JP5733517B2 - Demodulation method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、シンボルデータによってデジタル変調された入力信号を復調する復調方法及び装置に関する。   The present invention relates to a demodulation method and apparatus for demodulating an input signal digitally modulated by symbol data.

従来より、例えば周波数偏移変調(FSK:frequency shift keying)方式などのデジタル変調方式によってデータ通信を行なう方法が知られている。また、FSK方式による信号伝送においては、例えば送信機や受信機の局部発振器の発振周波数のずれ等に起因して、受信装置における周波数検波信号の周波数に偏倚すなわち周波数オフセットが生じることも知られている。受信装置においては、周波数検波信号の周波数と所定の閾値とを比較してその比較結果に基づいてデータ値を判定するので、周波数オフセットが生じた場合にはデータ値の正確な判定ができなくなる。故に、一般的に、受信装置は周波数オフセットを除去するための例えば自動周波数制御(AFC:Automatic Frequency Control)などの周波数オフセット除去部を備えている。例えば特許文献1には、フィルタによって入力信号の直流オフセットを除去して得られたゼロクロスパルスを用いて当該入力信号のゼロクロス点を検出することによって周波数オフセットを除去する構成が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a method for performing data communication by a digital modulation method such as a frequency shift keying (FSK) method is known. Further, in signal transmission by the FSK method, it is also known that a deviation, that is, a frequency offset, is generated in the frequency of a frequency detection signal in a receiving apparatus due to, for example, a deviation in oscillation frequency of a local oscillator of a transmitter or a receiver. Yes. In the receiving apparatus, the frequency of the frequency detection signal is compared with a predetermined threshold value and the data value is determined based on the comparison result. Therefore, when the frequency offset occurs, the data value cannot be accurately determined. Therefore, in general, the receiving apparatus includes a frequency offset removing unit such as automatic frequency control (AFC) for removing a frequency offset. For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which a frequency offset is removed by detecting a zero-cross point of an input signal using a zero-cross pulse obtained by removing a DC offset of the input signal using a filter.

特開平11−298541号公報JP-A-11-298541

しかしながら、特許文献1に開示されている構成の場合、直流オフセットの無い状態になるまでに一定の時間を要するので、周波数オフセットの除去処理が遅れてしまうという問題がある。   However, in the case of the configuration disclosed in Patent Document 1, since a certain time is required until the DC offset is eliminated, there is a problem in that the frequency offset removal process is delayed.

また、その他の従来技術として、FIRフィルタ(Finite Impulse Response Filter)から構成されるローパスフィルタで周波数検波信号を平滑化して得られた振幅平均値をデータ値判定閾値として、当該周波数検波信号のデータ値判定を行なう方法も知られている。しかし、かかる方法の場合には以下の問題がある。すなわち、判定閾値を求めるために平均値を算出するので、その算出までには、周波数検波信号を表す波形における少なくとも2シンボル分の期間を必要とする。また、精度の高い判定閾値を求めるために平均値算出期間を増加させる場合には、2シンボル単位でしか算出期間を増やすことができない。故に、判定閾値の算出に長時間を要するという問題があった。また、例えば受信信号のいわゆるプリアンブル部分を用いて判定閾値を算出する場合において、当該プリアンブル部分のデータ長が短いときには、精度の高い判定閾値を求めることができず、データ値の誤判定を招くという問題があった。   In addition, as another conventional technique, the data value of the frequency detection signal is obtained by using, as a data value determination threshold, an amplitude average value obtained by smoothing the frequency detection signal with a low-pass filter including a FIR filter (Finite Impulse Response Filter). A method for making a determination is also known. However, this method has the following problems. That is, since an average value is calculated in order to obtain the determination threshold value, a period of at least two symbols in the waveform representing the frequency detection signal is required until the calculation. Further, when the average value calculation period is increased in order to obtain a highly accurate determination threshold, the calculation period can be increased only in units of two symbols. Therefore, there is a problem that it takes a long time to calculate the determination threshold. In addition, for example, when the determination threshold value is calculated using a so-called preamble portion of the received signal, if the data length of the preamble portion is short, a highly accurate determination threshold value cannot be obtained, resulting in erroneous determination of the data value. There was a problem.

本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、デジタル変調信号を正確に復調することができる信号復調方法及び装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a signal demodulation method and apparatus capable of accurately demodulating a digital modulation signal.

