparator 2 is directly input to the loop filter 7 as the phase value PV instead of the provisional phase value TPV because there is no subsequent circuit.
[0106]
The complex multiplier 13 includes three to sixth multipliers 41 to 44, a third subtractor 45, and a second adder 46. The third multiplier 41 receives the in-phase signal I and the cos wave from the numerically controlled oscillator 15 and outputs a multiplication result. The fourth multiplier 42 receives the quadrature signal Q and the cos wave from the numerically controlled oscillator 15 and outputs a multiplication result. The fifth multiplier 43 receives the in-phase signal I and the sin wave from the numerically controlled oscillator 15 and outputs a multiplication result. The sixth multiplier 44 receives the quadrature signal Q and the sin wave from the numerically controlled oscillator 15 and outputs a multiplication result.
[0107]
The third subtracter 45 subtracts the output of the sixth multiplier 44 from the output of the third multiplier 41 and outputs it as a rotation in-phase signal I ′. The second adder 46 outputs the output of the fourth multiplier 42. And the output of the fifth multiplier 43 are added and output as a rotation orthogonal signal Q ′.
[0108]
Hereinafter, the operation of the phase detection device 104 according to the fourth embodiment will be described.
For example, the fourth phase region discriminating circuit 14 discriminates the phase region of the received signal in the same manner as the third phase region discriminating circuit 12 of the third embodiment, but the input signal is an in-phase signal (I signal) and a quadrature signal ( Q signal), the determination method is different from that of the third embodiment. For example, as in the second embodiment, the region where the received signal exists is determined by comparing the magnitudes in consideration of the polarities of the I signal and the Q signal. The regions to be determined are the region a1 and the region in FIG. It is only necessary to determine whether the region is a region (a1 + b1) to which b1 is added or a region (c1 + d1) to which the region c1 and the region d1 are added.
[0109]
When the received signal exists in the area (a1 + b1), the fourth phase area determination circuit 8 outputs a fixed value of 22.5 degrees. Then, a fixed value of cos (22.5 °) and sin (22.5 °) is output from the numerically controlled oscillator 15. On the other hand, when the received signal exists in the region (c1 + d1), the fourth phase region determination circuit 8 outputs a fixed value of −22.5 degrees. Then, fixed values of cos (−22.5 °) and sin (−22.5 °) are output from the numerically controlled oscillator 15.
[0110]
When the received signal exists in the region (a1 + b1), the complex multiplier 13 performs +22.5 degree fixed phase rotation on the in-phase signal (I signal) and the quadrature signal (Q signal). If it exists in the region (c1 + d1), a fixed phase rotation of −22.5 degrees is performed.
[0111]
FIG. 13 is a diagram illustrating IQ orthogonal coordinate axes when +22.5 degrees fixed phase rotation is performed on the I signal and the Q signal.
The 8-phase ideal signal point J shown in FIG. 11 is subjected to a fixed phase rotation of +22.5 degrees. As a result, the signal point arrangement of the ideal signal point J output from the complex multiplier 13 is a 4-phase ideal signal. It coincides with point K. The rotation in-phase signal I ′ and the rotation quadrature signal Q ′ output from the complex multiplier 13 are input to the four-phase comparator 2, and the 8-phase reference carrier wave when the received signal exists in the region (a1 + b1). Are detected.
[0112]
FIG. 14 is a diagram illustrating IQ orthogonal coordinate axes when a fixed phase rotation of −22.5 degrees is performed on the I signal and the Q signal.
The ideal signal point L of 8 phases shown in FIG. 11 is subjected to a fixed phase rotation of −22.5 degrees. As a result, the signal point arrangement of the ideal signal point L output from the complex multiplier 13 is the ideal signal point of 4 phases. Matches K. The rotation in-phase signal I ′ and the rotation quadrature signal Q ′ output from the complex multiplier 13 are input to the four-phase comparator 2, and the 8-phase reference carrier wave when the received signal exists in the region (c1 + d1). Are detected.
[0113]
Although the above description has been given only for the first quadrant, the phase of the 8-phase reference carrier can be detected in the same manner for the second to fourth quadrants.
