JP4430073B2 - タイミング再生回路および受信装置 - Google Patents
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Description
さらに、シンボルレートの約T(Tは2以上の自然数)倍のクロック速度を持つT倍クロックを分周し、当該分周クロックを前記プリアンブルタイミング位相複素信号の偏角に相当する位相分だけ移相して再生シンボルクロックを生成する再生シンボルクロック生成手段(移相制御/分周部18に相当)、を備えることを特徴とする。
実施の形態1では、2シンボル周期のプリアンブル信号を含むデータがPSK変調された信号を1個以上の受信アンテナで受信してタイミング再生を行うタイミング再生回路と、そのタイミング再生回路を用いてデータ復調を行う受信装置(特に、2個以上の受信アンテナを用いる場合はダイバーシチ受信装置)について説明する。
R=Acos(2×Δθ) …(1)
I=Asin(2×Δθ) …(2)
Co=cos(2π×D/T) …(3)
Si=sin(2π×D/T) …(4)
Cs=Acos(2π×D/T−2×Δθ)
=cos(2π×D/T)×Acos(2×Δθ)
+sin(2π×D/T)×Asin(2×Δθ)
=Co×R+Si×I …(5)
実施の形態2では、プリアンブル信号が先頭に付加されたデータフォーマットを有するPSK変調された信号を、1個以上の受信アンテナで受信し、たとえば、プリアンブル信号受信時には前述の実施の形態1で示したタイミング再生部5と同様の構成を用いて高速かつ高精度なタイミング推定を行い、その後、受信信号がプリアンブル信号からランダムデータの区間に移った段階で、プリアンブル受信時の推定タイミング位相を初期値として、ランダムデータ用のタイミング再生処理を適用する。ことにより、さらに高速かつ高精度なタイミング推定を実現でき、また、良好なクロック追従特性を得ることができる。
実施の形態3では、タイミング再生部内の加算部が、使用するブランチの信号を示すブランチ制御信号に基づいて、加算に用いる位相変動量を選択する。また、実施の形態3では、ダイバーシチ/復調部が、上記ブランチ制御信号に基づいて、ダイバーシチ合成に用いるナイキスト点ベースバンド位相データとナイキスト点受信信号電力データを選択する。
2−1〜2−N 検波部
3−1〜3−N,4−1〜4−N サンプリング部
5 タイミング再生部
11−1〜11−N プリアンブル用位相変動量算出部
12 電力重み付け係数算出部
13−1〜13−N 乗算部
14 加算部
15 1/2シンボル周波数成分抽出部
16 平均化部
17 プリアンブル用タイミング位相複素信号算出部
18 移相制御/分周部
19 基準クロック発生部
Claims (17)
- N(Nは自然数)ブランチ分のアンテナで受信したPSK変調されたプリアンブル信号を用いてタイミング再生を行うタイミング再生回路において、
前記Nブランチ分のプリアンブル信号のベースバンド位相信号に対して、個別にシンボルレートのS(Sは2以上の自然数)倍オーバーサンプリングを行い、得られた各ブランチのベースバンド位相データの特定時間間隔における位相変動量を算出するN個のプリアンブル用位相変動量算出手段と、
前記Nブランチ分のプリアンブル信号の受信信号電力を任意の時間間隔で個別にサンプリングし、得られた受信信号電力データに基づいてNブランチ分の電力重み付け係数を算出する電力重み付け係数算出手段と、
前記各ブランチの位相変動量と、それぞれ対応する電力重み付け係数と、を個別に乗算する重み付け乗算手段と、
前記各ブランチの乗算結果を合成して合成位相変動量を算出する合成位相変動量算出手段と、
を備えることを特徴とするタイミング再生回路。 - さらに、前記合成位相変動量に対して2シンボル周期の余弦波成分と正弦波成分とを個別に乗算し、1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分とを抽出する1/2シンボル周波数成分抽出手段と、
前記1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分とを個別に平均化する平均化手段と、
前記平均化後の1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分との偏角を求め、その偏角の2倍の位相を偏角とするプリアンブルタイミング位相複素信号を算出するプリアンブル用タイミング位相複素信号算出手段と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のタイミング再生回路。 - さらに、シンボルレートの約T(Tは2以上の自然数)倍のクロック速度を持つT倍クロックを分周し、当該分周クロックを前記プリアンブルタイミング位相複素信号の偏角に相当する位相分だけ移相して再生シンボルクロックを生成する再生シンボルクロック生成手段、
