JPH02301336A - Base band delay lock loop device - Google Patents

Base band delay lock loop device

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JPH02301336A
JPH02301336A JP1122013A JP12201389A JPH02301336A JP H02301336 A JPH02301336 A JP H02301336A JP 1122013 A JP1122013 A JP 1122013A JP 12201389 A JP12201389 A JP 12201389A JP H02301336 A JPH02301336 A JP H02301336A
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signal
input
digital
error signal
time
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Toshiharu Kojima
年春 小島
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Abstract

PURPOSE:To generate an error signal having an excellent time discrimination characteristic by applying A/D conversion to an input PN signal subjected to cosine roll-off waveform shaping in advance and inputting a resulting digital numeral data to an error signal generating circuit to obtain an error signal in response to a time difference between the input PN signal and a copied PN signal. CONSTITUTION:A pseudo noise(PN) signal 1a subjected to the cosine roll-off waveform shaping is inputted to an equipment outputting the copied pseudo noise signal synchronously timewise with an input pseudo noise signal and the input PN signal is converted into a digital numerical data with an A/D converter 22. Then the digital numerical data is used to generate an error signal in response to the time difference between the input PN signal and the copied PN signal 18 with an error signal generating circuit 21a composed of digital circuits. Thus, the error signal generating circuit 21a composed of the digital circuits is used to generate the error signal having an excellent time discrimination characteristic.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はスペクトル拡散通信方式の分野における要素
技術の一つであるベースバンドディレィロックループ装
置の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement of a baseband delay lock loop device, which is one of the elemental technologies in the field of spread spectrum communication systems.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のベースバンドディレィロックループ装置は例えば
文献「スペクトル拡散通信システム」 (横山著 科学
技術出版社 198B)に記載されている。以下、この
文献に基づいて従来技術の説明を行なう。
A conventional baseband delay lock loop device is described, for example, in the document "Spread Spectrum Communication System" (by Yokoyama, Science and Technology Publishing, 198B). The prior art will be explained below based on this document.

第5図は従来のベースバンドディレィロックループ装置
の構成を示す構成図であり、図において、1はベースバ
ンド信号である人力PN信号、2は乗算器、3は積分時
間が入力PN信号lの繰り返し周期に等しい積分器、4
は乗算器2と積分器3により構成される相関器、5は乗
算器、6は積分時間が入力PN信号1の繰り返し周期に
等しい積分器、7は乗算器5と積分器6により構成され
る相関器、8は進み相関出力、9は遅れ相関出力、10
は減算器、11は誤差信号、llaは後述のフィルタに
より平滑化された誤差信号、12はループフィルタ、1
3は電圧制御発振器(Vol tageControl
led 0scillator :以下、VCOと略称
する)、14はVCO13から出力されるクロック信号
、15は入力PN信号lと同じPN信号を発生するPN
信号発生器、16はPN信号発生器の出力である進みP
N信号、17は遅延時間が入力PN信号1のチップ周期
の1/2に等しい遅延素子、18は複製PN信号、19
は遅延時間が入力PN信号1のチップ周期の1/2に等
しい遅延素子、20は遅れPN信号、21は相関器4.
7及び減算器10により構成される誤差信号発生回路で
ある。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a conventional baseband delay lock loop device. In the figure, 1 is a human-powered PN signal which is a baseband signal, 2 is a multiplier, and 3 is an integral time of the input PN signal l. an integrator equal to the repetition period, 4
is a correlator composed of a multiplier 2 and an integrator 3; 5 is a multiplier; 6 is an integrator whose integration time is equal to the repetition period of the input PN signal 1; 7 is composed of a multiplier 5 and an integrator 6 Correlator, 8 is leading correlation output, 9 is lagging correlation output, 10
is a subtracter, 11 is an error signal, lla is an error signal smoothed by a filter described later, 12 is a loop filter, 1
3 is a voltage controlled oscillator (Voltage Control
led 0scillator (hereinafter abbreviated as VCO), 14 is a clock signal output from VCO 13, 15 is a PN that generates the same PN signal as the input PN signal l
signal generator, 16 is the lead P which is the output of the PN signal generator;
N signal, 17 is a delay element whose delay time is equal to 1/2 of the chip period of input PN signal 1, 18 is a duplicate PN signal, 19
2 is a delay element whose delay time is equal to 1/2 of the chip period of input PN signal 1, 20 is a delayed PN signal, and 21 is a correlator 4.
7 and a subtracter 10.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

入力PN信号lは1又は−1の値をとる矩形波形のm系
列符号とし、その系列長は2′″−1(mは2以上の整
数)、チップ周期はTcであるとする。即ち入力PN信
号1の繰り返し周MTは、T−(2”−1)Tc である。
The input PN signal l is an m-sequence code with a rectangular waveform taking a value of 1 or -1, the sequence length is 2'''-1 (m is an integer of 2 or more), and the chip period is Tc. That is, the input The repetition frequency MT of the PN signal 1 is T-(2''-1)Tc.

