JPH02119353A - 復調装置 - Google Patents

復調装置

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JPH02119353A
JPH02119353A JP27080588A JP27080588A JPH02119353A JP H02119353 A JPH02119353 A JP H02119353A JP 27080588 A JP27080588 A JP 27080588A JP 27080588 A JP27080588 A JP 27080588A JP H02119353 A JPH02119353 A JP H02119353A
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JP
Japan
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phase
signal
symbol
difference
transmission
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JP27080588A
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Inventor
Yoshimi Kenjo
見上 喜美
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は2N相にPSK変調された被変調波を復調する
復調装置に関する。
〔従来の技術〕
データをディジタル変調して伝送する方式のうち、伝送
効率と帯域利用率がよくノイズに対しても強いために多
く使用される変調方式にPSK(Phase 5hif
t Keying)変調方式である。これは、伝送され
るデータを搬送波の位相変化により変調する方式である
。すなわち、送信するデータをNビットずつの組に区切
るとその各々の組が取り得る値は21″種類存在する。
例えば、N=2ビットの各組み合わせは“00”01”
11″ “10″の4通りである。これらNビット単位
の情報を、基準となる位相に対し位相が異なる2N種類
の搬送波に各々1対1で割り当てて伝送する。このため
、1回の変調すなわち1回の位相変化で同時に多量の情
報を伝送できる。すなわち、送信信号を、Nビット単位
に分割したNch(Nチャンネル)の符号列に変換し、
この符号列に応じた位相に変調して伝送する。そして受
信側では、基準位相に対する受信信号の位相状態を検出
することにより受信シンボルを復調する方式である。
第8図は位相変化の差異による方式の違いを4相式、8
相式について示したものである。第8図Aは4相式、同
図Bは8相式について示す。
この図に示す円は、Nビット単位の各データに対応する
各搬送波の位相を単位ベクトルで表わした場合、この単
位ベクトルの終点が描く単位円を示す。この単位円の外
周に表わした数字がNビット単位の各組のデータである
。第8図Aでは互いに隣り合うデータと2π/2Nすな
わち90°の位相差が、同図Bでは45゛の位相差があ
る。同図で示す基準とは、基準となる搬送波の位相のこ
とで、この位相から何度搬送波の位相を進めるか、遅ら
せるかという場合の基準位相を意味する。但し、この基
準位相をどのようにとるかは任意である。なお、以下の
説明の便宜のため、Nビット単位の各組に対し、送信シ
ンボルとして番号0.1.2.3・・・・・・を付与し
、これを各単位円の内側に示した。
以上の方法によりPSK変調を行うが、このPSK変調
信号には送信側の基準位相に関する情報が含まれていな
いため、これを何等かの手段により受信側に伝送するか
、または受信側が基準位相を知らずに復調することがで
きる必要がある。
基準位相を受信側に伝送する方法として差動符号変調が
従来用いられている。差動符号変調は1タイムスロツト
前の送信シンボルの位相を基準位相とする変調であり、
常に基準となる位相が変化する変調である。すなわち、
■タイムスロット前の送信シンボルと次に伝送したい送
