JPH01318440A - Demodulation circuit for digital transmission - Google Patents
Demodulation circuit for digital transmissionInfo
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Abstract
Description
本発明は、例えば移動通信におけるデジタルデータ伝送
方式の一つであるGMSK方式の復調回路に関するもの
である。The present invention relates to a demodulation circuit for the GMSK system, which is one of the digital data transmission systems in mobile communications, for example.
従来のデジタルデータ伝送におけるGMSK方式の復調
回路は、第6図に構成が示されているように、GMSK
検波回検波回路内ス形のローパスフィルタ2、復号回路
3、クロック再生回路4を備えている。GMSK検波回
路1には、例えば周波数検波回路、同期検波回路、遅延
検波回路がある。ガウス形のローパスフィルタ2はベー
スバンド前置ローパスフィルタの役割を負うものである
。復号回路3ではデータ信号が再生されて出力される。
またクロック再生回路4ではクロック信号が再生されて
出力される。
第7図には、上2した第6図の復調回路の各段における
出力波形が示しである。同図の(al はGMSK検波
回検波回路内aの波形である。この波には搬送波および
高調波のほか熱雑音(ホワイトノイズ)を含んでいる。
同じ<(b)はガウス形ローパスフィルタ2の出力すの
波形である。この出力すを復号回路3とクロック再生回
路4に入力させている。出力aと出力すの波形を比較し
てみると、出力a、すなわちGMSK検波回検波回路内
波のアイ開口より、出力b、すなわちガウス形ローパス
フィルタ2の出力波のアイ開口が小さくなっている。
このように検波出力aのアイ開口とベースバンド前置ロ
ーパスフィルタ出力すのアイ開口が異なるのは、次の理
由による。GMSK検波回路lにおいてはベースバンド
前置ローパスフィルタの遮断周波数fc、すなわちガウ
ス形ローパスフィルタで3dB減衰する周波数は、略f
c・0.4X f b(fbは伝送速度)が最適である
。ピットエラーレート(符号誤り率)と遮断周波数fc
との関係は、検波方式に関係なく、大略、第8図に示す
関係になる。したがって、ベースバンド前置ローパスフ
ィルタ出力のアイ開口を僅か小さくすることが、ホワイ
トノイズを除去し、伝送効率を良くするうえで、復号回
路3には有利である。
一方、クロック再生回路4は、ベースバンド前置ローパ
スフィルタ出力のアイパターンから、クロック波形を再
生して出力する。第7図fclに示す波形は、クロック
再生回路4の出力Cにおいて得られるべきクロック波形
である。The demodulation circuit of the GMSK method in conventional digital data transmission is as shown in FIG.
The detection circuit includes a square-shaped low-pass filter 2, a decoding circuit 3, and a clock recovery circuit 4. The GMSK detection circuit 1 includes, for example, a frequency detection circuit, a synchronous detection circuit, and a delay detection circuit. The Gaussian low-pass filter 2 plays the role of a baseband pre-low-pass filter. In the decoding circuit 3, the data signal is reproduced and output. Further, the clock regeneration circuit 4 regenerates and outputs the clock signal. FIG. 7 shows output waveforms at each stage of the demodulation circuit shown in FIG. 6 above. In the same figure, (al) is the waveform of a in the GMSK detection circuit.This wave includes thermal noise (white noise) in addition to the carrier wave and harmonics. This is the waveform of the output A.This output S is input to the decoding circuit 3 and the clock recovery circuit 4.Comparing the waveforms of the output a and the output S, it is found that the output a, that is, the GMSK detection circuit The eye opening of the output b, that is, the output wave of the Gaussian low-pass filter 2, is smaller than the eye opening of the wave. In this way, the eye opening of the detection output a and the eye opening of the baseband pre-low-pass filter output are different. This is due to the following reason: In the GMSK detection circuit l, the cutoff frequency fc of the baseband pre-low-pass filter, that is, the frequency attenuated by 3 dB by the Gaussian low-pass filter, is approximately f
c・0.4X f b (fb is the transmission speed) is optimal. Pit error rate (bit error rate) and cutoff frequency fc
Regardless of the detection method, the relationship between the two is approximately as shown in FIG. 8. Therefore, it is advantageous for the decoding circuit 3 to slightly reduce the eye opening of the baseband pre-low-pass filter output in order to remove white noise and improve transmission efficiency. On the other hand, the clock regeneration circuit 4 regenerates and outputs a clock waveform from the eye pattern of the baseband pre-low-pass filter output. The waveform shown in FIG. 7 fcl is the clock waveform that should be obtained at the output C of the clock recovery circuit 4.