また、PN信号発生器15はVCO13より出力される
クロック信号14により駆動され、入力PN信号と同一
波形のPN信号であるところの進みPN信号16が出力
される。進みPN信号16は遅延時間がTc/2である
ところの遅延素子17に入力され、複製PN信号1Bが
出力される。
Further, the PN signal generator 15 is driven by a clock signal 14 output from the VCO 13, and outputs an advanced PN signal 16 which is a PN signal having the same waveform as the input PN signal. The advanced PN signal 16 is input to a delay element 17 whose delay time is Tc/2, and a duplicate PN signal 1B is output.

さらに複製PN信号18は遅延時間がT c / 2で
あるところの遅延素子19に入力され、遅れPN信号2
0が出力される。
Further, the duplicate PN signal 18 is input to a delay element 19 whose delay time is T c /2, and the delayed PN signal 2
0 is output.

ここで、複製PN信号18は入力PN信号lより時間Δ
tだけ遅延しており、入力PN信号1の時間波形を5p
N(t)とし、複製PN信号18の時間波形を5FXI
I (t) 、進みPN信号16の時間波形を82□(
t)、遅れPN信号20の時間波形を5PNL (t)
  とすると、 Spptm (t) = 5pN(t+Δt)Sput
 (t) =SPNl (t  Tc/2) −3rn
(t+Δt−Tc/2)SPNL   (t)   =
SPNl   (t+Tc/2ン  =Spw(t +
 Δ t+Tc/2)となる、また、入力PN信号1の
自己相関関数をR(τ)とする、即ち、 次いで、乗算器2と積分時間がTであるところの積分器
3により構成される相関器4において、入力PN信号1
と進みPN信号16との相関演算が行われ、進み相関出
力8が出力される。進み相” 5”5PN(1)Sp、
4(t+Δt−Tc/2)dt−R(Δt −Tc/2
) である。
Here, the duplicate PN signal 18 is generated at a time Δ
The time waveform of input PN signal 1 is delayed by 5p.
N(t), and the time waveform of the duplicate PN signal 18 is 5FXI.
I (t), the time waveform of the advanced PN signal 16 is 82□(
t), the time waveform of the delayed PN signal 20 is 5PNL (t)
Then, Spptm (t) = 5pN(t+Δt)Sput
(t) = SPNl (t Tc/2) −3rn
(t+Δt-Tc/2)SPNL (t) =
SPNl (t+Tc/2n = Spw(t +
Δt+Tc/2), and let the autocorrelation function of the input PN signal 1 be R(τ), i.e., the correlation formed by the multiplier 2 and the integrator 3 whose integration time is T. In the device 4, the input PN signal 1
A correlation calculation is performed between the leading PN signal 16 and the leading PN signal 16, and a leading correlation output 8 is output. Advance phase "5"5PN (1) Sp,
4(t+Δt-Tc/2)dt-R(Δt-Tc/2
).

同様に、乗算器5と積分時間がTであるところの積分器
6により構成される相関器7において人力PN信号lと
遅れPN信号20との相関演算が行われ、遅れ相関出力
9が出力される。遅れ相関出力9の値をΔtの関数Rt
(Δt)とすると、である。
Similarly, a correlator 7 composed of a multiplier 5 and an integrator 6 whose integration time is T performs a correlation operation between the human-powered PN signal l and the delayed PN signal 20, and outputs a delayed correlation output 9. Ru. The value of the delayed correlation output 9 is expressed as a function Rt of Δt
(Δt), then.

そして、減算器10において進み相関出力8から遅れ相
関出力9が減算され、誤差信号11が出力される。誤差
信号11の値をΔtの関数E(Δt)とすると、 E(Δt)−Rt(Δt)−RL(Δt)−R(Δt 
−Tc/2)  −R(Δt +Tc/2)である。
Then, the lagging correlation output 9 is subtracted from the leading correlation output 8 in the subtracter 10, and an error signal 11 is output. If the value of the error signal 11 is a function E(Δt) of Δt, E(Δt)−Rt(Δt)−RL(Δt)−R(Δt
−Tc/2) −R(Δt +Tc/2).

このとき、入力信号lは系列長2′″−1(mは2以上
の整数)のm系列符号であるのでその自己相関関数R(
τ)は1τl<(2’″−2)Tcの範囲で次に示す値
となる。
At this time, since the input signal l is an m-sequence code with a sequence length of 2'''-1 (m is an integer of 2 or more), its autocorrelation function R (
τ) has the following value in the range of 1τl<(2′″−2)Tc.

これより1Δtl<3/2Tcの範囲における誤差信号
11の値E(Δt)は次に示す値をとる。
From this, the value E(Δt) of the error signal 11 in the range of 1Δtl<3/2Tc takes the following value.

第6図は上式による誤差信号11の値E(Δt) (1
Δtl<3/2Tc)の特性を示すグラフである。第6
図に示されているように、誤差信号11の値E(Δt)
は1Δtl<3/2Tcの範囲において次に示す性質■
〜■を有する。
FIG. 6 shows the value E(Δt) (1
3 is a graph showing the characteristics of Δtl<3/2Tc). 6th
As shown in the figure, the value E(Δt) of the error signal 11
has the following property ■ in the range 1Δtl<3/2Tc
~■ has.

■ E(Δt)のグラフは座標原点を通過し、S字状で
ある。
■ The graph of E(Δt) passes through the coordinate origin and is S-shaped.