本発明による復調方法は、シンボルデータによってデジタル変調された入力信号を復調する復調方法であって、前記入力信号を検波して検波信号を生成する検波ステップと、前記検波信号を前記シンボルデータの1シンボル分だけ遅延させて遅延信号を生成する遅延ステップと、前記検波信号のアナログ信号レベルと前記遅延信号のアナログ信号レベルとの差分がゼロになるタイミングをゼロクロスタイミングとして検出するタイミング検出ステップと、前記ゼロクロスタイミングにおける前記検波信号のアナログ信号レベルを、複数の前記ゼロクロスタイミングについて取得し、取得した前記検波信号のアナログ信号レベルを順次平均化して平均値を出力する平均化ステップと、前記ゼロクロスタイミングにおける前記検波信号のアナログ信号レベルの平均値に基づいて判定閾値を得てこれを保持する判定閾値保持ステップと、前記検波信号のアナログ信号レベルと前記判定閾値との比較に基づいて前記検波信号が示す現在シンボル値を復調出力として出力する判定出力ステップと、を含むことを特徴とする。 The demodulation method according to the present invention is a demodulation method for demodulating an input signal digitally modulated by symbol data, a detection step of detecting the input signal to generate a detection signal, and the detection signal as one of the symbol data. a delay step of generating a delay signal by delaying by symbols, a timing detection step the difference between the analog signal level of the analog signal level and the delay signal of said detection signal to detect the timing of zero as a zero cross timing, the An analog signal level of the detection signal at the zero cross timing is acquired for a plurality of the zero cross timings, an averaging step of sequentially averaging the acquired analog signal levels of the detection signal and outputting an average value, and the zero cross timing at the zero cross timing Analog of detection signal Obtaining the determination threshold based on the average value of the No. levels demodulation and decision threshold holding step of holding this, the current symbol value indicating the detection signal based on the comparison of the analog signal level and the determination threshold value of the detection signal A determination output step of outputting as an output.

また、本発明による復調装置は、シンボルデータによってデジタル変調された入力信号を復調する復調装置であって、前記入力信号を検波して検波信号を生成する検波回路と、前記検波信号を前記シンボルデータの1シンボル分だけ遅延させて遅延信号を生成する遅延回路と、前記検波信号のアナログ信号レベルと前記遅延信号のアナログ信号レベルとの差分がゼロになるタイミングをゼロクロスタイミングとして検出するタイミング検出回路と、前記ゼロクロスタイミングにおける前記検波信号のアナログ信号レベルを、複数の前記ゼロクロスタイミングについて取得し、取得した前記検波信号のアナログ信号レベルを順次平均化して平均値を出力する平均化回路と、前記ゼロクロスタイミングにおける前記検波信号のアナログ信号レベルに基づいて判定閾値の平均値を得てこれを保持する判定閾値保持回路と、前記検波信号のアナログ信号レベルと前記判定閾値との比較に基づいて前記検波信号が示す現在シンボル値を復調出力として出力する判定出力回路と、を含むことを特徴とする。 The demodulator according to the present invention is a demodulator that demodulates an input signal digitally modulated by symbol data, a detection circuit that detects the input signal and generates a detection signal, and the detection signal is converted into the symbol data. A delay circuit that generates a delayed signal by delaying by one symbol, and a timing detection circuit that detects a timing at which a difference between the analog signal level of the detected signal and the analog signal level of the delayed signal becomes zero as a zero cross timing, An averaging circuit that obtains an analog signal level of the detection signal at the zero-cross timing for a plurality of the zero-cross timings, sequentially averages the obtained analog signal levels of the detection signal, and outputs an average value; and the zero-cross timing Analog signal level of the detection signal at A determination threshold value holding circuit for holding this by obtaining a mean value of the determination threshold based on the output current symbol value indicating the detection signal based on the comparison of the analog signal level and the determination threshold value of the detection signal as a demodulated output And a determination output circuit.

本発明による復調方法及び装置によれば、デジタル変調信号を正確に復調することができる。   The demodulation method and apparatus according to the present invention can accurately demodulate a digital modulation signal.

本発明の実施例である復調装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the demodulation apparatus which is an Example of this invention. 復調装置に入力される信号のフレームフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the frame format of the signal input into a demodulation apparatus. 判定閾値設定処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a determination threshold value setting process routine. 判定閾値設定処理において現れる信号を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the signal which appears in the determination threshold value setting process.

以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1には、本発明の実施例である復調装置10の構成が示されている。復調装置10は、例えば無線信号受信端末(図示せず)に含まれ得る。また、復調装置10は、ハードウェア構成としてもよいが、例えばマイクロプロセッサによって実行されるソフトウェアによって等価的に構成し得る。   FIG. 1 shows the configuration of a demodulator 10 that is an embodiment of the present invention. The demodulator 10 can be included in, for example, a radio signal receiving terminal (not shown). The demodulator 10 may have a hardware configuration, but may be equivalently configured by software executed by a microprocessor, for example.

周波数検波器1は、入力信号F1を周波数検波して、その周波数に応じた信号レベルの周波数検波信号F2を出力する。入力信号F1は、例えばFSK方式などのデジタル変調方式によって変調された無線若しくは有線信号である。   The frequency detector 1 detects the frequency of the input signal F1 and outputs a frequency detection signal F2 having a signal level corresponding to the frequency. The input signal F1 is a wireless or wired signal that is modulated by a digital modulation method such as the FSK method.

