JP4098745B2 - ディジタル復調器 - Google Patents
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Description
(cosωct ,sinωct)=(1,0)、(0,1)、(−1,0)、(0,−1)
となる。なお、図9中の同相信号および直交信号の "0" は、0が出力されることを示し、下線はA/D変換器出力の符号反転したものである。したがって、図8に示す構成により、受信信号(A/D変換器出力)と搬送波の同相成分および直交成分との乗算による同相成分および直交成分のベースバンド信号を生成することができる。
第1の選択回路から出力された同相信号を入力して波形整形する第1の波形整形フィルタと、
第1の波形整形フィルタに対して出力位相がT/4遅れる特性を有し、第1の選択回路から出力された同相信号を入力して波形整形する第2の波形整形フィルタと、
第1の選択回路から出力された直交信号を1サンプル時間遅延させる遅延回路と、
第2の波形整形フィルタと同一特性を有し、遅延回路から出力された直交信号を入力して波形整形する第3の波形整形フィルタと、
第1の波形整形フィルタと同一特性を有し、第1の選択回路から出力された直交信号を入力して波形整形する第4の波形整形フィルタと、
第1の波形整形フィルタおよび第3の波形整形フィルタの各出力をそれぞれ二乗して加算する第1の二乗加算手段と、第2の波形整形フィルタおよび第4の波形整形フィルタの各出力をそれぞれ二乗して加算する第2の二乗加算手段と、各二乗加算手段の各出力の符号を反転する第3および第4の符号反転回路と、第1の二乗加算回路の出力と第3の符号反転回路の出力を交互に選択する第2の選択回路と、第2の二乗加算回路の出力と第4の符号反転回路の出力を交互に選択する第3の選択回路と、第2および第3の選択回路の出力をそれぞれ積算する第1および第2の積算回路と、第1の積算回路の出力を実部および第2の積算回路の出力を虚部とする複素平面上のベクトル角度をタイミング誤差信号として出力する逆正接演算回路とを含むタイミング誤差検出回路と、
第1〜第4の波形整形フィルタの各出力を入力とし、タイミング誤差信号に基づく補間処理によりタイミング補正された同相信号および直交信号として出力するタイミング補正回路とを備える。
図1は、本発明のディジタル復調器の第1の実施形態を示す。図において、IF信号は直交復調器100に入力されて直交復調される。この直交復調器100は、基本的には図10に示す従来の直交復調器と同じ構成である。従来の直交復調器は、図11に示すように、搬送波の位相状態に応じて出力が "0”になる。たとえば、同相信号の場合、搬送波(cos) の振幅は1,0,−1,0の繰り返しとなり、同相信号はカウンタ値0〜3が奇数の時刻に "0”になる。このため、直交復調器の各出力に接続された波形整形フィルタ(ロールオフフィルタ)は、 "0”が入力されるタップの計算を省くことができる。本実施形態で用いる直交復調器100は、 "0”の出力を止め、搬送波の振幅が0になるタイミングでは直前の出力を保持する構成であり、同相信号と直交信号がT/4ごとに交互に変化する。また、同相信号と直交信号は遅延調整され、同一タイミングで出力される構成である。直交復調器100の動作タイミングを図3に示す。ここに示すように、従来の直交復調器においてはカウンタおよび選択回路がシンボルレートの4倍の周波数で動作する必要があるのに対して、本実施形態の直交復調器100はナイキストレートで動作する構成であり、動作速度の低減が可能になっている。
図6は、本発明のディジタル復調器の第2の実施形態を示す。図において、IF信号は直交復調器110に入力されて直交復調される。この直交復調器110は、基本的には図8に示す従来の直交復調器と同じ構成である。ただし、搬送波の振幅が0になるタイミングでは直前の出力を保持し、出力である同相信号と直交信号は遅延調整され同一タイミングで出力される点が異なる。本実施形態では、直交復調器110に内蔵されるA/D変換器のサンプリングレートがシンボルレートの4倍であるが、出力タイミングとしては図3に示した第1の実施形態と同一になる。したがって、直交復調器110以降の構成は、第1の実施形態と同一の構成で対応することができる。
図7は、本発明のディジタル復調器の第3の実施形態を示す。本実施形態は、第1の実施形態の構成において、タイミング補正回路300でタイミング同期が確立した同相信号および直交信号に対して、搬送波同期回路500で搬送波同期を行う構成を示す。ここでは、バースト伝送を仮定し、バーストの先頭に配置された固定パターンを用いてタイミング同期を確立し、その後のデータシンボル伝送時にタイミング同期の追従動作を行う場合を想定する。なお、第2の実施形態の構成においても同様である。
101,102,111 A/D変換器
103 遅延回路
104 補間回路
105,106,112 符号反転回路
107,113 選択回路
108,114 カウンタ
200,230 波形整形フィルタ(LPF(a))
210,220 波形整形フィルタ(LPF(b))
240 遅延回路(FF)
300 タイミング補正回路
400 タイミング誤差検出回路
410,411,412,413 二乗回路
420,425 加算回路
430,435 符号反転回路
440,445 選択回路
450,455 積算回路
460 逆正接演算回路
500 搬送波同期回路
600 トラッキング回路
Claims (3)