を備えることを特徴とする請求の範囲第2項に記載のタイミング再生回路。 - 前記プリアンブル用位相変動量算出手段は、
前記ベースバンド位相データを用いて予め決められた時間間隔の差分値を算出する差分算出手段と、
無雑音時に前記差分値の上限値と下限値の和が0に近くなるような特定位相量を加算し、その結果を前記位相変動量として出力する位相変動量出力手段と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のタイミング再生回路。 - 前記プリアンブル用位相変動量算出手段は、
前記ベースバンド位相データを用いて任意の時間間隔の差分値を複数算出する差分算出手段と、
無雑音時に差分値の上限値と下限値の和が0に近くなるような特定位相量を個別に求め、前記各差分値に対して、対応する特定位相量を個別に加算する特定位相量加算手段と、
前記加算結果をすべて加算し、その結果を前記位相変動量として出力する位相変動量出力手段と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のタイミング再生回路。 - 前記電力重み付け係数算出手段は、
前記Nブランチ分の受信信号電力データの中の最大受信信号電力データを検出する最大値検出手段と、
前記最大受信信号電力データを平均化し、その平均化結果を基準受信信号電力データとする基準受信信号電力データ生成手段と、
前記Nブランチ分の受信信号電力データを個別に平均化し、それらの平均化結果を平均受信信号電力データとする平均受信信号電力データ生成手段と、
前記基準受信信号電力データに基づいて前記各平均受信信号電力データを個別に正規化する正規化手段と、
前記各正規化結果を個別に電力重み付け係数に変換する係数変換手段と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のタイミング再生回路。 - 前記プリアンブル用タイミング位相複素信号算出手段は、
前記平均化後の1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分との偏角を求める逆正接手段と、
前記偏角の2倍の位相を求める2倍位相算出手段と、
前記2倍の位相と予め規定された特定の振幅とを有する複素信号を生成し、その複素信号を前記プリアンブルタイミング位相複素信号として出力する複素信号出力手段と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第2項に記載のタイミング再生回路。 - 前記再生シンボルクロック生成手段は、
前記T倍クロックで動作するカウンタのカウンタ値に対して、T周期の余弦波成分と正弦波成分とを算出する余弦波および正弦波生成手段と、
前記余弦波成分を前記プリアンブルタイミング位相複素信号が有する偏角分だけ移相する移相手段と、
前記移相後の余弦波成分の立上りエッジを検出し、一方で、前回の立上りエッジから予め規定された経過時間までの間に立上りエッジが検出された場合、それを立上がりエッジとして検出しない立上がりエッジ検出手段と、
前記検出された立上りエッジを基準として前記T倍クロックを分周することにより前記再生シンボルクロックを得る分周手段と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第3項に記載のタイミング再生回路。 - タイミング再生動作、タイミング位相を保持する動作、のいずれかの動作を行うことを特徴とする請求の範囲第3項に記載のタイミング再生回路。
- Nブランチ分のランダムパターン信号のベースバンド位相信号に対して、個別にシンボルレートのV(Vは3以上の自然数)倍オーバーサンプリングを行い、得られた各ブランチのベースバンド位相データの特定時間間隔におけるランダムパターン用位相変動量を算出するランダムパターン用位相変動量算出手段と、
前記各ブランチのランダムパターン用位相変動量と、それぞれ対応する前記電力重み付け係数と、を個別に乗算するランダムパターン用重み付け乗算手段と、
前記各ブランチの乗算結果を合成してランダムパターン用合成位相変動量を算出するランダムパターン用合成位相変動量算出手段と、
