JP4178668B2

JP4178668B2 - ディジタル復調装置

Info

Publication number: JP4178668B2
Application number: JP17195199A
Authority: JP
Inventors: 淳山下
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: JP2001007878A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル復調装置に係り、より詳細には、主に、π／４−ＤＱＰＳＫ（差動４相位相変調）方式の変調波の復調において、送信側（基地局）に同期したクロック信号の再生に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基地局と複数の移動局とで構成され、π／４−ＤＱＰＳＫのディジタル方式で通信する移動無線システムの移動局において、基地局等より送信された信号からのデータ復調を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を使用したソフトウエア処理により行うものがある。図３にこのＤＳＰの要部ブロック図を示す。
図３において、１はＡ／Ｄ変換部であり、受信した高周波（ＲＦ）信号を周波数変換した中間周波（ＩＦ）信号につきアンダーサンプリングし、ディジタル信号に変換するものである。なお、アンダーサンプリングとは、上記中間周波数（例えば、４５５ＫＨｚ）の信号を、ある規則に従った上記中間周波数より低い周波数（例えば、２６０ＫＨｚ）でサンプリングする方法であり、このサンプリングによりＱＰＳＫにおけるＩ成分及びＱ成分の分離が可能となることが知られている。
【０００３】
２がＤＳＰであり、下記説明のものを備えてなる。2aは直交検波部であり、前記Ａ／Ｄ変換部31より入力される信号に「１」、「−１」を乗算しながら直交検波し、Ｉ成分及びＱ成分を出力する。2bはルートナイキスト特性のディジタルフィルタであり、前記直交検波された信号をベースバンド信号に変換する。
2cは位相誤差算出部であり、キャリア搬送波に生じる位相誤差を算出する。
2dは位相回転部であり、前記位相誤差算出部2cで算出した位相誤差をもとにディジタルフィルタ2bよりの信号に対し位相補正（回転）する。2eはタイミング抽出部であり、準同期検波を行う際にゼロクロス点（１→０等に変化する部分）を検出してタイミング補正する。2fは差動復号部であり、受信信号ベクトル軌跡からマッピング則に従ってデータ復号を行う。2gはクロック生成部であり、ＦＩＦＯ３、または、信号処理（例えばデスクランブル処理、基地局等への送信）に使用するクロック信号を生成する。
【０００４】
３はＦＩＦＯ（First in First Out）であり、復号データをメモリする。
ここで、従来、クロック生成部2gにおいて再生されるクロックはバースト的なタイミングクロックである。
一方、移動局が送信する際、基地局に追従した定レート低ジッタのクロックを移動局側で生成し、このクロックを用いて変調を行うことが望ましいところ、前記バースト的なクロックにおいてはジッタが大きくなってしまうという欠点があった。このため、移動体通信の高品質、高安定化が要求される近年、この要求を満たすことが困難となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の欠点の解決を図ったものであり、基地局に追従した定レート低ジッタのクロックの再生を可能にしたディジタル復調装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アナログの中間周波信号についてアンダーサンプリングによりディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部よりの信号について直交検波し、Ｉ成分及びＱ成分とを出力する直交検波部と、前記直交検波部よりの信号をルートナイキスト特性のもとにベースバンド信号に変換するディジタルフィルタと、キャリア搬送波に生じる位相誤差を算出する位相誤差算出部と、前記位相誤差算出部で算出した位相誤差をもとに前記ディジタルフィルタよりの信号に対し位相補正する位相回転部と、準同期検波を行う際にゼロクロス点を検出し、前記ベースバンド信号に対しタイミング補正するタイミング抽出部と、受信信号ベクトル軌跡からマッピング則に従ってデータ復号を行う差動復号部とを備え、主に、π／４−ＤＱＰＳＫ（差動４相位相変調）方式のディジタル変調波をソフトウエア処理により復調するディジタル復調装置において、前記位相回転部よりの復号データ及びタイミング抽出部よりの信号とから復号データのシンボル点またはゼロクロス点を検出し、同検出したシンボル点またはゼロクロス点に同期した同期信号を出力する同期信号出力手段と、前記同期信号出力手段よりの同期信号に同期し、クロック信号を生成するクロック信号生成手段を設け、送信側のクロック信号に同期したクロック信号を再生するディジタル復調装置を提供するものである。
【０００７】
また、前記同期信号出力手段を、前記位相回転部よりの信号及びタイミング抽出部よりの信号とから復号データのシンボル点またはゼロクロス点を抽出するシンボル点・ゼロクロス点検出部と、前記シンボル点・ゼロクロス点検出部で検出したシンボル点またはゼロクロス点にもとづき同期信号を出力する出力部とで構成する。
【０００８】
また、前記出力部が、予め定めた複数シンボルにおけるシンボル点またはゼロクロス点に同期して一つの同期信号を出力するようにする。
【０００９】
また、前記クロック信号生成手段を、生成対象であるクロックの周波数より十分に高い予め定めた周波数の信号が入力され、同信号をカウントする第１のカウンタと、前記第１のカウンタによるカウント値「０」をデコードするデコーダと、前記デコーダよりの信号のデューティ比を所定のデューティ比の信号に変換し、前記クロックとして出力するトリガフリップフロップと、前記クロックをカウントし、同カウントデータのＭＳＢデータを出力する第２のカウンタと、前記第２のカウンタよりのＭＳＢデータをラッチするとともに、前記同期信号でリセットされるシフトレジスタと、前記シフトレジスタよりの信号をもとに前記第１のカウンタをリセットするリセット部とで構成する。