信シンボルとを21′進法による和分演算をし、これを
次の送信シンボルとして伝送するものである。一方、受
信側では1タイムスロツト前に受信した搬送波の位相を
基準とし、この基準位相との位相差から受信データを再
生する。すなわち、受信シンボルと1タイムスロツト前
の受信シンボルとを2N進法による差分演算することに
より受信データを再生するものである。
一例として、4相PSKについて説明する。4相PSK
は、Nが2であり2ビツトの符号で示される4個の送信
シンボル“00”01”11″ “10”を保有し、2
2 すなわち4進法による和分および差分演算を行うも
のである。各送信シンボルについては第8図Aに従う。
データ″0101100111”を送信する場合、これ
を2ピット単位で“Ol”01”lO”Ol”11″と
分割すると、それぞれ送信シンボル“1″1″ “3”
■”2”が対応する。このデータの1タイムスロツト前
の送信シンボルが例えば13”であったとすると、引き
続き“1”を伝送するためには、送信シンボル″3”の
位相を基準とし、これと送信シンボル“1″に対応する
位相差の送信シンボルを伝送する。すなわち、1タイム
スロツト前の送信シンボル“3#と、次に伝送したい送
信シンボル′″l”を4進法による和分演算をして求ま
る送信ンンボル“0” (3+1=O)が次の送信シン
ボルとなる。更に“1”を送る場合、“0”との和分演
算により送信シンボル“1″ (0+1=1)を伝送す
る。引き続き送信シンボル“3”l”2”と送るには、
同様に1タイムスロツト前の送信シンボルとの間で和分
演算をして、受信側では受信シンボルの位相と1タイム
スロツト前の受信シンボルの位相との位相差を求め、こ
の位相差に対応する送信シンボルを再生する。すなわち
、1タイムスロツト前の受信シンボルと4進法による差
分演算をすることによって受信データを再生する。
例えば受信タイミングによる位相のずれにより送受間の
シンボル差が、4を法とする差分演算で3であったとす
る。この場合、先の送信シンボル“3”0”1”0”1
”3″は受信側 では“2”3”0”3”0”2”とい う順に受信する。これらを1タイムスロツト前の受信シ
ンボルと差分演算(3−2=1.0−3=1.3−0=
3.0−3=1.2−0=2)すれば送信シンボルと同
じ“l”1”3″ “1゜“2”が求まる。このシンボ
ルによりPSK変!前の元のデータ“01011001
11”が再生される。
しかし、変復調で誤りを生じた場合、例えば受信側で送
信シンボルを“2”3”0”0(誤り)″ “0”2”
という順に誤って受信すると、“1”■”0 (誤り)
  “0 (誤り)”2”と差分演算され、2タイムス
ロツトに誤りが拡大する。またこれを再生したデータも
、“01010(誤り)000  (誤り)11”とい
うように2ビツトの誤りを生じる。すなわち、差動符号
変調方式は伝送路に誤りを生じた場合、■タイムスロッ
ト分余分に誤りが拡大するという欠点があり、所要C/
N (符号化利得)の増加を伴い、更に誤り訂正符号と
組み合わせた場合に誤り訂正効果を十分に引き出せない
という欠点がある。
この欠点を解消する方法に、差動符号変調を用いず、変
調信号にch(チャンネル)識別符号を挿入する変調方
式がある。これは、送信側、受信側の双方で無線フレー
ム信号とchi別符号を予め取り決めておく。送信側は
、送信データの始めにこの取り決めた無線フレーム信号
とch識別符号を挿入して伝送する。受信側では復調信
号が反転しているか否かを無線フレーム信号から、チャ
ンネルの入れ替わりをchia別記号がらそれぞ判断す
ることにより受信データを再生するものである。
第9図は4相PSKでch識別符号を挿入した場合の変
調および復調の方法について説明するためのものである
4相PSKのNは2であり説明の便宜上、2ビツトごと
に分割されたデータの最初のピントをlch  (チャ
ンネル)、2ビツト目を2chとする。各チャンネルご
とに無線フレーム信号として“01101″を、lch
のch識別符号として00”  、2chのch識別符
号として”。