■ E(Δt)はΔtの奇関数で、Δt<QのときE(
Δt)<QかつΔ1>0のときE(Δt)〉0である。
■ E(Δt) is an odd function of Δt, and when Δt<Q, E(
When Δt)<Q and Δ1>0, E(Δt)>0.

今後、上記の性質■〜■をまとめて、時間弁別特性と称
する。
Hereinafter, the above properties (1) to (2) will be collectively referred to as time discrimination characteristics.

このように、誤差信号11が時間弁別特性を有するので
、誤差信号11をループフィルタ12に入力し、雑音の
影響を除去し、このループフィルタ12より出力される
平滑化された誤差信号11aをVCO13の制御電圧と
することにより、クロック信号14の周波数はΔtの値
に応じて変化する。このクロック信号14の周波数の変
化により、入力PN信号1と複製PN信号18の時間差
Δtが常にΔt−0となるように、PN信号発生器15
より出力される進みPN信号16の位相も変化する。即
ち1Δt l<3/2Tcである限り、複製PN信号1
8は入力PN信号lに常に同期するように追従する。
As described above, since the error signal 11 has time discrimination characteristics, the error signal 11 is input to the loop filter 12 to remove the influence of noise, and the smoothed error signal 11a output from the loop filter 12 is sent to the VCO 13. By setting the control voltage to , the frequency of the clock signal 14 changes according to the value of Δt. Due to this change in the frequency of the clock signal 14, the PN signal generator 15 operates so that the time difference Δt between the input PN signal 1 and the duplicate PN signal 18 is always Δt−0.
The phase of the leading PN signal 16 outputted from the above also changes. That is, as long as 1Δt l<3/2Tc, the duplicate PN signal 1
8 always follows the input PN signal l in synchronization.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のベースバンドディレィロックループ装置は以上の
ように構成されているので、相関器を用いて誤差信号発
生回路を構成しなければならず、相関演算はアナログ演
算であるため相関器はアナログ回路であることが必要で
、従って2つの相関器の利得を厳密に一敗させることは
困難となり、これが原因となって一定のオフセント電圧
が誤差信号に重畳することにより追従性能が劣化するこ
とがあり、また追従性能を最良に保つためには2つの相
関器の利得を可能な限り一致させることが必要で、この
ため誤差信号発生回路の調整に多くの時間を要する等、
アナログ回路である相関器を用いた誤差信号発生回路の
使用に伴う問題点があった。
Since the conventional baseband delay lock loop device is configured as described above, the error signal generation circuit must be configured using a correlator, and since the correlation calculation is an analog calculation, the correlator is an analog circuit. Therefore, it is difficult to make the gains of the two correlators exactly the same, and this may cause a certain offset voltage to be superimposed on the error signal, degrading the tracking performance. In addition, in order to maintain the best tracking performance, it is necessary to match the gains of the two correlators as much as possible, which requires a lot of time to adjust the error signal generation circuit, etc.
There were problems associated with the use of an error signal generation circuit using a correlator, which is an analog circuit.

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、ディジタル回路で構成された誤差信号発生回路
を使用して良好な時間弁別特性を有する誤差信号を発生
でき、従って誤差信号発生回路の調整が不要で、また誤
差信号発生回路を起源とする追従性能の劣化が生じ得な
いベースバンドディレィロックループ装置を得ることを
目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to generate an error signal having good time discrimination characteristics by using an error signal generation circuit configured with a digital circuit. It is an object of the present invention to provide a baseband delay lock loop device that does not require circuit adjustment and does not cause deterioration in tracking performance originating from an error signal generation circuit.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係るベースバンドディレィロックループ装置
は、予め余弦ロールオフ波形整形がなされた入力PN信
号をAD変換器に入力し、このAD変換器の出力ディジ
タル数値データをディジタル回路で構成された誤差信号
発生回路の入力信号とすることにより、入力PN信号と
複製PN信号との時間差に応じた誤差信号を得るように
したものである。
The baseband delay lock loop device according to the present invention inputs an input PN signal whose waveform has been shaped into a cosine roll-off in advance to an AD converter, and converts the output digital numerical data of the AD converter into an error signal constructed by a digital circuit. By using this as an input signal to the generation circuit, an error signal corresponding to the time difference between the input PN signal and the duplicate PN signal is obtained.

〔作用〕[Effect]