[0114]
As described above, the phase detection apparatus 104 for obtaining the 8-phase PSK reference carrier wave according to the fourth embodiment discriminates the area where the received signal exists by the fourth phase area discriminating circuit 14, and Correspondingly, the complex multiplier 13 applies a fixed phase rotation of +22.5 degrees or −22.5 degrees to the received signal, converts the signal point arrangement of the 8-phase PSK system into the signal point arrangement of the QPSK system, and uses for QPSK. Since the 4-phase phase comparator 2 is configured to be used as it is, the phase of the carrier wave corresponding to the 8-phase PSK signal point arrangement can be detected with a relatively simple circuit configuration as in the first embodiment. Can do.
[0115]
Further, since the four-phase phase comparator 2 is composed of a modified Costas circuit, it is possible to obtain a reference carrier for 8-phase PSK that operates with high accuracy and stability using a relatively simple and small circuit configuration. Therefore, the noise component and the fluctuation component do not remain in the reference carrier as they are, and a highly accurate reference carrier can be obtained.
[0116]
Further, in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, since there are eight phase stable points, it is easy to cause a slip to an adjacent phase stable point at low C / N. In the fourth embodiment, since there are four phase stable points, the operational stability can be improved.
[0117]
Each of the above embodiments is applied to a phase detector for generating a reference carrier wave when demodulating an 8-phase PSK modulated wave. For example, a demodulator such as a digital television receiver is used. You may incorporate in the one part circuit of a part.
[0118]
Further, the types of various circuits constituting the phase detection device, the connection state, the types of main signal units connected to the phase detection device, the control method, and the like are not limited to the above-described embodiments.
[0119]
【The invention's effect】
According to the first to fifth aspects of the present invention, the magnitude of the temporary phase value by the four-phase phase comparator for QPSK demodulation is compared with a fixed value, thereby determining the area where the received signal exists, and the temporary area value is determined according to the area. Since it is selected whether to output the phase value as it is, or to output a value obtained by adding or subtracting a fixed value to the provisional phase value, the carrier wave phase detector corresponding to the 8-phase PSK signal point arrangement is configured. There is an effect that the phase of the reference carrier wave corresponding to the signal point arrangement of the 8-phase PSK system can be detected with a simple and small circuit configuration.
Furthermore, even when the received line quality is poor (low C / N) such that the received wave includes a noise component or a fluctuation component due to the influence of fading or the like, the noise component and the fluctuation component are directly used as a reference. Since the reference carrier wave that does not remain in the carrier wave and that operates with high accuracy and stability can be obtained, the phase slip of the reproduced reference carrier wave is less likely to occur in the wrong phase, and the reception operation is stable. It has the effect that can be improved.
[0120]
Further, in the present invention of claim 6, since the ratio of the I signal and the Q signal is calculated and the region where the received signal exists is determined from the ratio, in addition to the above effect, the presence of the received signal Area can be divided according to the angle, and even under the situation where the influence of the amplitude of the received signal is large, the area can be accurately identified and the influence of the amplitude of the received signal can be suppressed, so that the operation is stabilized. Has the effect of being able to.
[0121]
  In the present invention of claim 7, the region where the signal point of the received signal exists is set by dividing by the angle, and the TAN is obtained from the I signal and the Q signal. 1In addition to the above effects, the signal point of the received signal exists with a simple circuit configuration. Area can be divided according to the angle, and the area can be accurately determined even under the influence of the amplitude of the received signalInfluence of amplitudeIt has the effect that it can be made to operate stably by suppressing.
[0122]
According to the eighth to eleventh aspects of the present invention, a region where a received signal exists is determined, a fixed phase rotation is given to the received signal in correspondence with the region, and the signal point arrangement of the 8-phase PSK system is changed to the signal point of the QPSK system. Since the four-phase phase comparator for QPSK can be used by converting to the arrangement, the phase stable point is reduced from 8 points to 4 points. In addition to the effects of claims 1 to 5, low C / Even at N o'clock, it is difficult to cause slip to the adjacent phase stabilization point, and the operational stability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing ideal signal points of 4 phases and 8 phases on a phase plane for explaining the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an 8-phase PSK phase detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of phase values detected by the 8-phase PSK phase detection device of FIG. 2 on IQ orthogonal coordinate axes.