1”を付加するものとする。この場合、第8図へから送
信データの送信シンボルは“0”2”“2”0″ “2
”0”3″となり、これを伝送する。
受信側では、任意に決めた基準位を目に対する位相差か
ら受信シンボル“3”1”1”3”“1”3”2”の順
に受信したとする。すると第9図Bの各チャンネルに示
すように、2chは”1001011″、1chlt”
0110101”と復元される。これを送信側との間で
予め取り決めた無線フレーム信号、ch識別符号と比較
する。2chは無線フレーム信号が0”から“ドに、“
l”から“0”に反転し、chR別符号は反転を戻すと
“oo”とlchを示している。またlchは無線フレ
ーム信号が非反転で、ch識別符号は“01”であるか
ら2chを示している。従って、これ以後に続く受信デ
ータは、2chを全て反転させてlchとし、lchを
そのまま2chとすることによって復調することができ
る。
第10図は8相PSKでch識別符号を挿入した場合の
変調および復調の方法について説明するためのものであ
る。
・第1O図Aに示すように、各チャンネルの無線フレー
ム信号を“01101”とし、またlchのch識別符
号を“00″、2chのch、tfl別符号を”01″
、3chのch識別符号ヲ” l 1 ”と取り決めた
とする。この場合の送信シンボルは、第8図Bから“0
”5”5”0“5” “3″4″となり、これを伝送する。
受信側では、任意に設定した基準位相に対して受信シン
ボル“2”7” −7・ ・2・ ・7・“5”6”の
順に受信したとすると、各チャンネルは第10図已に示
すように復元される。これを4相のときと同様に、送信
側と取り決めた無線フレーム信号、chil別符号色符
号する。3chは無線フレーム信号が反転し、ch識別
符号は反転を戻すと“01″となり2chを示している
2chは無線フレーム信号が非反転で、ch識別符号は
“11”と3chを示している。また1chは無線フレ
ーム信号が反転し、ch識別符号は反転を戻すと“00
″であるからlchを示している。従って受信側では、
これ以後続く受信デー夕を、3chは全て反転して2C
hとし、2Chはそのまま3chとし、lchは全て反
転してそのままlchとすることによって復調すること
ができる。
しかし、先の送信シンボルを受信側で“2”“7”7”
2”7”5”6”の順に受 信しなかった場合、以下に説明するように、ch識別符
号は意味を持たなくなり復調ができなくなる。
第10図Cは先の送信シンボルを受信側で任意に設定し
た基準位相に対して′3”0”0”“3″ “0”6″
“7“という順に受信した場合の各チャンネルの復調信
号を示したものである。
3chは無線フレーム信号が反転し、ch識別符号は反
転を戻すと“11”となり3chを示している。ところ
が、2Chおよびlchの無線フレーム信号は、送信側
と取り決めた無線フレーム信号とは全く異なるデータを
出力するため、反転、非反転の区別がつかず、従ってa
h識別符号も意味を持たなくなる。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上説明したように、従来のPSK変調された被変調波
を復調する復調装置は次の欠点があった。
差動符号変調方式では、1タイムスロy ト前の情報か
ら受信データを再生する記憶形の演算を行うため、伝送
路に誤りが生じた場合、1タイムスロット余分に誤りが
拡大するという欠点があった。
またch識別符号を挿入する方式は、Nが3以上の多相
PSKとなるとch識別符号が意味を持たなくなり、受
信データの再生が困難になるという欠点があった。
そこで本発明の目的は、誤りが拡大せず、かつNが2以
上の多相PSKにおいても復調することができる復調装
置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の復調装置は、(1)送信側と受信側との間で予
め取り決めた無線フレーム信号とその長さおよび多重化
方式に基づき2N個の位相にPSK変調された信号を受
信する受信手段と、(11)この受信手段で受信した信
号を所定の同期搬送波にて位相検波して受信データを復