遅延回路2は、周波数検波信号F2を1シンボル分だけ遅延させて遅延信号F3を出力する。周波数検波信号F2が例えば正弦波である場合には、1シンボル分の遅延は正弦波の半周期分の遅延に相当する。1シンボルデータは、例えば正弦波のように半周期毎に所定レベルと交差する波形の当該半周期分に相当する部分といえる。遅延回路2は、例えばN段シフトレジスタで構成され得る。ここで、Nは1シンボル当たりのサンプリング回数であり、正の整数である。サンプリング周波数をFs、シンボル周波数をFsymとすると、N=Fs/Fsymの関係となる。   The delay circuit 2 delays the frequency detection signal F2 by one symbol and outputs a delay signal F3. When the frequency detection signal F2 is, for example, a sine wave, the delay for one symbol corresponds to the delay for a half cycle of the sine wave. One symbol data can be said to be a portion corresponding to the half cycle of a waveform that intersects a predetermined level every half cycle, such as a sine wave. The delay circuit 2 can be configured with, for example, an N-stage shift register. Here, N is the number of samplings per symbol and is a positive integer. When the sampling frequency is Fs and the symbol frequency is Fsym, the relationship is N = Fs / Fsym.

減算器3は、周波数検波信号F2のアナログ信号レベルと、遅延信号F3のアナログ信号レベルとの差分を求め、当該差分を示す減算信号F4を出力する。減算信号F4は、例えば、周波数検波信号F2のアナログ信号レベルから遅延信号F3のアナログ信号レベルを減算して得られた値を示すものである。   The subtractor 3 obtains a difference between the analog signal level of the frequency detection signal F2 and the analog signal level of the delay signal F3, and outputs a subtraction signal F4 indicating the difference. The subtraction signal F4 indicates, for example, a value obtained by subtracting the analog signal level of the delay signal F3 from the analog signal level of the frequency detection signal F2.

正負表示信号生成回路4は、減算信号F4のアナログ信号レベルの正負符号を判別して、その判別結果を表示する正負表示信号F5を出力する。正負表示信号F5は、例えば、当該判別した符号が負であることを信号レベル”0”によって表示し、当該判別した符号が正であることを信号レベル”1”によって表示する矩形波である。   The positive / negative display signal generation circuit 4 determines the positive / negative sign of the analog signal level of the subtraction signal F4, and outputs a positive / negative display signal F5 that displays the determination result. The positive / negative display signal F5 is, for example, a rectangular wave that displays that the determined sign is negative by a signal level “0” and that the determined sign is positive by a signal level “1”.

変化時点検出回路5は、正負表示信号F5の正負符号の変化時点を検出して、その変化時点を示すパルスを含む変化時点表示信号F6を生成する。以下、当該検出時点をゼロクロスタイミングとも称する。正負符号の変化時点は、例えば、正負表示信号F5の波形の立ち上がり/立下りエッジを検出することにより、検出される。   The change time detection circuit 5 detects the change time of the sign of the positive / negative display signal F5 and generates a change time display signal F6 including a pulse indicating the change time. Hereinafter, the detection time point is also referred to as zero cross timing. The change point of the positive / negative sign is detected, for example, by detecting the rising / falling edge of the waveform of the positive / negative display signal F5.

減算器3、正負表示信号生成回路4及び変化時点検出回路5からなる構成(以下、タイミング検出回路と称する)の動作により、周波数検波信号F2のアナログ信号レベルと遅延信号F3のアナログ信号レベルとの差分がゼロになるタイミング(以下、ゼロクロスタイミングと称する)を検出している。換言すれば、タイミング検出回路は、周波数検波信号F2のアナログ信号レベルと遅延信号F3のアナログ信号レベルとが一致するタイミングを検出している。更に換言すれば、タイミング検出回路は、周波数検波信号F2の波形と遅延信号F3の波形とが交差するタイミングを検出している。なお、当該タイミング検出回路は、周波数検波信号F2の信号レベルの電圧値と遅延信号F3の信号レベルの電圧値とを検出して、その電圧値の差分を求めることによってゼロクロスタイミングを直接的に検出する構成であっても良い。   By the operation of the configuration comprising the subtractor 3, the positive / negative display signal generation circuit 4 and the change point detection circuit 5 (hereinafter referred to as timing detection circuit), the analog signal level of the frequency detection signal F2 and the analog signal level of the delay signal F3 are Timing at which the difference becomes zero (hereinafter referred to as zero cross timing) is detected. In other words, the timing detection circuit detects the timing at which the analog signal level of the frequency detection signal F2 matches the analog signal level of the delay signal F3. In other words, the timing detection circuit detects the timing at which the waveform of the frequency detection signal F2 and the waveform of the delay signal F3 intersect. The timing detection circuit directly detects the zero cross timing by detecting the voltage value of the signal level of the frequency detection signal F2 and the voltage value of the signal level of the delay signal F3 and obtaining the difference between the voltage values. It may be configured to do so.