- シンボルレートfs、シンボル周期T(=1/fs)で、中間周波数の受信信号を2分岐して並列に入力し、それぞれサンプリング周波数2fsでT/4だけ異なるタイミングで交互に量子化を行う2つのA/D変換器と、前記2つのA/D変換器の一方の出力に接続され、前記2つのA/D変換器の相対的な量子化タイミング差のT/4からのずれを補正する補間回路と、前記2つのA/D変換器の他方の出力に接続され、前記補間回路の処理遅延と同じ遅延を与える遅延回路と、前記補間回路および前記遅延回路の各出力の符号を反転する第1および第2の符号反転回路と、周波数2fsで、前記補間回路の出力と前記第1の符号反転回路の出力を交互に選択した同相信号と、前記遅延回路の出力と前記第2の符号反転回路の出力を交互に選択した直交信号とを同一タイミングで出力する第1の選択回路とを含む直交復調器と、
前記第1の選択回路から出力された同相信号を入力して波形整形する第1の波形整形フィルタと、
第1の波形整形フィルタに対して出力位相がT/4遅れる特性を有し、前記第1の選択回路から出力された同相信号を入力して波形整形する第2の波形整形フィルタと、
前記第1の選択回路から出力された直交信号を1サンプル時間遅延させる遅延回路と、
前記第2の波形整形フィルタと同一特性を有し、前記遅延回路から出力された直交信号を入力して波形整形する第3の波形整形フィルタと、
前記第1の波形整形フィルタと同一特性を有し、前記第1の選択回路から出力された直交信号を入力して波形整形する第4の波形整形フィルタと、
前記第1の波形整形フィルタおよび前記第3の波形整形フィルタの各出力をそれぞれ二乗して加算する第1の二乗加算手段と、前記第2の波形整形フィルタおよび前記第4の波形整形フィルタの各出力をそれぞれ二乗して加算する第2の二乗加算手段と、前記各二乗加算手段の各出力の符号を反転する第3および第4の符号反転回路と、前記第1の二乗加算回路の出力と前記第3の符号反転回路の出力を交互に選択する第2の選択回路と、前記第2の二乗加算回路の出力と前記第4の符号反転回路の出力を交互に選択する第3の選択回路と、前記第2および第3の選択回路の出力をそれぞれ積算する第1および第2の積算回路と、前記第1の積算回路の出力を実部および前記第2の積算回路の出力を虚部とする複素平面上のベクトル角度をタイミング誤差信号として出力する逆正接演算回路とを含むタイミング誤差検出回路と、
前記第1〜第4の波形整形フィルタの各出力を入力とし、前記タイミング誤差信号に基づく補間処理によりタイミング補正された同相信号および直交信号として出力するタイミング補正回路と
を備えたことを特徴とするディジタル復調器。 - シンボルレートfs、シンボル周期T(=1/fs)で、中間周波数の受信信号を入力し、サンプリング周波数4fsで量子化を行うA/D変換器と、前記A/D変換器の出力の符号を反転する第1の符号反転回路と、周波数2fsごとに前記A/D変換器の出力と前記第1の符号反転回路の出力を交互に選択した同相信号と直交信号とを同一タイミングで出力する第1の選択回路とを含む直交復調器と、
前記第1の選択回路から出力された同相信号を入力して波形整形する第1の波形整形フィルタと、
第1の波形整形フィルタに対して出力位相がT/4遅れる特性を有し、前記第1の選択回路から出力された同相信号を入力して波形整形する第2の波形整形フィルタと、
前記第1の選択回路から出力された直交信号を1サンプル時間遅延させる遅延回路と、
前記第2の波形整形フィルタと同一特性を有し、前記遅延回路から出力された直交信号を入力して波形整形する第3の波形整形フィルタと、
前記第1の波形整形フィルタと同一特性を有し、前記第1の選択回路から出力された直交信号を入力して波形整形する第4の波形整形フィルタと、
前記第1の波形整形フィルタおよび前記第3の波形整形フィルタの各出力をそれぞれ二乗して加算する第1の二乗加算手段と、前記第2の波形整形フィルタおよび前記第4の波形整形フィルタの各出力をそれぞれ二乗して加算する第2の二乗加算手段と、前記各二乗加算手段の各出力の符号を反転する第2および第3の符号反転回路と、前記第1の二乗加算回路の出力と前記第2の符号反転回路の出力を交互に選択する第2の選択回路と、前記第2の二乗加算回路の出力と前記第3の符号反転回路の出力を交互に選択する第3の選択回路と、前記第2および第3の選択回路の出力をそれぞれ積算する第1および第2の積算回路と、前記第1の積算回路の出力を実部および前記第2の積算回路の出力を虚部とする複素平面上のベクトル角度をタイミング誤差信号として出力する逆正接演算回路とを含むタイミング誤差検出回路と、
前記第1〜第4の波形整形フィルタの各出力を入力とし、前記タイミング誤差信号に基づく補間処理によりタイミング補正された同相信号および直交信号として出力するタイミング補正回路と
を備えたことを特徴とするディジタル復調器。 - 請求項1または請求項2に記載のディジタル復調器において、
前記タイミング補正回路から出力される同相信号および直交信号に対して搬送波位相を調整する搬送波同期回路と、
前記搬送波同期回路の出力から残留するタイミング誤差を検出するトラッキング回路とを備え、
前記タイミング誤差検出回路は、間欠的に受信される受信信号の先頭の一定期間のみ動作した後にその出力を保持し、前記タイミング補正回路は、その後続の受信信号に対しては前記トラッキング回路の出力と前記タイミング誤差検出回路の出力の加算結果に応じてタイミング補正を行う構成である
ことを特徴とするディジタル復調器。
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