調するPSK復調手段と、(iii >このPSK復調
手段で復調した[調信号に含まれる無線フレーム信号を
検出する無線フレーム信号検出手段と、(iv)復調信
号列ごとの無線フレーム信号の検出の有無およびこの検
出した信号の極性から受信側と送信側のシンボル差を推
定するシンボル差推定手段と、(V)このシンボル差推
定手段で推定したシンボル差に応じて同期搬送波の位相
を角度2π/2N ごとに制御する位相制御手段とを具
備している。
すなわち本発明は、送信側と予め取り決めた無線フレー
ム信号の検出を行い、その復調信号列の極性から送受信
間の位相差すなわちシンボル差を推定し、推定したシン
ボル差に応じて再生搬送波の位相を角度2π/2′′ 
ごとに可変制御し、送信側の基準位相に同期した同期搬
送波を再生し、この同期搬送波にて受信信号を位相検波
し、受信データを再生するものである。
〔実施例〕
以下、実施例につき本発明の詳細な説明する。
、第1図は、送信側てNが3、すなわち8相PSK変調
を行う変調装置のブロック図である。
変調装置は多重器11,12.13、無線フレーム信号
発生器14およびPSK変調器15から構成される。本
実施例ではNが3の8相PSKであり、送信データの符
号列は16.17.18の3列存在する。送信信号列1
6.17.18は無線フレーム信号発生器14から出力
される無線フレーム信号19と多重器11.12.13
によって混合され、変調信号列21.22.23に変換
される。変調信号列21.22.23はPSK変調器1
4で8相のPSK変調信号に変調され、送信信号24と
して出力される。
ここで、無線フレーム信号の内容とその長さおよび多重
化の方式は特に限定されるものではないが、本実施例で
は説明の便宜上無線フレーム信号を各チャンネルとも“
01101”の5ビツトとし、これを送信データの前に
付して1フレームとする。また、多重化方式としてグレ
イ符号を用いるものとする。この無線フレーム信号およ
び多重化の方式は送信側と受信側の双方にて予め決定し
ておくものである。
第2図は8相式のグレイ符号を表わしたものである。
このグレイ符号は第8図Bに対応したもので、位相の検
出時に隣り合った位相として誤検出する可能性があるた
め、誤っても1ビツトのエラーですむような組み合わせ
となっている。なお、4相式の場合には、第8図Aに対
応したグレイ符号を用いることが望ましい。
第3図は、送信側で8相PSK変調を行った信号を復調
する本発明の一実施例を示す復調装置のブロック図であ
る。
本実施例の復調装置は、PSK復調器31、フレーム検
出器32.33.34、ROM (リード・オンリ・メ
モリ)等によりテーブル変換を行う位相演算器35およ
び可変位相器36から構成される。第1図に示す変調装
置で変調された信号は、復調器の図示しない信号受信装
置で受信する。この受信信号37は、可変位相器36か
ら出力される同期搬送波38を基準位相波としてPSK
復調器31で位相検波され、復調信号41.42.43
を出力する。この復調信号41.42.43は各々3c
h、 2ch、lchの信号に対応する。
同期搬送波38は、受信信号37に対して23すなわち
8の同期状態が存在し、各々異なった復調信号をそれぞ
れ出力する。
第4図は送信側と受信側の双方にて予め決定されている
無線フレーム信号および異なる同期状態、すなわち異な
る同期搬送波38に基づいて復調された復調信号を表わ
したものである。
送信側で第4図Aに示す変調信号に対応した送信シンボ
ル“05505”を伝送したとする。これを受信側の復
調装置で、第3図に示す同期搬送波38との位相比較に
より受信シンボルでパ05505″と受信したとする。
この場合、復調信号は第4図已に示すように変調信号と
同じになる。
従ってこの場合には、以後同じ同期搬送波380位相を
基準として復調を行えばよいことになる。
これに対して別の同期搬送波38と位相比較され、受信
シンボルで“30030”と受信したとすると復調信号
は第4図Cのようになる。この場合、伝送した変調信号
の内3chの無線フレーム信号が復調信号の3chに反