FIG. 4 is a diagram showing examples of various phase values in the first quadrant of IQ orthogonal coordinate axes.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a region where an absolute value of a temporary phase value in IQ orthogonal coordinates is larger than a fixed value and a phase angle.
FIG. 6 is a diagram illustrating an output selected by a selection circuit and an output of a four-phase phase comparator, an output of a provisional phase value conversion circuit, and the like in the present embodiment;
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a phase detection device according to a second embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing phase values of the phase detection device of FIG. 7 on IQ orthogonal coordinate axes.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a phase detection device according to a third embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing phase values of the phase detection device of FIG. 9 on IQ orthogonal coordinate axes.
FIG. 11 is a diagram showing ideal signal points of 8 phases on a phase plane in an arrangement different from that in FIG. 1 for the explanation of Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a phase detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating one state of the phase value of the phase detection device of FIG. 12 on an IQ orthogonal coordinate axis.
14 is a diagram showing a state different from that of FIG. 13 of the phase value of the phase detection device of FIG. 12 on an IQ orthogonal coordinate axis.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration in which a reproduction carrier wave is obtained by demodulating a phase shift keying reception signal using a frequency multiplication method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Quadrature detector, 2 4-phase phase comparator, 3 1st phase area discrimination circuit, 5 Temporary phase value conversion circuit, 6 1st selection circuit, 7 Loop filter, 8 Numerically controlled oscillator, 21 1st polarity discrimination circuit, 22 2nd polarity discriminating circuit, 23 1st multiplier, 24 2nd multiplier, 25 1st subtractor, 31 3rd polarity discriminating circuit, 32 2nd fixed value memory | storage part, 33 1st adder, 34 2nd subtractor , 35 second selection circuit, 51 absolute value calculation circuit, 52 first fixed value storage unit, 53 comparison circuit, 101 phase detector, I in-phase signal, Q quadrature signal, TPV temporary phase value, CTPV conversion phase value, PV Phase value, RC received signal.

Claims (11)

8相変調(8相PSK:Phase Shift Keying)方式で位相変調されたデジタル信号を同期検波して復調する際に用いられる基準搬送波を再生するための位相検出装置であって、
受信信号の同相(I)信号および直交(Q)信号から4相変調(QPSK:Quadrature Phase Shift Keying)方式用の基準搬送波を仮位相値として出力する4相位相比較器と、
送受信に用いられた8相変調方式における理想信号点の絶対値を前記仮位相値に加算した値を演算し、かつ、前記仮位相値から前記絶対値を減算した値も演算すると共に、位相平面における反時計回り方向を正方向と設定して前記仮位相値から極性を判別し、該極性が正の場合には前記加算した値を出力し、前記極性が負の場合には前記減算した値を変換位相値として出力する仮位相値変換回路と、
前記4相位相比較器に入力する同相信号および直交信号、または、該4相位相比較器から出力される仮位相値に基づいて、位相平面上における受信信号点の存在領域を判別し、該存在領域を示す領域信号を出力する位相領域判別回路と、
該領域信号に基づいて前記仮位相値と前記変換位相値とを切り替えて出力する選択回路と
を有することを特徴とする位相検出装置。
A phase detection device for reproducing a reference carrier wave used for synchronous detection and demodulation of a digital signal phase-modulated by an 8-phase modulation (8-phase PSK) method,
A four-phase phase comparator that outputs a reference carrier for a quadrature phase shift keying (QPSK) system as a temporary phase value from an in-phase (I) signal and a quadrature (Q) signal of the received signal;
A value obtained by adding the absolute value of an ideal signal point in the 8-phase modulation method used for transmission / reception to the temporary phase value is calculated, and a value obtained by subtracting the absolute value from the temporary phase value is also calculated. The counterclockwise direction in is set as a positive direction, and the polarity is determined from the provisional phase value. When the polarity is positive, the added value is output, and when the polarity is negative, the subtracted value is output. A temporary phase value conversion circuit that outputs a converted phase value;
Based on the in-phase signal and the quadrature signal input to the four-phase phase comparator, or the provisional phase value output from the four-phase phase comparator, the presence area of the received signal point on the phase plane is determined, A phase region discrimination circuit that outputs a region signal indicating the presence region;
A phase detection device comprising: a selection circuit that switches and outputs the temporary phase value and the converted phase value based on the region signal.