しかし、第7図 tb+のようにベースバンド前置ロー
パスフィルタのアイ開口が小さいので、クロック再生回
路4にとっては雑音余裕が小さくなってしまう。そのた
め受信入力レベルが小さい状態の時、出力Cの波形は第
7図 (c−0)に示すように、再生クロックにジッタ
が非常に多くなり、延いてはピットエラーレートが低下
することになる。
本発明は、従来のデジタルデータ伝送におけるGMSK
方式の復調回路の上記した欠点を改良するためになされ
たもので、受信人力レベルが小さい時であっても、極め
てジッタが少ないクロック信号を再生できる復調回路を
提供するものである。However, since the eye opening of the baseband pre-low-pass filter is small as shown in tb+ in FIG. 7, the noise margin for the clock recovery circuit 4 is small. Therefore, when the receiving input level is low, the waveform of output C will have a large amount of jitter in the reproduced clock, as shown in Figure 7 (c-0), which will eventually reduce the pit error rate. . The present invention utilizes GMSK in conventional digital data transmission.
This method was developed to improve the above-mentioned drawbacks of the conventional demodulation circuit, and provides a demodulation circuit that can reproduce a clock signal with extremely low jitter even when the receiving power level is small.
上記課題を解決するための本発明を適用したデジタルデ
ータ伝送の復調回路を、実施例に対応する第1図により
説明する。
同図に示すように本発明のデジタルデータ伝送の復調回
路は、GMSK検波回路1の出力信号から、データ信号
を再生するデータ復号回路3、クロック信号を再生する
クロック再生回路4を個別に有し、データ復号回路3の
ベースバンド前置ローパスフィルタとしてガウス形のロ
ーパスフィルタ2、クロック再生回路4のベースバンド
前置ローパスフィルタとしてバターワース形のローパス
フィルタ5を夫々備えている。A demodulation circuit for digital data transmission to which the present invention is applied to solve the above problems will be explained with reference to FIG. 1 corresponding to an embodiment. As shown in the figure, the demodulation circuit for digital data transmission of the present invention separately includes a data decoding circuit 3 for reproducing a data signal from the output signal of the GMSK detection circuit 1, and a clock regeneration circuit 4 for reproducing a clock signal. , a Gaussian low-pass filter 2 is provided as a pre-baseband low-pass filter for the data decoding circuit 3, and a Butterworth-type low-pass filter 5 is provided as a pre-baseband low-pass filter for the clock recovery circuit 4, respectively.
GMS K検波回路lの出力信号aのアイ開口(第4図
(al参照)は、ガウス形のローパスフィルタ2により
小さくなるが(同図fbl参照)、バターワース形のロ
ーパスフィルタ5によっては小さくならない(同図fd
l参照)。そのためデータ復号回路3およびクロック再
生回路4には、夫々の回路に応じて再生、ノイズの除去
に適した波形が入力する。その結果、データ復号回路3
からはノイズの少ないデータ信号が出力する。同時に入
力信号が微弱な場合でもクロック再生回路4からジッタ
のないクロック信号が出力することになる。The eye opening of the output signal a of the GMS K detection circuit l (see Fig. 4 (al)) is reduced by the Gaussian low-pass filter 2 (see fbl in the same figure), but not by the Butterworth-type low-pass filter 5 (see Fig. 4 (al)). Same figure fd
(see l). Therefore, waveforms suitable for reproduction and noise removal are input to the data decoding circuit 3 and the clock reproduction circuit 4, depending on the respective circuits. As a result, data decoding circuit 3
outputs a data signal with less noise. At the same time, even if the input signal is weak, the clock recovery circuit 4 outputs a jitter-free clock signal.