転して出力されているが、2chとlchの復調信号は
無線フレーム信号と全く異なった信号が出力されている
第3図で示すフレーム検出器32.33.34は、各々
復調信号41.42.43を人力し、これに応じた復調
信号極性44.45.46およびフレーム検出トリガ4
7.48.49を、受信信号のうち無線フレーム信号の
検出時のみ出力する。
ここで、フレーム検出トリガとしては、送信側と予め取
り決めた無線フレーム信号またはこれと反転した信号を
検出した場合には“l”を、それ以外の全く異なった信
号を検出した場合には“0”を出力する。また、復調信
号極性としては、無線フレーム信号と反転した信号を検
出した場合には“1”を、非反転の場合には“0”を出
力し、これ以外の場合には出力しない。例えば、第4図
Bの復調信号に対して復調信号極性44.45.46お
よびフレーム検出トリガ47.48.49はそれぞれ以
下の通りである。
PSK復調器31で復調された3ch、 2ch。
lchの各復調信号41.42.43は全て無線フレー
ム信号が検出されるので、フレーム検出トリガ47.4
8.49は全て“1”となる。また、これらの復調信号
は全て非反転であるので復調信号極性44.45.46
も全て“0″′となる。第4図Cに示される復調信号の
場合、3chの復調信号41はフレーム検出器32で反
転した無線フレーム信号を検出するため、フレーム検出
トリガ47として“1″、復調信号極性44として“1
″を出力する。2chおよびlchの復調信号42.4
3は共に無線フレーム信号を検出できないためフレーム
検出トリガ48.49は“0”復調信号極性45.46
は出力なしである。
第5図は、送受信間のシンボル差による受信シンボル列
とフレーム検出トリガ47.48.49、復調信号極性
44.45.46の関係を示したものである。
前記したようにフレーム検出トリガおよび復調信号極性
を出力するとこれらの出力と、同期搬送波38の位相差
に基づく送受信間のシンボル差とが、第5図に示される
ように1対1に対応する。
なお同図の復調信号極性に示されている“X″は、フレ
ーム検出器32.33.34が無線フレーム信号または
これと反転した信号のいずれも検出できず、復調信号極
性が有効ではないことを示す。
第3図の位相演算器35には、この第5図に対応するデ
ータがROM(リード・オンリ・メモリ)に記憶されて
いる。位相演算器35ではフレーム検出トリガ47.4
8.49と復調信号極性44.45.46から送信側と
のシンボル差を求める。このシンボル差から送信側の基
準位相波と復調装置の同期搬送波38との位相差を求め
、位相制御信号50として出力する。
第6図は送受信間のシンボル差とこれに対応して制御す
べき位相制御量を示したものである。シンボル差をa 
(0≦a≦7)とすると、この位相制御量は次の式から
求まる。
aX2 π/2N  (N=3) 第3図の可変位相器36は、位相制御信号50から再生
搬送波51の位相を角度2π/2”  (N3)ごとに
可変し、これを同期搬送波38とする。これにより送信
側シンボルと受信側シンボルが一致し、以後受信する復
調信号41.42.43は変調信号と一致する。
すなわち、送信側の送信シンボル列“05505”に対
し、受信側が同期搬送波38の位相差により受信シンボ
ル“30030”と受信した場合、3chのフレーム検
出トリガ47のみが“1.”と出力され、復調信号極性
44のみが有効となり“1″と出力される。位相演算器
35はこの出力に基づき、ROMに記憶したデータから
送受信間のシンボル差を“3″と求める。更に位相演算
器35では、このシンボル差から同期搬送波380所要
位相制御量を演算(3×2π/8=135°)シ、これ
に対応する位相制御信号50を出力する。可変位相器3
6は、この位相制御信号50により同期搬送波38の位
相を135゛変化させる。これにより、送受信間のシン
ボル差は0となり、復調信号は変調信号と同一の信号が
出力される。次のフレーム信号受信時には、送受信間の
シンボル差は0であるため、フレーム検出トリガ47.
48.49は全て“1″が、復調信号極性44.45.