この発明において、入力PN信号は予め余弦ロールオフ
波形整形がなされており、このためAD変換器において
入力PN信号のナイキスト点以外の時点で標本化が行わ
れた場合、AD変換器より出力されるディジタル数値デ
ータはチップ間干渉の影響を受ける。このチップ間干渉
の特性とPN信号の相関特性により、ディジタル回路で
構成された誤差信号発生回路からは良好な時間弁別特性
を有する誤差信号が出力される。
In this invention, the input PN signal has been subjected to cosine roll-off waveform shaping in advance, and therefore, when sampling is performed at a point other than the Nyquist point of the input PN signal in the AD converter, the input PN signal is output from the AD converter. Digital numerical data is affected by inter-chip interference. Due to the characteristics of the inter-chip interference and the correlation characteristics of the PN signal, an error signal having good time discrimination characteristics is output from the error signal generation circuit constituted by a digital circuit.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の第1の実施例によるベースバンドデ
ィレィロックループ装置の構成を示す図であり、図にお
いて、1aは予め余弦ロールオフ波形整形がなされてい
る入力PN信号、21aはディジタル回路で構成された
誤差信号発生回路、22は入力PN信号1aに対し標本
化・量子化を行なうAD変−換器、23はAD変換器2
2の出力であるところのディジタル他人力PN信号、2
4は遅延時間が入力PN信号1aのチップ周期に等しい
ところのディジタル遅延素子、25はディジタル化人力
PN信号23がディジタル遅延素子24により遅延され
た遅延ディジタル化入力データ、26はディジタル乗算
器、27は積算時間が入力PN信号1aの繰り返し周期
に等しいところのディジタル積算器、28は進み誤差信
号、29はディジタル乗算器、30は積算時間が入力P
N信号 ・1aの繰り返し周期に等しいところのディジ
タル積算器、31は遅れ誤差信号、32はディジタル減
算器、33はディジタル誤差信号、33aは後述のフィ
ルタにより平滑化されたディジタル誤差信号、34はデ
ィジタル・アナログ(Digital−t。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a baseband delay lock loop device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1a is an input PN signal whose waveform has been shaped in advance by cosine roll-off, and 21a is a digital circuit. 22 is an AD converter that samples and quantizes the input PN signal 1a, and 23 is an AD converter 2.
The digital input PN signal, which is the output of 2, is the output of 2.
4 is a digital delay element whose delay time is equal to the chip period of the input PN signal 1a; 25 is delayed digitized input data obtained by delaying the digitized manual PN signal 23 by the digital delay element 24; 26 is a digital multiplier; 27 is a digital integrator whose cumulative time is equal to the repetition period of the input PN signal 1a, 28 is a leading error signal, 29 is a digital multiplier, and 30 is a digital multiplier whose cumulative time is equal to the repetition period of the input PN signal 1a.
N signal ・Digital integrator equal to the repetition period of 1a, 31 is a delayed error signal, 32 is a digital subtracter, 33 is a digital error signal, 33a is a digital error signal smoothed by a filter described later, 34 is a digital・Analog (Digital-t.

−Analog;  以下、DAと略称する)変換器、
35は遅延時間が人力PN信号1aのチップ周期の17
2に等しいところの遅延素子、36はPN信号発生器1
5より出力された矩形波形の複製PN信号18が遅延素
子35により遅延された遅延複製PN信号、37はディ
ジタルループフィルタである。
-Analog; hereinafter abbreviated as DA) converter;
35 is a delay time of 17 of the chip period of the human-powered PN signal 1a.
2, the delay element 36 is the PN signal generator 1
A delayed duplicate PN signal is obtained by delaying the rectangular waveform duplicate PN signal 18 outputted from 5 by a delay element 35, and 37 is a digital loop filter.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

入力PN信号1aは系列長N (Nは2以上の整数)、
チップ周期Tcであり、時刻t=iTc(i =1.2
. ・”、N)における(直がate(1゜1)である
ところの矩形波形のPN信号を余弦ロールオフ波形整形
したものとする。従って、入力PN信号の繰り返し周期
をTとするとT=NTcであり、また人力PN信号1a
の時刻tにおける値をf  (t)とすると、 r  (t) =Σai g (t  Tc)人二1 となる。但し、g (t)は余弦ロールオフ波形整形さ
れた単一パルス波形で、kをロールオフ率とすると、 である。g (0)−1,g (jTc)=0 (j=
±1.±2.−)であるので、f (iTc)=a暴 
(iml、2.・・・、N)となり、入力PN信号la
のナイキスト点はt=iTc (iml、2゜・・・、
N)である。
The input PN signal 1a has a sequence length N (N is an integer of 2 or more),
The chip period is Tc, and time t=iTc(i=1.2
..・Assume that the rectangular waveform PN signal whose directivity is (ate(1°1)) at ``, N) is subjected to cosine roll-off waveform shaping. Therefore, if the repetition period of the input PN signal is T, then T = NTc. , and the human PN signal 1a
If the value at time t is f (t), then r (t) = Σai g (t Tc)人21. However, when g (t) is a single pulse waveform that has been subjected to cosine roll-off waveform shaping, and k is the roll-off rate, the following equation is obtained. g (0)-1, g (jTc)=0 (j=
±1. ±2. −), so f (iTc)=a
(iml, 2..., N), and the input PN signal la
The Nyquist point of is t=iTc (iml, 2°...,
N).