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は本発明を適用するデジタルデータ伝送の復調回
路の実施例を示すブロック図である。同図のlはGMS
K検波回路、2はガウス形のローパスフィルタ、3はデ
ータ復号回路、4はクロック再生回路、5はバターワー
ス形のローパスフィルタである。GMSK検波回路1に
は、例えば周波数検波回路、同期検波回路、遅延検波回
路がありいずれでもよい。ガウス形ローパスフィルタ2
、いわゆる位相直線形ローパスフィルタは、データ復号
回路3のベースバンド前置ローパスフィルタの役割を負
うもので、やはりアクティブフィルタであるオペアンプ
を使用する。データ復号回路3ではデータ信号が再生さ
れて出力される。バターワース形のローパスフィルタ5
はクロック再生回路4のベースバンド前置ローパスフィ
ルタの役割を負うもので、アクティブフィルタであるオ
ペアンプを使用する。クロック再生回路4ではクロック
信号が再生されて出力される。すなわちデータ復号回路
3側とクロック再生回路4側に、それぞれ特性の異なる
ベースバンド前置ローパスフィルタを挿入し、2系列の
GMSK復調回路構成としである。
第2図にはガウス形のローパスフィルタ2の特性が示し
である。従来の回路(第4図参照)に使用したガウス形
のローパスフィルタ2と同一特性のものを使用できる。
遮断周波数fC1すなわちローパスフィルタで3dB減
衰する周波数は、略fc・0.4xfb(fbは伝送速
度)である。
第3図にはバターワース形のローパスフィルタ5の特性
が示しである。帯域内の振幅は平坦で、帯域外で急峻に
減衰する。帯域内では、位相が比較的直線である。遮断
周波数fc、すなわちローパスフィルタで3dB減衰す
る周波数は、略f c=0.6x f b (f bは
伝送速度)が適しており、実験により最適値を決定した
ものである。
第4図には、第1図に示した復調回路の各段における出
力波形が示しである。同図のfalはGMSK検波回検
波回路力aの波形である。この波には搬送波および高調
波のほか熱雑音を含んでいる。
第4図 fb)はガウス形ローパスフィルタ2の出力す
の波形である。この出力すをデータ復号回路3に入力さ
せている。出力aと出力すの波形は、第7図 (a)、
(bl と同じ<GMSK検波回路1の出力aのアイ開
口より、ガウス形ローパスフィルタ2の出力すのアイ開
口が小さくなっている。すなわちホワイトノイズを除去
し、伝送効率を良くした波形がデータ復号回路3に人力
することになる。
同じく第4図 (dlはバターワース形ローパスフィル
タ6の出力dの波形である。出力dのアイ開口は、出力
a(同図(a)参照)のアイ開口と同じく大きいので雑
音余裕が大きい。そのため受信入力レベルが小さい状態
でも、再生されたクロックは、第4図(e−0)に示す
ように、ジッタが極めて小さくピットエラーレートの劣
化は生じない。
第5図には受信入力レベルに対するピットエラーレート
特性が示しである。同図に示すように、本発明の例は従
来のものに対し理想特性に近く、大幅に改善されている
。なお第4図tel に示す波形は、クロック再生回路
4の出力eにおいて得られるべきクロック波形で、第7
図fclの波形と同一である。
上記実施例では、ガウス形のローパスフィルタ2、バタ
ーワース形のローパスフィルタ5はオペアンプによるア
クティブフィルタを使用し、ハイブリット集積回路化が
可能であるため、小形化が容易である。素子数は多くな
るが、LCフィルタ等のパッジイブフィルタを夫々使用
することも可能である。Examples of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a demodulation circuit for digital data transmission to which the present invention is applied. l in the same figure is GMS
K detection circuit, 2 a Gaussian low-pass filter, 3 a data decoding circuit, 4 a clock recovery circuit, and 5 a Butterworth low-pass filter. The GMSK detection circuit 1 may include, for example, a frequency detection circuit, a synchronous detection circuit, or a delay detection circuit. Gaussian low-pass filter 2
The so-called phase linear low-pass filter plays the role of a baseband pre-low-pass filter of the data decoding circuit 3, and also uses an operational amplifier which is an active filter. The data decoding circuit 3 reproduces and outputs the data signal. Butterworth type low pass filter 5
plays the role of a baseband pre-low-pass filter of the clock recovery circuit 4, and uses an operational amplifier which is an active filter. The clock regeneration circuit 4 regenerates and outputs the clock signal. That is, baseband pre-low-pass filters with different characteristics are inserted on the data decoding circuit 3 side and the clock regeneration circuit 4 side, respectively, to form a two-series GMSK demodulation circuit configuration. FIG. 2 shows the characteristics of the Gaussian low-pass filter 2. A filter having the same characteristics as the Gaussian low-pass filter 2 used in the conventional circuit (see FIG. 4) can be used. The cutoff frequency