平均化回路6は、検出パルス信号F6のパルス発生時点において周波数検波信号F2のアナログ信号レベルを順次取得し、当該取得した値の平均値を算出する。平均化回路6は、当該平均値を示す平均値信号F7を出力する。なお、平均化回路6は、値を1つしか取得していない時点においては、当該1つの値をそのまま出力する。   The averaging circuit 6 sequentially acquires the analog signal level of the frequency detection signal F2 at the pulse generation time of the detection pulse signal F6, and calculates the average value of the acquired values. The averaging circuit 6 outputs an average value signal F7 indicating the average value. Note that the averaging circuit 6 outputs the one value as it is when only one value is acquired.

プリアンブル検出回路7は、入力信号F1に含まれるいわゆるプリアンブルを検出したことを示すプリアンブル検出信号F8を判定閾値保持回路8に供給する。リアンブルは公知の方法によって検出することができる。例えば、復調装置10の内部で検出しても良いし、復調装置10の後段で検出することもできる。   The preamble detection circuit 7 supplies a preamble detection signal F8 indicating that a so-called preamble included in the input signal F1 has been detected to the determination threshold holding circuit 8. Limble can be detected by a known method. For example, the detection may be performed inside the demodulation device 10 or may be detected after the demodulation device 10.

判定閾値保持回路8は、プリアンブル検出信号F8が供給された時点において、平均値信号F7のアナログ信号レベルをスライスレベルすなわち判定閾値として保持し、当該判定閾値を示すスライスレベル信号F9を出力する。   The determination threshold value holding circuit 8 holds the analog signal level of the average value signal F7 as a slice level, that is, a determination threshold value, when the preamble detection signal F8 is supplied, and outputs a slice level signal F9 indicating the determination threshold value.

判定出力回路9は、周波数検波信号F2のアナログ信号レベルの現在値と、判定閾値保持回路8から出力されるスライスレベル信号F9が示す判定閾値との比較に基づいて現在シンボル値F10を出力する。判定出力回路9は、例えば、周波数検波信号F2のアナログ信号レベルの現在値がスライスレベル信号F9が示す判定閾値よりも大きい場合には現在シンボル値F10として”1”を出力し、周波数検波信号F2のアナログ信号レベルの現在値がスライスレベル信号F9が示す判定閾値よりも小さい場合には現在シンボル値F10として”0”を出力する。   The determination output circuit 9 outputs a current symbol value F10 based on a comparison between the current value of the analog signal level of the frequency detection signal F2 and the determination threshold indicated by the slice level signal F9 output from the determination threshold holding circuit 8. For example, when the current value of the analog signal level of the frequency detection signal F2 is larger than the determination threshold indicated by the slice level signal F9, the determination output circuit 9 outputs “1” as the current symbol value F10, and the frequency detection signal F2 When the current value of the analog signal level is smaller than the determination threshold indicated by the slice level signal F9, “0” is output as the current symbol value F10.

図2には、入力信号F1のフレームフォーマットが示される。データの前にはプリアンブルが設けられている。プリアンブルは、論理値”1”と論理値”0”とが交互に現れる例えば”1010・・・・”などの論理値交互パターンデータすなわち繰り返しパターンデータからなる。   FIG. 2 shows the frame format of the input signal F1. A preamble is provided in front of the data. The preamble is composed of logical value alternating pattern data such as “1010...” In which the logical value “1” and the logical value “0” appear alternately, that is, repetitive pattern data.

図3及び図4を参照しつつ、復調装置10における判定閾値設定処理の動作について説明する。   With reference to FIGS. 3 and 4, the operation of the determination threshold value setting process in the demodulator 10 will be described.

先ず、周波数検波器1は、入力信号F1を周波数検波して、その周波数に応じた値を周波数検波信号F2として出力する(ステップS1)。入力信号F1のフレームフォーマットにおけるプリアンブルは例えば”1010・・・・”などの論理値交互パターンデータからなるので、周波数検波信号F2は図4に示されるように例えば正弦波となる。   First, the frequency detector 1 frequency-detects the input signal F1, and outputs a value corresponding to the frequency as the frequency detection signal F2 (step S1). Since the preamble in the frame format of the input signal F1 is composed of logical value alternating pattern data such as “1010...”, For example, the frequency detection signal F2 is, for example, a sine wave as shown in FIG.

次に、遅延回路2は、周波数検波信号F2を1シンボル分だけ遅延させて遅延信号F3を出力する(ステップS2)。   Next, the delay circuit 2 delays the frequency detection signal F2 by one symbol and outputs a delay signal F3 (step S2).

図4に示されるように、例えば正弦波である周波数検波信号F2は、正弦波の半サイクル分だけ遅延する。   As shown in FIG. 4, the frequency detection signal F2 which is a sine wave, for example, is delayed by a half cycle of the sine wave.

次に、減算器3は、周波数検波信号F2のアナログ信号レベルから遅延信号F3のアナログ信号レベルを減算して減算信号F4を出力する(ステップS3)。以下、減算信号F4が”0”レベルと交差するポイントQ1〜Q7をゼロクロスポイントQ1〜Q7と称する。   Next, the subtracter 3 subtracts the analog signal level of the delay signal F3 from the analog signal level of the frequency detection signal F2, and outputs a subtraction signal F4 (step S3). Hereinafter, points Q1 to Q7 at which the subtraction signal F4 crosses the “0” level are referred to as zero cross points Q1 to Q7.