このとき、VCO13より出力される周期Tcのクロッ
ク信号14は時刻t、=kTc+Tc/2+Δt  (
kは整数)に立ち上がり、時刻1.=kTc+Δt (
kは整数)に立ち下がるものとする。このクロック信号
14の立ち上がり時刻において、AD変換器22は入力
PN信号1aの値を標本化・量子化し、ディジタル化人
力PN信号23を出力する。従ってAD変換器22は標
本化時点におけるアナログ入力信号値がSのときに、こ
れを量子化してD (S)なるディジタル信号を出力す
る(以後、このアナログ人力Sとディジタル出力D (
S)との対応関係を量子化規則と称する)ものとすれば
、時刻t=iTc+Tc/2+Δt  (iml、2.
・・・、N)におけるディジタル化人力PN信号23の
値す、は、 b直−D Cf  (t) ) となる。このディジタル化人力PN信号23を遅延時間
がTcであるところのディジタル遅延素子24に入力す
ることにより、遅延ディジタル化人力PN信号25が出
力される0時刻t=iTc十T c / 2+Δt  
(iml、2.・・・、N)における遅延ディジタル化
人力PN信号26の値C4は、となる。
At this time, the clock signal 14 with a period Tc output from the VCO 13 is at time t, =kTc+Tc/2+Δt (
k is an integer) and rises at time 1. =kTc+Δt (
k is an integer). At the rise time of this clock signal 14, the AD converter 22 samples and quantizes the value of the input PN signal 1a, and outputs a digitized human-powered PN signal 23. Therefore, when the analog input signal value at the time of sampling is S, the AD converter 22 quantizes it and outputs a digital signal D (S) (hereinafter, this analog input signal value S and digital output D (
S) is called a quantization rule), then time t=iTc+Tc/2+Δt (iml, 2.
. . , N), the value of the digitized human-powered PN signal 23 is bdirect-D Cf (t)). By inputting this digitized human-powered PN signal 23 to the digital delay element 24 whose delay time is Tc, the delayed digitized human-powered PN signal 25 is outputted at time t=iTc+Tc/2+Δt.
The value C4 of the delayed digitized human-powered PN signal 26 at (iml, 2..., N) is as follows.

また、クロ7り信号14の立ち下がり時刻に同期してP
N信号発生器15は矩形波形の複製PN信号18を出力
する。時刻t=iTc+Δt(iml、2.・・・、N
)における複製PN信号18の値X!は、 Xi  =a ム である、この複製PN信号18を遅延時間がTc/2で
あるところの遅延素子35に入力することにより遅延複
製PN信号36が出力される。従って時刻t = i 
T c + T c / 2+Δt (i−1,2゜・
・・、N)における遅延複製PN信号36の値yiは、 yl“a! となる。
Also, in synchronization with the falling time of the black signal 14, P
The N signal generator 15 outputs a duplicate PN signal 18 with a rectangular waveform. Time t=iTc+Δt(iml, 2..., N
) of the replicated PN signal 18 at X! By inputting this replicated PN signal 18, where Xi = a , to a delay element 35 whose delay time is Tc/2, a delayed replicated PN signal 36 is output. Therefore, time t = i
T c + T c / 2 + Δt (i-1,2°・
..., N), the value yi of the delayed duplicate PN signal 36 becomes yl"a!".

この遅延複製PN信号36と遅延ディジモル化人力PN
信号25との積和演算がディジタル乗算器26と積算時
間がT=NTcであるところのディジタル積算器27に
より行われ、進み誤差信号28が出力される。このとき
、進み誤差信号28の値をatの関数Et  (Δ【)
とすると、EtcΔt)−1ΣC,・yム A″も である。
This delayed duplicate PN signal 36 and delayed digimole human power PN
A sum-of-products operation with the signal 25 is performed by a digital multiplier 26 and a digital integrator 27 whose integration time is T=NTc, and a leading error signal 28 is output. At this time, the value of the leading error signal 28 is set to the function Et (Δ[) of at
Then, EtcΔt)−1ΣC,·ymA″ is also obtained.

同様に、ディジタル乗算器29と積算時間がT−NTc
であるところのディジタル積算器30により遅延複製P
N信号36とディジタル他人力PN信号23との積和演
算が行われ、遅れ誤差信号31が出力される。このとき
、遅れ誤差信号3工の値をatの関数EL (at)と
すると、EL(at)−Σb4 ・yi i である。
Similarly, the digital multiplier 29 and the integrated time T-NTc
The digital integrator 30 causes delayed replication P
A product-sum calculation is performed on the N signal 36 and the digital input PN signal 23, and a delay error signal 31 is output. At this time, if the value of the delay error signal 3 is a function EL (at) of at, then EL (at) - Σb4 ·yi i .

次いで、ディジタル減算器32において進み誤差信号2
8から遅れ誤差信号31が減算され、ディジタル誤差信
号33が出力される。ディジタル誤差信号33の値をa
tの間数Ea  (at)とすると、 E、(at)=Eg(at)−EL (at)である。
Then, in the digital subtracter 32, the leading error signal 2
A delay error signal 31 is subtracted from 8 and a digital error signal 33 is output. The value of the digital error signal 33 is a
Let Ea (at) be the number of intervals in t, then E, (at) = Eg (at) - EL (at).

予め、余弦ロールオフ波形整形された入力PN信号1a
をAD変換器22で標本化・量子化する際、標本化時刻
t−lTc+Tc/2+Δt(i−1,2,・・・、N
)が入力PN信′号のナイキスト点と一致しない場合は
、AD変換器22の出力であるディジタル他人力PN信
号23の値す、”hDCf (iTc−Tc/2+Δt
)3  (i−1,2゜・・・、N)はチップ間干渉の
影響を受ける。この余弦ロールオフ波形整形された信号
波形のチップ間干渉の特性と、矩形波形のPN信号(a
l)(i=1.2.・・・、N)の自己相関特性により
、ディジタル誤差信号33の値Eo  (at)はIΔ
t1< 3 / 2 T cの範囲において良好な時間
弁別特性を有する。
Input PN signal 1a whose cosine roll-off waveform has been shaped in advance
When sampled and quantized by the AD converter 22, the sampling time t-lTc+Tc/2+Δt(i-1, 2,..., N
) does not match the Nyquist point of the input PN signal, the value of the digital input PN signal 23, which is the output of the AD converter 22, is ``hDCf (iTc-Tc/2+Δt
)3 (i-1, 2°..., N) are affected by inter-chip interference. The inter-chip interference characteristics of this cosine roll-off shaped signal waveform and the rectangular waveform PN signal (a
l) (i=1.2...,N), the value Eo (at) of the digital error signal 33 is IΔ
It has good time discrimination characteristics in the range t1<3/2 Tc.