fC1, that is, the frequency attenuated by 3 dB by the low-pass filter, is approximately fc·0.4×fb (fb is the transmission speed). FIG. 3 shows the characteristics of the Butterworth type low-pass filter 5. The amplitude within the band is flat and attenuates steeply outside the band. Within the band, the phase is relatively linear. The suitable cutoff frequency fc, that is, the frequency attenuated by 3 dB by the low-pass filter, is approximately f c =0.6x f b (f b is the transmission speed), and the optimum value was determined through experiments. FIG. 4 shows output waveforms at each stage of the demodulation circuit shown in FIG. 1. In the figure, fal is the waveform of the GMSK detection circuit power a. This wave includes a carrier wave, harmonics, and thermal noise. FIG. 4 fb) is the waveform of the output of the Gaussian low-pass filter 2. This output is input to the data decoding circuit 3. The waveforms of output a and output are shown in Figure 7 (a),
(Same as bl<The eye opening of the output of the Gaussian low-pass filter 2 is smaller than the eye opening of the output a of the GMSK detection circuit 1. In other words, the waveform with white noise removed and transmission efficiency improved is the data decoding Similarly, in Figure 4, (dl is the waveform of the output d of the Butterworth type low-pass filter 6. The eye opening of the output d is the same as the eye opening of the output a (see figure (a)). Since it is also large, there is a large noise margin.Therefore, even when the reception input level is low, the regenerated clock has extremely small jitter and no deterioration of the pit error rate, as shown in Figure 4 (e-0). Fig. 5 shows the pit error rate characteristics with respect to the received input level.As shown in the figure, the example of the present invention is close to ideal characteristics and has been greatly improved compared to the conventional one. The waveform shown in tel is the clock waveform that should be obtained at the output e of the clock recovery circuit 4, and is the clock waveform shown in the seventh
The waveform is the same as that in Figure fcl. In the above embodiment, the Gauss-type low-pass filter 2 and the Butterworth-type low-pass filter 5 use active filters using operational amplifiers, and can be formed into a hybrid integrated circuit, so that miniaturization is easy. Although the number of elements increases, it is also possible to use a Pudge-Eve filter such as an LC filter.
以上説明したように、本発明を適用したデジタルデータ
伝送の復調回路では、復号回路およびクロック再生回路
に最適な波形が夫々のベースバンド前置ローパスフィル
タから入力する。そのため、ノイズの少ないデータ信号
が出力されるとともに入力信号が微弱な場合でもジッタ
の小さいクロック信号が出力される復調回路となる。As described above, in the demodulation circuit for digital data transmission to which the present invention is applied, optimal waveforms are input to the decoding circuit and the clock recovery circuit from the respective baseband pre-low-pass filters. Therefore, the demodulation circuit outputs a data signal with less noise and also outputs a clock signal with less jitter even when the input signal is weak.