次に、正負表示信号生成回路4は、減算信号F4のアナログ信号レベルの正負符号を判別して、その判別結果を表示する正負表示信号F5を出力する(ステップS4)。   Next, the positive / negative display signal generation circuit 4 determines the positive / negative sign of the analog signal level of the subtraction signal F4, and outputs a positive / negative display signal F5 that displays the determination result (step S4).

図4に示されるように、例えば、正負表示信号F5は矩形波であり、当該判別した符号が負であれば正負表示信号F5の信号レベルは”0”であり、当該判別した符号が正であれば正負表示信号F5の信号レベルは”1”である。   As shown in FIG. 4, for example, the positive / negative display signal F5 is a rectangular wave. If the determined sign is negative, the signal level of the positive / negative display signal F5 is “0”, and the determined sign is positive. If so, the signal level of the positive / negative display signal F5 is “1”.

次に、変化時点検出回路5は、正負表示信号F5の正負符号の変化時点を検出して、その検出時点を示すパルスを含む変化時点表示信号F6を生成する(ステップS5)。図4に示されるように、変化時点表示信号F6は、正負表示信号F5が示す正負の各変化時点T1〜T7を示すパルスを含む。なお、図4に示されるT1〜T7の各々はゼロクロスタイミングであり、当該パルスはゼロクロスタイミングを示す。   Next, the change point detection circuit 5 detects the change point of the positive / negative sign of the positive / negative display signal F5, and generates a change point display signal F6 including a pulse indicating the detection point (step S5). As shown in FIG. 4, the change point display signal F6 includes a pulse indicating each of the positive and negative change points T1 to T7 indicated by the positive / negative display signal F5. In addition, each of T1-T7 shown by FIG. 4 is a zero cross timing, and the said pulse shows a zero cross timing.

次に、平均化回路6は、検出パルス信号F6のパルス発生の各時点T1〜T7における周波数検波信号F2のアナログ信号レベル(以下、中点推定値と称する)P1〜P7を順次取得する。そして、平均化回路6は、中点推定値を取得する度に当該取得した中点推定値の平均値を算出する(ステップS6)。平均化回路6は、例えば中点推定値P2まで取得した場合には、時刻T2に時点において中点推定値P1及びP2の平均値を算出する。また、例えば、中点推定値P7まで取得した場合には、時刻T7に時点において中点推定値P1〜P7の平均値を算出する。平均化回路6は、当該平均値を示す平均値信号F7を出力する。なお、平均化回路6は、中点推定値P1しか取得していない場合には、時刻T1に時点において中点推定値P1を平均値信号F7として出力する。図4に示されるように、中点推定値P1〜P7の各々は同一の値なので、平均値信号F7は、平均値算出の初期段階から一定の平均値を示している。   Next, the averaging circuit 6 sequentially acquires analog signal levels (hereinafter referred to as midpoint estimated values) P1 to P7 of the frequency detection signal F2 at each time point T1 to T7 of pulse generation of the detection pulse signal F6. Then, the averaging circuit 6 calculates the average value of the acquired midpoint estimated values each time the midpoint estimated value is acquired (step S6). For example, when the averaging circuit 6 acquires up to the midpoint estimated value P2, the average value of the midpoint estimated values P1 and P2 is calculated at time T2. Further, for example, when the midpoint estimated value P7 is acquired, the average value of the midpoint estimated values P1 to P7 is calculated at the time T7. The averaging circuit 6 outputs an average value signal F7 indicating the average value. If only the midpoint estimated value P1 is acquired, the averaging circuit 6 outputs the midpoint estimated value P1 as the average value signal F7 at time T1. As shown in FIG. 4, since the midpoint estimated values P1 to P7 are the same value, the average value signal F7 indicates a constant average value from the initial stage of the average value calculation.

次に、プリアンブル検出回路7は、入力信号F1に含まれるプリアンブルを検出したときにプリアンブル検出信号F8を判定閾値保持回路8に供給する(ステップS7)。判定閾値保持回路8は、プリアンブル検出信号F8が供給された時点において、平均値信号F7が示す値を判定閾値として保持し、この判定閾値を示すスライスレベル信号F9を出力する(ステップS8)。つまり、プリアンブルが検出された時点における平均値信号F7の値を判定閾値として判定閾値保持回路8が保持して、その判定閾値を示すスライスレベル信号F9を出力する。プリアンブルの検出時点は、プリアンブルの検出方法によって、時刻T1、T2、・・・、T7のいずれともなり得る。つまり、プリアンブル検出回路7は、例えば、時刻T1の時点でプリアンブルを検出したと判定しても良いし、時刻T7の時点でプリアンブルを検出したと判定しても良い。   Next, the preamble detection circuit 7 supplies the preamble detection signal F8 to the determination threshold value holding circuit 8 when detecting the preamble included in the input signal F1 (step S7). The determination threshold value holding circuit 8 holds the value indicated by the average value signal F7 as a determination threshold value when the preamble detection signal F8 is supplied, and outputs a slice level signal F9 indicating the determination threshold value (step S8). That is, the determination threshold holding circuit 8 holds the average value signal F7 at the time when the preamble is detected as a determination threshold, and outputs a slice level signal F9 indicating the determination threshold. The preamble detection time can be any of times T1, T2,..., T7 depending on the preamble detection method. That is, for example, the preamble detection circuit 7 may determine that the preamble has been detected at time T1, or may determine that the preamble has been detected at time T7.