このことを、第2図により具体的に示す、但し、第2図
は矩形波形のPN信号(aL)を系列長1023のm系
列符号とし、余弦ロールオフ波形整形された入力PN信
号1aのロールオフ率kをに一〇、4とし、AD変換器
22の量子化規則を、とした場合のディジタル誤差信号
33の値E、(at)(1Δtl<3/2Tc)の特性
を示すグラフである。なお、矩形波形のPN信号(al
)の系列長Nが異なる(例えばN=2047)場合や(
at)をm系列以外のPN信号(例えばゴールド符号)
とした場合及び2人力PN信号1aのロールオフ率kが
異なる(例えばに−1,0)場合などについても(ar
)の相関特性が良好であればほぼ同様の特性を示すグラ
フを得る。
This is shown more specifically in FIG. 2. However, in FIG. 2, the rectangular waveform PN signal (aL) is made into an m-sequence code with a sequence length of 1023, and the input PN signal 1a that has been subjected to cosine roll-off waveform shaping is It is a graph showing the characteristics of the value E, (at) (1Δtl<3/2Tc) of the digital error signal 33 when the off rate k is 10.4 and the quantization rule of the AD converter 22 is. . Note that the rectangular waveform PN signal (al
) have different sequence lengths N (for example, N=2047) or (
at) as a PN signal other than the m sequence (e.g. gold code)
(ar
) have good correlation characteristics, a graph showing almost similar characteristics will be obtained.

このように、ディジタル誤差信号33は良好な時間弁別
特性を有するので、ディジタル誤差信号33をディジタ
ルループフィルタ37に入力して雑音の影響を除去し、
このディジタルループフィルタ37の出力である平滑化
されたディジタル誤差信号33aをDA変換器34によ
り、アナログ電圧信号であるところの平滑化された誤差
信号11aに変換し、この平滑化された誤差信号11a
をVCO13の制御電圧とすることにより、入力PN信
号1aと複製PN信号18の時間差Δtに応じてクロッ
ク信号14の周波数は変化する。このクロック信号14
の周波数の変化により、PN信号発生器15より出力さ
れる複製PN信号18の位相は1Δtl<3/2Tcで
ある限り、常にΔt−Qとなるように変化する。即ち、
複製PN信号18は入力PN信号1aに同期するように
追従する。
As described above, since the digital error signal 33 has good time discrimination characteristics, the digital error signal 33 is inputted to the digital loop filter 37 to remove the influence of noise.
The smoothed digital error signal 33a, which is the output of the digital loop filter 37, is converted by the DA converter 34 into a smoothed error signal 11a, which is an analog voltage signal.
By setting Δt as the control voltage of the VCO 13, the frequency of the clock signal 14 changes according to the time difference Δt between the input PN signal 1a and the duplicate PN signal 18. This clock signal 14
Due to the change in frequency, the phase of the duplicate PN signal 18 output from the PN signal generator 15 always changes to Δt-Q as long as 1Δtl<3/2Tc. That is,
The duplicate PN signal 18 follows the input PN signal 1a in synchronization.

なお、上記実施例ではディジタル遅延素子24として遅
延時間が入力PN信号1aのチップ周期Tcに等しいも
のを示したが、ディジタル遅延素子24は遅延時間が2
Tc以下のものであればよい。
In the above embodiment, the digital delay element 24 has a delay time equal to the chip period Tc of the input PN signal 1a, but the digital delay element 24 has a delay time of 2
It suffices if it is below Tc.

また、上記実施例ではVCO13の出力であるクロック
信号14の周期がTcに等しい場合について示したが、
クロック信号14の周期はTc/j (jは正整数)で
あればよい、この場合、AD変換器22の出力をj個ご
とに取り出すことにより、標本化時刻間隔がTcである
データを作り、これをディジタル化入力PN信号23と
すればよく、PN信号発生器15に入力するクロック信
号はクロック信号14をj分周したものにすればよい。
Further, in the above embodiment, the case where the period of the clock signal 14 which is the output of the VCO 13 is equal to Tc is shown,
The period of the clock signal 14 may be Tc/j (j is a positive integer). In this case, by extracting every j outputs of the AD converter 22, data with a sampling time interval of Tc is created, This may be used as the digitized input PN signal 23, and the clock signal input to the PN signal generator 15 may be the clock signal 14 divided by j.

次に直接拡散方式スペクトル拡散通信装置の受信部に使
用する場合の本発明の第2の実施例を示す。
Next, a second embodiment of the present invention will be described when used in a receiving section of a direct sequence spread spectrum communication device.