46も全て“0”が出力される。従って、位相演算器3
5では所要の位相制御量が0゜と計算され、位相制御信
号50は先の状態を維持する。
以上説明した実施例では、送受信シンボルで表。
わしだ無線フレーム信号として“05505”を用いた
が、その内容、長さおよび多重化の方式については特に
限定されない。例えば、送受信シンボルで表わした無線
フレーム信号として“0125”、“03547”、“
40351”等を用いてもよい。これらの場合、送受信
間のシンボル差に対応する各フレーム検出トリがと各復
調信号極性は第5図に示されたものと同じになる。
第7図は、送受信シンボルで表わした無線フレーム信号
として“37240”とした場合の送受信間のシンボル
差に対応する各フレーム検出トリガと各復調信号極性を
示したものである。
また、前述した実施例では送受信間のシンボル差が0と
なる同期搬送波にて位相検波を行うこととしたが、送信
側と予め取り決めた無線フレーム信号またはこれと反転
した信号を全チャンネルにわたって検出し得る受信シン
ボル差に対応した同期搬送波で位相検波してもよい。こ
の場合、チャンネルを識別するための符号として各無線
フレーム信号の内2ビットを特定する。これに基づき各
チャンネルの入れ替わりと信号の反転を直すことにより
送信信号を再生することができる。
更に前述した実施例では、8相にPSK変調されたデー
タの復調について説明したが、4相の場合についても同
°様にして復調することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、データを誤って受
信した場合でも誤りが拡大することなく高品質に受信で
きる。従って、雑音等が多い伝送路でデータを伝送する
場合に特に効果が高く、誤り訂正を付加する場合の差動
符号化器と誤り訂正符号化器の併用による誤り訂正の符
号化利得低下に対する配慮が不要となり、理想状態に近
い符号化利得となる。
また、Nが2の場合のみならず3以上の場合のPSK変
調信号であっても復調することができる。
更に、位相演算器は複雑な計算をすることなくROM等
によるテーブル変換で簡易に対応することができ、本発
明の実施による回路や部品の増加が極めて少ない。従っ
て、装置を小型化することができるため、半固定型の復
調装置に適する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図は本発明の一実施例を説明するためのも
のであり、このうち第1図は8相PSK変調を行う変調
装置のブロック図、第2図は8相式のグレイ符号につい
て表わした図、第3図は送信側で8相PSK変調を行っ
た信号を復調する本発明の一実施例を示す復調装置のブ
ロック図、第4図は送信側と受信側の双方にて予め決定
されている無線フレーム信号および異なる同期搬送波に
基づいて復調された復調信号を表わした図、第5図は送
受信間のシンボル差による受信シンボル列とフレーム検
出トリガ、復調信号極性の関係を示した図、第6図は送
受信間のンンボル差とこれに対応して制御すべき位相制
御量を示した図、第7図は他の無線フレーム信号の場合
の送受信間シンボル差に対応する各フレーム検出トリが
と各復調信号極性を示した図である。第8図〜第10図
は従来技術を説明するためのものであり、このうち第8
図は位相変化の差異による方式の違いを4相式、8相式
について示した図、第9図は4相PSKでch識別符号
を挿入した場合の変調および復調の方法を示した図、第
10図は8相PSKでCh識別符号を挿入した場合の変
調および復調の方法を示した図である。 31・・・・・PSK復調器、 32.33.34・・・・・・フレーム検出器、35・
・・・・・位相演算器、36・・・・・・可変位相器、
38・・・・・・同期搬送波、 41.42.43・・・・・・復調信号、44.45.
46・・・・・・復調信号極性、47.48.49・・
・・・・フレーム検出トリガ。 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 送信側と受信側との間で予め取り決めた無線フレーム信
    号とその長さおよび多重化方式に基づき2^N個の位相
    にPSK変調された信号を受信する信号受信手段と、 この信号受信手段で受信した信号を所定の同期搬送波に
    て位相検波して受信データを復調するPSK復調手段と
    、 このPSK復調手段で復調した復調信号に含まれる前記
    無線フレーム信号を検出する無線フレーム信号検出手段
    と、 前記復調信号列ごとの前記無線フレーム信号の検出の有
    無およびこの検出した信号の極性から受信側と送信側の
    シンボル差を推定するシンボル差推定手段と、 このシンボル差推定手段で推定したシンボル差に応じて
    前記同期搬送波の位相を角度2π/2^Nごとに制御す
    る位相制御手段 とを具備することを特徴とする復調装置。
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