第1図は本発明を適用するデジタルデータ伝送の復調回
路の実施例を示すブロック図、第2図はガウス形のロー
パスフィルタの特性図、第3図はバターワース形のロー
パスフィルタの特性図、第4図は上記復調回路の各段に
おける出力波形図、第5図は受信入力レベルに対するピ
ットエラーレート特性図、第6図は従来のデジタルデー
タ伝送の復調回路を示すブロック図、第7図はその復調
回路の各段における出力波形図、第8図はピットエラー
レートと遮断周波数fcの関係を示す図である。
l・・・GMSK検波回路
2・・・ガウス形のローパスフィルタ
3・・・データ復号回路 4・・・クロック再生回路
5・・・バターワース形のローパスフィルタ狛さ−1−
中トーΔ−工
′jトエ)111’−Δ−工
−〇 ^ ^
Ll ○
噸膏會Σ
傭−一
一へ
嘴−tよ
何礪箒FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a demodulation circuit for digital data transmission to which the present invention is applied, FIG. 2 is a characteristic diagram of a Gaussian low-pass filter, and FIG. 3 is a characteristic diagram of a Butterworth-type low-pass filter. Figure 4 is an output waveform diagram at each stage of the demodulation circuit, Figure 5 is a pit error rate characteristic diagram with respect to received input level, Figure 6 is a block diagram showing a conventional demodulation circuit for digital data transmission, and Figure 7 is its diagram. FIG. 8, which is an output waveform diagram at each stage of the demodulation circuit, is a diagram showing the relationship between pit error rate and cutoff frequency fc. l...GMSK detection circuit 2...Gaussian low-pass filter 3...data decoding circuit 4...clock regeneration circuit 5...Butterworth-type low-pass filter Komasa-1-
Middle toe Δ-work'j toe) 111'-Δ-work-〇 ^ ^
Ll ○ Anonymous Society
Claims (1)
ータ復号回路、クロック信号を再生するクロック再生回
路を個別に有し、データ復号回路のベースバンド前置ロ
ーパスフィルタとしてガウス形のローパスフィルタ、ク
ロック再生回路のベースバンド前置ローパスフィルタと
してバターワース形のローパスフィルタを夫々備えたこ
とを特徴とするデジタルデータ伝送の復調回路。1. A data decoding circuit that reproduces a data signal from the output signal of the detection circuit and a clock regeneration circuit that reproduces a clock signal are separately provided, and a Gaussian low-pass filter and a clock are used as a baseband pre-low-pass filter of the data decoding circuit. A demodulation circuit for digital data transmission, characterized in that a Butterworth-type low-pass filter is provided as a baseband pre-low-pass filter of a regeneration circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63150247A JPH063940B2 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Demodulation circuit for digital data transmission |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63150247A JPH063940B2 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Demodulation circuit for digital data transmission |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01318440A true JPH01318440A (en) | 1989-12-22 |
JPH063940B2 JPH063940B2 (en) | 1994-01-12 |
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ID=15492776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP63150247A Expired - Fee Related JPH063940B2 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Demodulation circuit for digital data transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH063940B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009084677A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Furuno Electric Co., Ltd. | Demodulation device |
CN105227510A (en) * | 2015-11-09 | 2016-01-06 | 天津七一二通信广播有限公司 | A kind of new GMSK decoding circuit and coding/decoding method |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP63150247A patent/JPH063940B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2009084677A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Furuno Electric Co., Ltd. | Demodulation device |
CN105227510A (en) * | 2015-11-09 | 2016-01-06 | 天津七一二通信广播有限公司 | A kind of new GMSK decoding circuit and coding/decoding method |
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JPH063940B2 (en) | 1994-01-12 |
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