上記の第1実施例による装置は誤差信号発生回路21a
が前述のような構成となっているので、極性が反転され
たPN信号が入力された場合、即ち入力PN信号1aの
時刻tにおける値f (t)が、 f (t)−−Σatg(t  1Tc)ム”1 である場合はディジタル化入力PN信号23の極性も反
転することによりディジタル誤差信号33の極性が反転
する。従って、入力PN信号1aの極性が変化すること
がある場合においては入力PN信号1aと複製PN信号
18の時間差Δtの値が同じであっても、入力PN信号
1aの極性の変化に伴いディジタル誤差信号33の極性
も変化するため、ディジタル誤差信号33は時間弁別特
性を満足しない。
The device according to the first embodiment described above is an error signal generating circuit 21a.
has the above-mentioned configuration, so when a PN signal with the polarity inverted is input, that is, the value f (t) of the input PN signal 1a at time t becomes f (t)−−Σatg(t 1Tc) 1Tc), the polarity of the digitized input PN signal 23 is also inverted, thereby inverting the polarity of the digital error signal 33. Therefore, when the polarity of the input PN signal 1a may change, the input Even if the value of the time difference Δt between the PN signal 1a and the duplicate PN signal 18 is the same, the polarity of the digital error signal 33 changes as the polarity of the input PN signal 1a changes, so the digital error signal 33 has a time discrimination characteristic. Not satisfied.

ところが、直接拡散方式スペクトル拡散通信装置の送信
部においては、1又は−1の値をとる送信すべき情報デ
ータと、この情報データのビット周期に等しい繰り返し
周期のPN信号とを乗算したものを送信信号とする。こ
のため、直接拡散方式スペクトル通信装置の受信部にお
いては入力PN信号1aの極性は情報データの極性の変
化に伴い変化するので、ディジタル誤差信号33が時間
弁別特性を有するための必要条件はディジタル誤差信号
33の極性が入力PN信号1aと複製PN信号18の時
間差Δtの値のみにより決定され、入力PN信号1aの
極性には依存しないことである。
However, in the transmitting section of a direct sequence spread spectrum communication device, the information data to be transmitted, which takes a value of 1 or -1, is multiplied by a PN signal with a repetition period equal to the bit period of this information data, and the result is transmitted. Signal. Therefore, in the receiving section of the direct-sequence spectrum communication device, the polarity of the input PN signal 1a changes with the change in the polarity of the information data, so the necessary condition for the digital error signal 33 to have time discrimination characteristics is the digital error. The polarity of the signal 33 is determined only by the value of the time difference Δt between the input PN signal 1a and the duplicate PN signal 18, and is not dependent on the polarity of the input PN signal 1a.

本第2の実施例の装置は誤差信号発生回路21aを第3
図に示す構成とすることにより、上記必要条件を満足し
、入力PN信号1aの極性が変化する場合においても良
好な時間弁別特性を有するディジタル誤差信号33を得
るものである。
In the device of the second embodiment, the error signal generating circuit 21a is
With the configuration shown in the figure, it is possible to obtain a digital error signal 33 that satisfies the above-mentioned requirements and has good time discrimination characteristics even when the polarity of the input PN signal 1a changes.

第3図において、ディジタル乗算器38及び39はそれ
ぞれ進み誤差信号28と遅れ誤差信号3工の2乗を行な
う。次いで、ディジタル減算器32においてディジタル
乗算器38の出力である2乗進み誤差信号28aよりデ
ィジタル乗算器39の出力である2乗遅れ誤差信号31
aが減算されたものがディジタル誤差信号33として出
力される。このとき、2乗進み誤差信号28aと2乗遅
れ誤差信号31aはディジタル化入力PN信号23の極
性に拘らず、0又は正の値のみを有する。
In FIG. 3, digital multipliers 38 and 39 square the leading error signal 28 and the lagging error signal 3, respectively. Next, in the digital subtracter 32, the square lead error signal 28a, which is the output of the digital multiplier 38, is converted into the square lead error signal 31, which is the output of the digital multiplier 39.
The signal from which a is subtracted is output as the digital error signal 33. At this time, the square leading error signal 28a and the square lagging error signal 31a have only 0 or positive values, regardless of the polarity of the digitized input PN signal 23.