かかる処理により、判定閾値の設定には、例えば”1010・・・・”などの論理値交互パターンデータからなるプリアンブルの少なくとも一部が用いられ、プリアンブルの後に続く不規則なパターンデータは用いられない。これによって、適切な判定閾値を設定し、周波数検波信号が示す後続のデータ値を適切に判定し得る。   As a result of this processing, at least a part of a preamble composed of logical value alternating pattern data such as “1010...” Is used for setting a determination threshold, and irregular pattern data following the preamble is not used. . Accordingly, an appropriate determination threshold value can be set, and subsequent data values indicated by the frequency detection signal can be appropriately determined.

判定出力回路9は、周波数検波信号F2により示される現在値がスライスレベル信号F9により示される値よりも大きい場合には現在シンボル値F10として例えば”1”を出力し、周波数検波信号F2により示される現在値がスライスレベル信号F9により示される値よりも小さい場合には現在シンボル値F10として例えば”0”を出力する。スライスレベル信号F9を用いることにより、周波数オフセットをキャンセルすることができ、正しいデータ値判定を行なうことができる。   The determination output circuit 9 outputs, for example, “1” as the current symbol value F10 when the current value indicated by the frequency detection signal F2 is larger than the value indicated by the slice level signal F9, and is indicated by the frequency detection signal F2. When the current value is smaller than the value indicated by the slice level signal F9, for example, “0” is output as the current symbol value F10. By using the slice level signal F9, the frequency offset can be canceled and the correct data value determination can be performed.

上記したように、本実施例の復調装置10においては、判定閾値の決定に際して、先ず、周波数検波信号F2を1シンボル分だけ遅延させて遅延信号F3を生成する。そして、周波数検波信号F2から遅延信号F3を減算して減算信号F4を生成する。論理値交互パターンデータからなるプリアンブル部分についての減算信号F4のゼロクロスポイントQ1〜Q7は1シンボル毎に発生する。故に、1シンボル毎に周波数検波信号F2の中点推定値P1〜P7が順次取得される。それ故、最低1シンボルあれば適切な判定閾値を設定することができる。また、中点推定値の平均値から判定閾値を求めるに際して、中点推定値の取得数を1シンボル単位で増加させることができる。故に、本実施例の復調装置10によれば、入力信号F1のプリアンブルが短い場合であっても、周波数オフセットをキャンセルするための適切なデータ値判定閾値すなわち判定閾値を算出して周波数検波信号F2が表すデータ値を正確に判定することができる。また、入力信号F1を受信してから短時間でデータ値を正確に判定することができる。   As described above, in the demodulator 10 of this embodiment, when determining the determination threshold, first, the frequency detection signal F2 is delayed by one symbol to generate the delayed signal F3. Then, the subtraction signal F4 is generated by subtracting the delay signal F3 from the frequency detection signal F2. Zero cross points Q1 to Q7 of the subtraction signal F4 for the preamble portion composed of the logical value alternating pattern data are generated for each symbol. Therefore, the midpoint estimated values P1 to P7 of the frequency detection signal F2 are sequentially acquired for each symbol. Therefore, an appropriate determination threshold can be set with at least one symbol. Further, when obtaining the determination threshold value from the average value of the midpoint estimated values, the number of acquired midpoint estimated values can be increased in units of one symbol. Therefore, according to the demodulator 10 of the present embodiment, even if the preamble of the input signal F1 is short, an appropriate data value determination threshold for canceling the frequency offset, that is, a determination threshold is calculated, and the frequency detection signal F2 is calculated. The data value represented by can be accurately determined. Also, the data value can be accurately determined in a short time after receiving the input signal F1.

なお、本実施例においては、判定閾値の設定のために用いるデータを”プリアンブル”としたが、必ずしも”プリアンブル”と称されるデータでなくとも良い。つまり、例えば”1010・・・・”などからなる論理値交互パターンデータであれば、判定閾値の設定のために用いることができる。   In this embodiment, the data used for setting the determination threshold is “preamble”, but it is not necessarily the data called “preamble”. That is, for example, logical value alternating pattern data composed of “1010...” Can be used for setting the determination threshold.