前記位相領域判別回路は、8相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を2等分割する角度毎に領域を判別することを特徴とする請求項1に記載の位相検出装置。  The phase detection device according to claim 1, wherein the phase region determination circuit determines a region for each angle that bisects an angle between adjacent ideal signal points on a phase plane of an eight-phase modulation system. . 前記選択回路は、前記位相領域判別回路により判別された領域信号が、4相変調方式と8相変調方式に共通の理想信号点に近い方の領域であることを示す信号である場合は前記仮位相値を選択し、8相変調方式のみの理想信号点に近い方の領域であることを示す信号である場合は前記変換位相値を選択することを特徴とする請求項2に記載の位相検出装置。The selection circuit, the phase region domain signal is discriminated by discriminating circuit, four-phase modulation scheme and 8-phase when a signal indicative of the region closer to a common ideal signal point in a modulation scheme the temporary select the phase value, the phase detector of claim 2 for a signal indicative of the region closer to the ideal signal points of only eight-phase modulation method, characterized by selecting the conversion phase value apparatus. 前記選択回路は、前記位相領域判別回路により判別された領域信号が、4相変調方式の位相制御方向の極性と8相変調方式の位相制御方向の極性が同じになることを示す場合には前記仮位相値を選択し、4相変調方式の位相制御方向の極性と8相変調方式の位相制御方向の極性が逆方向になることを示す場合には前記変換位相値を選択することを特徴とする請求項2に記載の位相検出装置。When the selection signal indicates that the region signal determined by the phase region determination circuit indicates that the polarity of the phase control direction of the four-phase modulation method is the same as the polarity of the phase control direction of the eight-phase modulation method, The provisional phase value is selected, and when the polarity of the phase control direction of the four-phase modulation method and the polarity of the phase control direction of the eight-phase modulation method are reversed, the conversion phase value is selected. The phase detection device according to claim 2. 前記位相領域判別回路は、前記4相位相比較器から出力される仮位相値を所定値と比較する比較回路を有し、該回路の比較結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の位相検出装置。  The phase region discriminating circuit has a comparison circuit that compares a temporary phase value output from the four-phase phase comparator with a predetermined value, and discriminates an existing region of a reception signal point based on a comparison result of the circuit. The phase detection device according to claim 1. 前記位相領域判別回路は、前記4相位相比較器に入力する同相信号および直交信号の値の比を求める除算回路を有し、該回路の除算結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の位相検出装置。  The phase region discrimination circuit has a division circuit for obtaining a ratio between the values of the in-phase signal and the quadrature signal input to the four-phase phase comparator, and discriminates the existence region of the reception signal point based on the division result of the circuit. The phase detection device according to any one of claims 1 to 4. 前記位相領域判別回路は、前記4相位相比較器に入力する同相信号および直交信号のアークタンジェントの値を求める信号点角度判別回路を有し、該回路の演算結果により受信信号点の存在領域を判別することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の位相検出装置。The phase region discriminating circuit has a signal point angle discriminating circuit for obtaining arc tangent values of the in-phase signal and the quadrature signal to be input to the four-phase phase comparator, and a reception signal point existing region is calculated based on the calculation result of the circuit The phase detection device according to claim 1, wherein: 8相変調方式で位相変調されたデジタル信号を同期検波して復調する際に用いられる基準搬送波を再生するための位相検出装置であって、
受信信号の同相信号および直交信号から位相平面上における受信信号点の存在領域を判別し、受信信号点の存在領域を示す領域信号を出力する位相領域判別回路と、
前記領域信号に基づいて領域毎に異なる固定角度のサイン波およびコサイン波を発生させる数値制御発振器と、
前記同相信号および直交信号に対する前記固定角度のサイン波の積と、前記同相信号および直交信号に対する前記固定角度のコサイン波の積とを、位相が直交する積同士を加算させることにより、前記同相信号および直交信号に位相回転を与えて出力する複素乗算器と、
前記複素乗算器から出力される位相回転が与えられた同相信号および直交信号に対して、4相変調方式の搬送波用の位相値を出力する4相位相比較器と、