従って、ディジタル誤差信号33の極性は入力PN信号
1aの極性には依存せず、入力PN信号1aと複製PN
信号18の時間差Δtの値のみにより決定される。第4
図は入力PN信号1aのパラメータ及びAD変換器22
の量子化規則を第2図の場合と同一とした場合の第2実
施例装置によるディジタル誤差信号33の値Eゎ (Δ
t)(1Δtl<3/2Tc)の特性を示すグラフであ
り、第2実施例装置によるディジタル誤差信号33の値
Ell  (Δt)が1ΔtI<3/2Tcの範囲にお
いて良好な時間弁別特性を有することを示している。
Therefore, the polarity of the digital error signal 33 does not depend on the polarity of the input PN signal 1a, and the polarity of the input PN signal 1a and the duplicate PN
It is determined only by the value of the time difference Δt of the signal 18. Fourth
The figure shows the parameters of the input PN signal 1a and the AD converter 22.
The value Eゎ (Δ
t) (1Δtl<3/2Tc), and the value Ell (Δt) of the digital error signal 33 by the second embodiment device has good time discrimination characteristics in the range of 1ΔtI<3/2Tc. It shows.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明によれば予め余弦ロールオフ波形
整形がなされたPN信号を入力信号とし、この人力PN
信号をAD変換器によりディジタル数値データに変換、
し、このディジタル数値データを用いてディジタル回路
で構成された誤差信号発生回路により入力PN信号と複
製PN信号との時間差に応じた誤差信号を発生するよう
に構成したので、ディジタル回路で構成された誤差信号
発生回路を使用して良好な時間弁別特性を有する誤差信
号を発生でき、従って誤差信号発生回路の調整が不要で
、また誤差信号発生回路を起源とする追従性能の劣化が
生じ得ないベースバンドディレィロックループ装置が得
られる効果がある。
As described above, according to the present invention, a PN signal that has been subjected to cosine roll-off waveform shaping in advance is used as an input signal, and the human-powered PN signal is
Converts the signal into digital numerical data using an AD converter,
However, this digital numerical data is used to generate an error signal corresponding to the time difference between the input PN signal and the duplicate PN signal using an error signal generation circuit made up of a digital circuit. A base that can generate an error signal with good time discrimination characteristics using an error signal generation circuit, does not require adjustment of the error signal generation circuit, and does not cause deterioration in tracking performance originating from the error signal generation circuit. This has the effect of providing a band delay lock loop device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例によるベースバンドディ
レィロックループ装置を示す構成図、第2図は第1の実
施例装置におけるディジタル誤差信号の特性を示す図、
第3図は本発明の第2の実施例によるベースバンドディ
レィロックループ装置のディジタル回路で構成された誤
差信号発生回路を示す構成図、第4図は第2の実施例装
置におけるディジタル誤差信号の特性を示す図、第5図
は従来のベースバンドディレィロックループ装2を示す
構成図、第6図は従来例装置における誤差信号の特性を
示す図である。 図において、1aは予め余弦ロールオフ波形整形がなさ
れた入力PN信号、13は電圧制御発振器、14はクロ
ック信号、15はPN信号発生器、18は複製PN信号
、21aはディジタル回路で構成された誤差信号発生回
路、22はAD変換器、23はディジタル化入力PN信
号、24はディジタル遅延素子、25は遅延ディジタル
化入力データ、26.29はディジタル乗算器、27.
30はディジタル積算器、28は進み誤差信号、31は
遅れ誤差信号、32はディジタル減算器、33゜33a
はディジタル誤差信号、34はDA変換器、35は遅延
素子、36は遅延複製PN信号、37はディジタルルー
プフィルタ、38.39はディジタル乗算器、28aは
2乗進み誤差信号、31aは2乗遅れ誤差信号である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a baseband delay lock loop device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing characteristics of a digital error signal in the first embodiment device,
FIG. 3 is a block diagram showing an error signal generation circuit composed of a digital circuit of a baseband delay lock loop device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the conventional baseband delay lock loop device 2, and FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of the error signal in the conventional device. In the figure, 1a is an input PN signal that has been previously subjected to cosine roll-off waveform shaping, 13 is a voltage controlled oscillator, 14 is a clock signal, 15 is a PN signal generator, 18 is a duplicate PN signal, and 21a is a digital circuit. Error signal generation circuit, 22 is an AD converter, 23 is a digitized input PN signal, 24 is a digital delay element, 25 is delayed digitized input data, 26.29 is a digital multiplier, 27.
30 is a digital integrator, 28 is a leading error signal, 31 is a delayed error signal, 32 is a digital subtracter, 33° 33a
is a digital error signal, 34 is a DA converter, 35 is a delay element, 36 is a delayed duplicate PN signal, 37 is a digital loop filter, 38, 39 is a digital multiplier, 28a is a square lead error signal, 31a is a square delay error It's a signal. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力擬似雑音信号に対して時間的に同期した複製
擬似雑音信号を出力するベースバンドディレイロックル
ープ装置において、 余弦ロールオフ波形整形がなされた擬似雑音(Pseu
doNoise;以下、PNと略称する)信号を入力信
号とし、該入力PN信号に対して標本化・量子化を行い
、その結果をディジタル数値信号として出力するアナロ
グ・ディジタル(Analog−to−Digital
;以下ADと略称する)変換器と、前記AD変換器から
出力されるディジタル数値信号より、前記入力PN信号
と前記複製PN信号との時間差に応じた誤差信号を算出
し、ディジタル数値信号として出力する、ディジタル回
路で構成された誤差信号発生回路とを備えたことを特徴
とするベースバンドディレイロックループ装置。
(1) In a baseband delay lock loop device that outputs a replicated pseudo-noise signal temporally synchronized with an input pseudo-noise signal, pseudo-noise (Pseu
doNoise (hereinafter abbreviated as PN) signal as an input signal, samples and quantizes the input PN signal, and outputs the result as a digital numerical signal.
; hereinafter abbreviated as AD) converter, and an error signal corresponding to the time difference between the input PN signal and the duplicate PN signal is calculated from the digital numerical signal output from the AD converter and output as a digital numerical signal. 1. A baseband delay lock loop device comprising: an error signal generation circuit configured with a digital circuit;
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5280538A (en) * 1991-02-22 1994-01-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Spread spectrum demodulator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5280538A (en) * 1991-02-22 1994-01-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Spread spectrum demodulator

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