JPH03101344A - 周波数弁別器 - Google Patents

周波数弁別器

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JPH03101344A
JPH03101344A JP23861489A JP23861489A JPH03101344A JP H03101344 A JPH03101344 A JP H03101344A JP 23861489 A JP23861489 A JP 23861489A JP 23861489 A JP23861489 A JP 23861489A JP H03101344 A JPH03101344 A JP H03101344A
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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、地上あるいは衛星マイクロ波通信システム等
において、不確定な搬送波周波数偏差を含む受信信号よ
り周波数誤差情報を抽出する周波数弁別器に関する。
(従来の技術) 地上、及び衛星マイクロ波通信システムでは、搬送波周
波数に数GHzの高い周波数を用いる。そのため伝送路
上の各部における周波数変換操作、及び衛星や移動局の
動きに伴うドツプラーなどが原因で搬送波周波数に大き
なオフセット変動が生じる。特に、移動通信などの低変
調速度システムでは、最大周波数偏差が変調周波数と同
程度か、それ以上になる場合もあり、この周波数偏差の
補償が大きな問題となる。
一般に、周波数偏差の補償は復調回路前に置かれる自動
周波数制御回路により行われる。自動周波数制御回路は
、受信信号より抽出する周波数誤差情報を用いて電圧制
御発信器を駆動し、ループ制御により逐次、受信搬送波
周波数を補正するように動作する。その中で周波数弁別
器は不確定の周波数偏差を含む受信信号を入力とし周波
数誤差情報を抽出する役割を有している。
従来の周波数弁別器として第2図に示すようなりロスプ
ロダクト型周波数誤差検出器が多用されている。なお、
この詳細については、IEEETRANSACTION
 ON COMMUNICATION誌1984年8月
号第935頁〜第947頁の論文’AFCTraclc
ingAlgorithms”(F、D、 Natal
i著)に記載されているので、以下では概略を説明する
にとどめる。第2図において、第1図の遅延手段11は
、不確定の搬送波周波数偏差を含むディジタル位相変調
信号を準同期検波して得られる直交信号の実数部を受け
、一定時間だけ入力信号を遅延させる。第2の遅延手段
12は、直交信号の虚数部を受け、一定時間だけ入力信
号を遅延させる。第1の乗算器13は、第1の遅延手段
11の出力と直交信号の虚数部を乗算する。第2の乗算
器14は、第2の遅延手段12の出力と直交信号の実数
部を乗算する。減算器15は、第1の乗算器13の出力
から第2の乗算器14の出力を減算する。減算器15の
出力が周波数誤差情報となる。受信信号の周波数偏差を
Δfとおくと、受信信号を準同期検波して得られる直交
信号r(t)は、 段11.12の遅延時間をTとおくと、r(t)を入力
としたクロスプロダクト型周波数検出器の出力d(t)
は、d(t) =[p(t)p(t−T) + q(t
)q(t−T)] 5in(2nΔfT)+[q(t)
p(t−T)−p(t)q(t−T)]cos(2rr
ΔfT)となる。Tが変調周期に対して十分小さいとき
には、上式において第1項の[]内の極性は常に正とな
り、第1項は5in(2nΔfT)で示される周波数誤
差情報を持つ。一方、第2項は変調パターンp(t)、
q(t)によりランダムな値をとり、不要なパターンジ
ッタとなる。ただし例外として、r(t)が2相変調信
号の場合には、p(t)= q(t)より第2項は零と
なりパターンジッタはなくなる。
次に、従来のもう一つの周波数弁別器を第3図に示す。
第3図において、変調除去手段16は、不確定の搬送波
周波数偏差を含むディジタル位相変調信号を準同期検波
して得られる直交信号を受け、てい倍操作などにより入
力信号の変調を除去する。
変調除去手段16の出力を受け、第1、及び第2の遅延
手段11.12と第1、及び第2の乗算器13.14と