前記ランダムパターン用合成位相変動量に対してシンボル周期の余弦波成分と正弦波成分を個別に乗算し、シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分とを算出するシンボル周波数成分算出手段と、
前記プリアンブルタイミング位相複素信号、または、前記プリアンブルタイミング位相複素信号を初期値とし前記シンボル周波数成分複素信号を平均化した値、のいずれかをタイミング位相複素信号として出力するタイミング位相複素信号出力手段と、
シンボルレートの約T(Tは2以上の自然数)倍のクロック速度を持つT倍クロックを分周し、当該分周クロックを前記タイミング位相複素信号の偏角に相当する位相分だけ移相して再生シンボルクロックを生成する再生シンボルクロック生成手段、
を備えることを特徴とする請求の範囲第2項に記載のタイミング再生回路。 - 前記タイミング位相複素信号算出手段は、
前回のタイミング位相複素信号の実数成分と現在のシンボル周波数成分複素信号の実数成分とを用いて平均化処理を行う第1のIIRフィルタ手段と、
前回のタイミング位相複素信号の虚数成分と現在のシンボル周波数成分複素信号の虚数成分とを用いて平均化処理を行う第2のIIRフィルタ手段と、
受信信号に応じて前記プリアンブルタイミング位相複素信号を選択するための選択信号、または、前記各平均化処理結果を選択するための選択信号、のいずれかを生成する選択信号生成手段と、
前記選択信号に応じて前記プリアンブルタイミング位相複素信号の実数成分または前記実数成分の平均化結果のいずれか一方を選択し、その結果をタイミング位相複素信号の実数成分として出力する第1のセレクタ手段と、
前記選択信号に応じて前記プリアンブルタイミング位相複素信号の虚数成分または前記虚数成分の平均化結果のいずれか一方を選択し、その結果をタイミング位相複素信号の虚数成分として出力する第2のセレクタ手段と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第10項に記載のタイミング再生回路。 - タイミング再生動作、タイミング位相を保持する動作、のいずれかの動作を行うことを特徴とする請求の範囲第10項に記載のタイミング再生回路。
- 前記合成位相変動量算出手段の出力信号である合成位相変動量を算出する際に、各ブランチの信号を使用するかどうかの判断をブランチ毎に行うことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のタイミング再生回路。
- 前記ランダムパターン用合成位相変動量算出手段の出力信号であるランダムパターン用合成位相変動量を算出する際に、各ブランチの信号を使用するかどうかの判断をブランチ毎に行うことを特徴とする請求の範囲第10項に記載のタイミング再生回路。
- N(Nは自然数)ブランチ分のアンテナで受信したPSK変調されたプリアンブル信号を用いて再生シンボルクロックを生成し(タイミング再生)、当該再生シンボルクロックを用いて復調処理を行う受信装置において、
前記Nブランチ分のプリアンブル信号のベースバンド位相信号に対して、個別にシンボルレートのS(Sは2以上の自然数)倍オーバーサンプリングを行い、得られた各ブランチのベースバンド位相データの特定時間間隔における位相変動量を算出するプリアンブル用位相変動量算出手段と、
前記Nブランチ分のプリアンブル信号の受信信号電力を任意の時間間隔で個別にサンプリングし、得られた受信信号電力データに基づいてNブランチ分の電力重み付け係数を算出する電力重み付け係数算出手段と、
前記各ブランチの位相変動量と、それぞれ対応する電力重み付け係数と、を個別に乗算する重み付け乗算手段と、
前記各ブランチの乗算結果を合成して合成位相変動量を算出する合成位相変動量算出手段と、
前記合成位相変動量に対して2シンボル周期の余弦波成分と正弦波成分とを個別に乗算し、1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分とを抽出する1/2シンボル周波数成分抽出手段と、
前記1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分とを個別に平均化する平均化手段と、
前記平均化後の1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分との偏角を求め、その偏角の2倍の位相を偏角とするプリアンブルタイミング位相複素信号を算出するプリアンブル用タイミング位相複素信号算出手段と、
シンボルレートの約T(Tは2以上の自然数)倍のクロック速度を持つT倍クロックを分周し、当該分周クロックを前記プリアンブルタイミング位相複素信号の偏角に相当する位相分だけ移相して再生シンボルクロックを生成する再生シンボルクロック生成手段と、