を有することを特徴とする位相検出装置。
A phase detection device for reproducing a reference carrier wave used for synchronous detection and demodulation of a digital signal phase-modulated by an 8-phase modulation method,
A phase region discriminating circuit that discriminates an existence region of a reception signal point on a phase plane from an in-phase signal and a quadrature signal of the reception signal, and outputs a region signal indicating the existence region of the reception signal point;
A numerically controlled oscillator that generates a sine wave and a cosine wave at different fixed angles for each region based on the region signal;
The product of the fixed angle sine wave with respect to the in-phase signal and the quadrature signal and the product of the fixed angle cosine wave with respect to the in-phase signal and the quadrature signal, by adding the products whose phases are orthogonal to each other, A complex multiplier for outputting a phase rotation to the in-phase signal and the quadrature signal;
A four-phase phase comparator that outputs a phase value for a carrier wave of a four-phase modulation scheme with respect to an in-phase signal and a quadrature signal to which a phase rotation is output from the complex multiplier ;
A phase detector.
前記位相領域判別回路は、8相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を2等分割する角度毎に受信信号の領域を判別することを特徴とする請求項8に記載の位相検出装置。  The said phase area | region discrimination circuit discriminate | determines the area | region of a received signal for every angle which divides the angle between the adjacent ideal signal points on the phase plane of an 8-phase modulation system into two equal parts. Phase detector. 前記位相領域判別回路は、受信信号の領域を、8相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を2等分割する角度毎に加え、4相変調方式の位相平面上における隣り合う理想信号点間の角度を2等分割する角度毎にも判別し、
前記複素乗算器は、前記位相領域判別回路により検出された領域信号に最も近い8相変調方式の理想信号点が、該8相方式の理想信号点と最も近い4相方式の理想信号点と重なるように、前記同相信号および直交信号に対して位相回転を与えることを特徴とする請求項9に記載の位相検出装置。
The phase region discriminating circuit adds the region of the received signal to each angle that divides the angle between adjacent ideal signal points on the phase plane of the eight-phase modulation scheme into two equal parts, and is adjacent to the phase plane of the four-phase modulation scheme. The angle between matching ideal signal points is also determined for each angle that is divided into two equal parts,
In the complex multiplier, the ideal signal point of the 8-phase modulation system closest to the domain signal detected by the phase domain discrimination circuit overlaps the ideal signal point of the 4-phase system closest to the ideal signal point of the 8-phase system. The phase detection apparatus according to claim 9, wherein phase rotation is applied to the in-phase signal and the quadrature signal.
前記位相領域判別回路は、位相平面の反時計回り方向を正方向と設定して、前記4相変調方式の受信信号の領域毎に位相制御方向の極性を判別し、
前記複素乗算器は、該極性が正の場合には、該領域内の8相変調方式の理想信号点が、該8相方式の理想信号点と最も近い4相方式の理想信号点と重なるように、前記同相信号および直交信号に対して位相回転を与えることを特徴とする請求項9に記載の位相検出装置。
The phase region determination circuit sets the counterclockwise direction of the phase plane as a positive direction, determines the polarity of the phase control direction for each region of the reception signal of the four-phase modulation method,
In the complex multiplier, when the polarity is positive, the ideal signal point of the 8-phase modulation system in the region overlaps with the ideal signal point of the 4-phase system closest to the ideal signal point of the 8-phase system. The phase detection apparatus according to claim 9, wherein phase rotation is applied to the in-phase signal and the quadrature signal.
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