【００１０】
また、Ｎシンボル点間隔ごとに一つの同期信号を出力するとしたとき、前記第２のカウンタのカウントデータをＮ＋１ビットからなるデータとする。
【００１１】
また、前記同期信号出力手段における同期信号の出力処理が、前記ソフトウエア処理プロセスに割り込んで行うようにする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１は本発明によるディジタル復調装置の一実施例を示す要部ブロック図である。同図において、図３と共通のものについては同一符号を付してあり、2hはシンボル点・ゼロクロス点検出部であり、位相回転部2dよりの信号及びタイミング抽出部2eよりの信号とから復号データのシンボル点又はゼロクロス点を抽出する（以下、検出部と記す）。ここに、シンボル点とは、多数のサンプリングポイント中の略ピーク点を意味し、ゼロクロス点とは、＋１→−１に変化する部分、又は−１→＋１に変化する部分等を意味する。
2iは出力部であり、予め定めた複数シンボルにおけるシンボル点またはゼロクロス点（検出部2h）に同期して一つの同期信号を出力する。
なお、図３と共通部分については説明を省略する。
【００１３】
また、上述の同期信号の出力処理は、ＤＳＰ２におけるソフトウエア処理プロセスに割り込んで行われる。ＤＳＰ２は設定されたプロセス（ソフトウエア）に従い、直交検波処理、フィルタ処理、位相誤差算出処理、位相回転処理等、ＤＳＰが具備する前述のような諸機能を高速に処理していくが、本発明における同期信号の出力処理はこれら一連の処理プロセスに割り込んで行うように予めソフト処理をするものである。
４は第１のカウンタであり、生成対象であるクロックCKｏの周波数fbより十分に高い周波数fsの信号が入力され、同信号をカウントする。
５はデコーダであり、第１のカウンタ４のカウント値「０」をデコードする。このカウント値「０」は、前記周波数fb、fsの比（＝fs／２fb）ごとに第１のカウンタ４をリセット（リセット部９）することで生じる。
例えば、fs＝2.3296ＭＨｚ、fb＝9.6 ＫＨｚとした場合、fs／２fb＝121.33となり、第１のカウンタ４のカウント値が120 又は121 のいずれかでリセットする。このリセットでカウント値が０に戻る。なお、カウント値120 又は121 の設定はリセット部９がシフトレジスタ８よりの信号にもとづき行う。
【００１４】
６はＴ−ＦＦ（トリガフリップフロップ）であり、デコーダ５よりの信号のデューティ比を所定の比率の信号に変換する。このＴ−ＦＦ６の出力が生成対象としてのクロックCKｏである。
７は第２のカウンタであり、クロックCKｏをカウントし、そのカウントデータのＭＳＢ（最上位ビット）を出力する。また、Ｎシンボル点間隔ごとに一つの同期信号を出力するとしたとき、このカウンタのカウントデータをＮ＋１ビットからなるデータとする。例えば、Ｎ＝２シンボルとすればカウントデータは３ビットのデータとなり、従って、この場合のＭＳＢ出力とは、８進カウンタであれば「１００」以上のときにハイ（Ｈ）を出力することである。
一般論で云えば、カウントデータがｎビットであれば（２のｎ乗）以上のときに上記ハイ（Ｈ）を出力する。
８はシフトレジスタであり、第２のカウンタ７よりのＭＳＢデータをラッチするとともに、同期信号でリセットされる。９はリセット部であり、シフトレジスタ８のラッチデータをもとに第１のカウンタ４を前述のタイミングでリセットする。
【００１５】
次に、本発明の動作につき、図２のタイミングチャートを用いて説明する。
ＤＳＰ２の出力部2iからは図示のような同期信号S1が出力される。
一方、デコーダ５からはS2に示す信号が出力され、同信号S2がＴ−ＦＦ６により所定のデューティ比（図は略５０％のデューティ比）に変換されたクロックCKｏが出力される。
また、S4は第２のカウンタ７のカウントデータ（３ビットデータとした場合）を示す。
この第２のカウンタ７からはＭＳＢ信号S5が出力される。同信号S5は前述のように、カウントデータがｎビットであれば（２のｎ乗）以上のときにハイ（Ｈ）となり、ｎを３ビットとすれば「１００」以上のときにＨとなる。
シフトレジスタ８はこのＭＳＢを示す信号S5をラッチするとともに（符号イ）、同期信号S1でリセットされ（符号ロ）、図示の信号S6が出力される。同信号S6に従い、リセット部９は第１のカウンタ４をリセットする（符号ハ）。
上記リセットにより、第１のカウンタ４のカウント値が０に戻り、デコーダ５からは継続した信号S2が出力される。この符号ハのタイミングが同期状態になることを意味するが、このタイミングで完全な同期状態になるのではなく、複数回の同期ステップを経て最終的な同期状態に収束していく。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、従来の高速ＤＳＰを用いて均一なクロックの生成が可能となる効果を奏する。これにより、基地局に同期ができ、ソフトウエア受信機における基地局への追従精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディジタル復調装置の一実施例を示す要部ブロック図である。
【図２】本発明説明のためのタイミングチャートである。
【図３】従来におけるＤＳＰ説明のための要部ブロック図である。
【符号の説明】
１Ａ／Ｄ変換部
２ＤＳＰ
2a 直交検波部
2b ディジタルフィルタ
2c 位相誤差算出部
2d 位相回転部
2e タイミング抽出部
2f 差動復号部
2g クロック生成部
2h シンボル点・ゼロクロス点検出部
2i 出力部
３ＦＩＦＯ
４第１のカウンタ
５デコーダ
６Ｔ−ＦＦ
７第２のカウンタ
８シフトレジスタ
９リセット部