また、本実施例においては、周波数検波信号F2が正弦波である場合の例であるが、これに限られず、1シンボルの大きさが一定の波形である場合には、本発明を適用して同様の効果を奏することができる。例えば、半周期の大きさが一定である例えば矩形波や三角波などの波形が考えられる。また、本実施例においては、周波数検波信号F2を1シンボル分だけ遅延させたが、例えば3シンボル分などの奇数シンボル分だけ遅延させても同様の効果を奏することができる。   In the present embodiment, the frequency detection signal F2 is a sine wave. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a case where the size of one symbol is a constant waveform. Similar effects can be achieved. For example, a waveform such as a rectangular wave or a triangular wave having a constant half cycle is conceivable. In the present embodiment, the frequency detection signal F2 is delayed by one symbol, but the same effect can be obtained by delaying by an odd number of symbols such as three symbols.

また、本実施例においては、周波数偏移変調(FSK)における周波数検波信号の処理について説明したが、振幅偏移変調(ASK:Amplitude Shift Keying)におけるAM検波信号や、位相偏移変調(PSK:Phase-Shift Keying)における位相検波信号についても、変調信号としての元のシンボルデータのプリアンブルが上記したような論理値交互パターンデータからなる場合には、本発明を適用して同様の効果を奏することができる。   In this embodiment, processing of a frequency detection signal in frequency shift keying (FSK) has been described. However, an AM detection signal in amplitude shift keying (ASK) and phase shift keying (PSK) are described. For the phase detection signal in (Phase-Shift Keying), when the preamble of the original symbol data as the modulation signal is composed of the above-described logic value alternating pattern data, the same effect can be obtained by applying the present invention. Can do.

1 周波数検波器
2 遅延回路
3 減算器
4 正負表示信号生成回路
5 変化時点検出回路
6 平均化回路
7 プリアンブル検出回路
8 判定閾値保持回路
9 判定出力回路
10 復調装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frequency detector 2 Delay circuit 3 Subtractor 4 Positive / negative display signal generation circuit 5 Change point detection circuit 6 Averaging circuit 7 Preamble detection circuit 8 Judgment threshold holding circuit 9 Judgment output circuit 10 Demodulator

Claims (10)