Nブランチ分の受信信号のベースバンド位相信号と受信信号電力とを前記再生シンボルクロックでサンプリングし、各ブランチのナイキスト点のベースバンド位相データと受信信号電力データとを出力するナイキスト点抽出手段と、
Nブランチ分のナイキスト点のデータを用いてダイバーシチ合成を行い、当該合成結果に基づいて復調処理を行う復調手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。 - N(Nは自然数)ブランチ分のアンテナで受信したPSK変調されたプリアンブル信号を用いて再生シンボルクロックを生成し(タイミング再生)、当該再生シンボルクロックを用いて復調処理を行う受信装置において、
前記Nブランチ分のプリアンブル信号のベースバンド位相信号に対して、個別にシンボルレートのS(Sは2以上の自然数)倍オーバーサンプリングを行い、得られた各ブランチのベースバンド位相データの特定時間間隔における位相変動量を算出するプリアンブル用位相変動量算出手段と、
前記Nブランチ分のプリアンブル信号の受信信号電力を任意の時間間隔で個別にサンプリングし、得られた受信信号電力データに基づいてNブランチ分の電力重み付け係数を算出する電力重み付け係数算出手段と、
前記各ブランチの位相変動量と、それぞれ対応する電力重み付け係数と、を個別に乗算する重み付け乗算手段と、
前記各ブランチの乗算結果を合成して合成位相変動量を算出する合成位相変動量算出手段と、
前記合成位相変動量に対して2シンボル周期の余弦波成分と正弦波成分とを個別に乗算し、1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分とを抽出する1/2シンボル周波数成分抽出手段と、
前記1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分とを個別に平均化する平均化手段と、
前記平均化後の1/2シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分との偏角を求め、その偏角の2倍の位相を偏角とするプリアンブルタイミング位相複素信号を算出するプリアンブル用タイミング位相複素信号算出手段と、
受信信号が前記プリアンブル信号からランダムパターン信号に切り替わった後、Nブランチ分のランダムパターン信号のベースバンド位相信号に対して、個別にシンボルレートのV(Vは3以上の自然数)倍オーバーサンプリングを行い、得られた各ブランチのベースバンド位相データの特定時間間隔におけるランダムパターン用位相変動量を算出するランダムパターン用位相変動量算出手段と、
前記各ブランチのランダムパターン用位相変動量と、それぞれ対応する前記電力重み付け係数と、を個別に乗算するランダムパターン用重み付け乗算手段と、
前記各ブランチの乗算結果を合成してランダムパターン用合成位相変動量を算出するランダムパターン用合成位相変動量算出手段と、
前記ランダムパターン用合成位相変動量に対してシンボル周期の余弦波成分と正弦波成分を個別に乗算し、シンボル周波数成分複素信号の実数成分と虚数成分とを算出するシンボル周波数成分算出手段と、
前記プリアンブルタイミング位相複素信号、または、前記プリアンブルタイミング位相複素信号を初期値とし前記シンボル周波数成分複素信号を平均化した値、のいずれかをタイミング位相複素信号として出力するタイミング位相複素信号出力手段と、
シンボルレートの約T(Tは2以上の自然数)倍のクロック速度を持つT倍クロックを分周し、当該分周クロックを前記タイミング位相複素信号の偏角に相当する位相分だけ移相して再生シンボルクロックを生成する再生シンボルクロック生成手段と、
Nブランチ分の受信信号のベースバンド位相信号と受信信号電力とを前記再生シンボルクロックでサンプリングし、各ブランチのナイキスト点のベースバンド位相データと受信信号電力データとを出力するナイキスト点抽出手段と、
Nブランチ分のナイキスト点のデータを用いてダイバーシチ合成を行い、当該合成結果に基づいて復調処理を行う復調手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。 - 前記ダイバーシチ合成を行う際に、各ブランチのナイキスト点データを使用するかどうかの判断をブランチ毎に行うことを特徴とする請求の範囲第15項または第16項に記載の受信装置。
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