Claims

アナログの中間周波信号についてアンダーサンプリングによりディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部よりの信号について直交検波し、Ｉ成分及びＱ成分とを出力する直交検波部と、前記直交検波部よりの信号をルートナイキスト特性のもとにベースバンド信号に変換するディジタルフィルタと、キャリア搬送波に生じる位相誤差を算出する位相誤差算出部と、前記位相誤差算出部で算出した位相誤差をもとに前記ディジタルフィルタよりの信号に対し位相補正する位相回転部と、準同期検波を行う際にゼロクロス点を検出し、前記ベースバンド信号に対しタイミング補正するタイミング抽出部と、受信信号ベクトル軌跡からマッピング則に従ってデータ復号を行う差動復号部とを備え、主に、π／４−ＤＱＰＳＫ（差動４相位相変調）方式のディジタル変調波をソフトウエア処理により復調するディジタル復調装置において、前記位相回転部よりの信号及びタイミング抽出部よりの信号とから復号データのシンボル点またはゼロクロス点を検出し、同検出したシンボル点またはゼロクロス点に同期した同期信号を出力する同期信号出力手段と、前記同期信号出力手段よりの同期信号に同期し、クロック信号を生成するクロック信号生成手段を設け、送信側のクロック信号に同期したクロック信号を再生することを特徴とするディジタル復調装置。
前記同期信号出力手段を、前記位相回転部よりの信号及びタイミング抽出部よりの信号とから復号データのシンボル点またはゼロクロス点を検出するシンボル点・ゼロクロス点検出部と、前記シンボル点・ゼロクロス点検出部で検出したシンボル点またはゼロクロス点にもとづき同期信号を出力する出力部とで構成したことを特徴とする請求項１記載のディジタル復調装置。
前記出力部が、予め定めた複数シンボルにおけるシンボル点またはゼロクロス点に同期して一つの同期信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項２記載のディジタル復調装置。
前記クロック信号生成手段を、生成対象であるクロックの周波数より十分に高い予め定めた周波数の信号が入力され、同信号をカウントする第１のカウンタと、前記第１のカウンタによるカウント値「０」をデコードするデコーダと、前記デコーダよりの信号のデューティ比を所定のデューティ比の信号に変換し、前記クロックとして出力するトリガフリップフロップと、前記クロックをカウントし、同カウントデータのＭＳＢデータを出力する第２のカウンタと、前記第２のカウンタよりのＭＳＢデータをラッチするとともに、前記同期信号でリセットされるシフトレジスタと、前記シフトレジスタよりの信号をもとに前記第１のカウンタをリセットするリセット部とで構成したことを特徴とする請求項１記載のディジタル復調装置。
Ｎシンボル点間隔ごとに一つの同期信号を出力するとしたとき、前記第２のカウンタのカウントデータをＮ＋１ビットからなるデータとしたことを特徴とする請求項４記載のディジタル復調装置。
前記同期信号出力手段における同期信号の出力処理が、前記ソフトウエア処理プロセスに割り込んで行うようにしてなることを特徴とする請求項１記載のディジタル復調装置。