シンボルデータによってデジタル変調された入力信号を復調する復調方法であって、
前記入力信号を検波して検波信号を生成する検波ステップと、
前記検波信号を前記シンボルデータの1シンボル分だけ遅延させて遅延信号を生成する遅延ステップと、
前記検波信号のアナログ信号レベルと前記遅延信号のアナログ信号レベルとの差分がゼロになるタイミングをゼロクロスタイミングとして検出するタイミング検出ステップと、
前記ゼロクロスタイミングにおける前記検波信号のアナログ信号レベルを、複数の前記ゼロクロスタイミングについて取得し、取得した前記検波信号のアナログ信号レベルを順次平均化して平均値を出力する平均化ステップと、
前記ゼロクロスタイミングにおける前記検波信号のアナログ信号レベルの平均値に基づいて判定閾値を得てこれを保持する判定閾値保持ステップと、
前記検波信号のアナログ信号レベルと前記判定閾値との比較に基づいて前記検波信号が示す現在シンボル値を復調出力として出力する出力ステップと、を含むことを特徴とする復調方法。
A demodulation method for demodulating an input signal digitally modulated by symbol data,
A detection step of detecting the input signal to generate a detection signal;
A delay step of delaying the detection signal by one symbol of the symbol data to generate a delayed signal;
A timing detection step of detecting a timing at which a difference between the analog signal level of the detection signal and the analog signal level of the delay signal becomes zero as a zero cross timing;
An averaging step of acquiring the analog signal level of the detection signal at the zero-cross timing for a plurality of the zero-cross timings, sequentially averaging the acquired analog signal levels of the detection signal, and outputting an average value;
A determination threshold value holding step for obtaining a determination threshold value based on an average value of the analog signal level of the detection signal at the zero cross timing and holding the determination threshold value;
And a step of outputting a current symbol value indicated by the detection signal as a demodulation output based on a comparison between the analog signal level of the detection signal and the determination threshold value.
前記入力信号に含まれるプリアンブルデータを検出するプリアンブル検出ステップを更に含み、
前記判定閾値保持ステップにおいては、前記プリアンブルデータが前記プリアンブル検出ステップにおいて検出された時点において前記判定閾値を保持することを特徴とする請求項1に記載の復調方法。
A preamble detection step of detecting preamble data included in the input signal;
2. The demodulation method according to claim 1, wherein the determination threshold value holding step holds the determination threshold value when the preamble data is detected in the preamble detection step .
前記タイミング検出ステップは、
前記検波信号のアナログ信号レベルと前記遅延信号のアナログ信号レベルとの差分を算出して当該差分を示す減算信号を生成する減算ステップと、
前記減算信号が示す差分の正負を表示する正負表示信号を生成する正負表示信号生成ステップと、
前記正負表示信号の正負の変化時点を検出して当該変化時点を前記ゼロクロスタイミングとする変化時点検出ステップと、を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の復調方法。
The timing detection step includes
A subtraction step of calculating a difference between the analog signal level of the detection signal and the analog signal level of the delay signal and generating a subtraction signal indicating the difference;
A positive / negative display signal generating step for generating a positive / negative display signal for displaying the positive / negative of the difference indicated by the subtraction signal;
The demodulation method according to claim 1 , further comprising: a change time detection step of detecting a positive / negative change time of the positive / negative display signal and setting the change time as the zero cross timing .
前記プリアンブルデータは、論理値交互パターンデータからなることを特徴とする請求項2又は3に記載の復調方法。 The demodulation method according to claim 2 or 3 , wherein the preamble data includes logical value alternating pattern data . 前記入力信号は、周波数偏移変調、振幅偏移変調、及び位相偏移変調のうちのいずれか1つのデジタル変調処理が施された信号であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の復調方法。 5. The input signal according to claim 1, wherein the input signal is a signal subjected to digital modulation processing of any one of frequency shift keying, amplitude shift keying, and phase shift keying. demodulation method according to one. シンボルデータによってデジタル変調された入力信号を復調する復調装置であって、A demodulator that demodulates an input signal digitally modulated by symbol data,
前記入力信号を検波して検波信号を生成する検波回路と、A detection circuit that detects the input signal and generates a detection signal;
前記検波信号を前記シンボルデータの1シンボル分だけ遅延させて遅延信号を生成する遅延回路と、A delay circuit that delays the detection signal by one symbol of the symbol data to generate a delay signal;
前記検波信号のアナログ信号レベルと前記遅延信号のアナログ信号レベルとの差分がゼロになるタイミングをゼロクロスタイミングとして検出するタイミング検出回路と、A timing detection circuit for detecting a timing at which a difference between the analog signal level of the detection signal and the analog signal level of the delay signal becomes zero as a zero cross timing;
前記ゼロクロスタイミングにおける前記検波信号のアナログ信号レベルを、複数の前記ゼロクロスタイミングについて取得し、取得した前記検波信号のアナログ信号レベルを順次平均化して平均値を出力する平均化回路と、An averaging circuit that acquires the analog signal level of the detection signal at the zero-cross timing for a plurality of the zero-cross timings, sequentially averages the acquired analog signal levels of the detection signal, and outputs an average value;
前記ゼロクロスタイミングにおける前記検波信号のアナログ信号レベルの平均値に基づいて判定閾値を得てこれを保持する判定閾値保持回路と、A determination threshold value holding circuit for obtaining a determination threshold value based on an average value of the analog signal level of the detection signal at the zero-cross timing and holding the determination threshold value;
前記検波信号のアナログ信号レベルと前記判定閾値との比較に基づいて前記検波信号が示す現在シンボル値を復調出力として出力する出力回路と、を含むことを特徴とする復調装置。An output circuit that outputs a current symbol value indicated by the detection signal as a demodulated output based on a comparison between an analog signal level of the detection signal and the determination threshold value;
前記入力信号に含まれるプリアンブルデータを検出するプリアンブル検出回路を更に含み、
前記判定閾値保持回路は、前記プリアンブルデータが前記プリアンブル検出回路によって検出された時点において前記判定閾値を保持することを特徴とする請求項6に記載の復調装置。
A preamble detection circuit for detecting preamble data included in the input signal;
7. The demodulator according to claim 6, wherein the determination threshold value holding circuit holds the determination threshold value when the preamble data is detected by the preamble detection circuit .
前記タイミング検出回路は、
前記検波信号が示す値と前記遅延信号が示す値との差分を算出して当該差分を示す減算信号を生成する減算器と、
前記減算信号が示す差分の正負を表示する正負表示信号を生成する正負表示信号生成回路と、
前記正負表示信号の正負の変化時点を検出して当該変化時点を前記ゼロクロスタイミングとする変化時点検出回路と、を含むことを特徴とする請求項6又は7に記載の復調装置。
The timing detection circuit includes:
A subtractor that calculates a difference between a value indicated by the detection signal and a value indicated by the delay signal and generates a subtraction signal indicating the difference;
A positive / negative display signal generation circuit for generating a positive / negative display signal for displaying the positive / negative of the difference indicated by the subtraction signal;
The demodulator according to claim 6 , further comprising: a change point detection circuit that detects a positive / negative change point of the positive / negative display signal and sets the change point as the zero cross timing.
前記プリアンブルデータは、論理値交互パターンデータからなることを特徴とする請求項7又は8に記載の復調装置。 The demodulator according to claim 7 or 8, wherein the preamble data comprises logical value alternate pattern data . 前記入力信号は、周波数偏移変調、振幅偏移変調、及び位相偏移変調のうちのいずれか1つのデジタル変調処理が施された信号であることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1つに記載の復調装置。 10. The input signal according to claim 6, wherein the input signal is a signal that has been subjected to digital modulation processing of any one of frequency shift keying, amplitude shift keying, and phase shift keying. The demodulation apparatus as described in one .
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