減算器15で構成されるクロスプロダクト型周波数誤差
検出器は、周波数誤差情報を検出する。ここで、第1、
及び第2の遅延手段11.12の遅延時間は変調周期と
する。サンプラ17は、減算器15の連続的出力を受け
、その中から収束信号点を用いて計算された正しい周波
数誤差情報を示す信号点だけを変調クロックにてサンプ
ルする。サンプラ17の出力は変調周期毎に1サンプル
の離散的周波数誤差情報となる。受信信号の周波数偏差
をΔf、変調相数をMとおくと、変調除去手段10によ
り変調を除去された信号r’(t)は、r’(t)= 
exp(j2nMΔ朗と表される。第1、及び第2の遅
延手段11.12の遅延時間をTとおくと、サンプラ1
7の出力d(nT)は、d(nT)= sin(2nM
ΔfT)(nは整数)となる。上式より第3図に示す構
成の周波数弁別器の出力には変調によるパターンジッタ
は存在しない。しかし一方で、引き込み可能な周波数偏
差の範囲は、 1Δfi < fJ2M となり、変調相数Mが増加するに従いその範囲は狭くな
る。ここで、f3は変調周波数で1/Tで表される。
(発明が解決しようとする課題) 以上に示されるように従来の周波数弁別器では、クロス
プロダクトを周波数誤差検出器の前で、受信信号の変調
を除去しない場合には、変調によるパターンジッタが問
題となる。一方、受信信号の変調を除去する場合には、
てい倍操作などにより受信信号の周波数偏差はM倍され
、その結果として周波数引き込み範囲は、1/M倍にな
ってしまう。また、大レベル雑音混入時には変調の除去
に伴う非線形損失が問題となる。本発明の目的は、する
ことにより引き込み終了後のパターンジッタを零にし、
同時に広い周波数引き込み範囲を実現する周波数弁別器
を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明による周波数弁別器は、不確定の搬送波周波数偏
差を含むディジタル位相変調信号を準同期検波して得ら
れる直交信号の実数部を受け、1変調符号区間内の第1
の時刻に入力信号が符号間干渉を受けないように等化す
る第1のフィルタと、前記直交信号の虚数部を受け、1
変調符号区間内の第1の時刻に入力信号が符号間干渉を
受けないように等化する第1のフィルタと同特性を有す
る第2のフィルタと、前記直交信号の実数部を受け、1
変調符号区間内の第2の時刻に入力信号が符号間干渉を
受けないように等化する第3のフィルタと、前記直交信
号の虚数部を受け、1変調符号区間内の第2の時刻に入
力信号が符号間干渉を受けないように等化する第3のフ
ィルタと同特性を有する第4のフィルタと、前記第1の
フィルタの出力を受け、前記第1の時刻から前記第2の
時刻までの時間だけ入力信号を遅延させる第1の遅延手
段と、前記第2のフィルタの出力を受け、前記第1の時
刻から前記第2の時刻までの時間だけ入力信号を遅延さ
せる第2の遅延手段と、前記第1の遅延手段の出力と前
記第4のフィルタの出力を乗算する第1の乗算器と、前
記第2の遅延手段の出力と前記第3のフィルタの出力を
乗算する第2の乗算器と、前記第1の乗算器の出力から
前記第2の乗算器の出力を減算する減算器と、前記減算
器の出力を受け、正しい周波数誤差情報を示す信号点だ
けを変調クロックにてサンプルするサンプラとを備えて
いる。
(実施例) 次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図に本発明による周波数弁別器のブロック図を示す
。なお図中で太線は直交信号(または複素信号)、細線
は実数信号を示す。
第1図において、第1のフィルタ1は、不確定の搬送波
周波数偏差を含むディジタル位相変調信号を準同期検波
して得られる直交信号の実数部を受け、1変調符号区間
内の第1の時刻に入力信号が符号間干渉を受けないよう
にする。第2のフイノし夕2は、直交信号の虚数部を受
け、1変調符号区間内の第1の時刻に入力信号が符号間
干渉を受けないようにする。第2のフィルタ2は、第1
のフィルタ1と同特性を有する。第3のフィルタ3は、
直交信号の実数部を受け、1変調符号区間内の第2の時
刻に入力信号が符号間干渉を受けないようにする。第4
のフィルタ4は、直交信号の虚数部を受け、1変調符号
区間内の第2の時刻に入力信号が符号間干渉を受けない
ようにする。第4のフィルタ4は、第3のフィルタ3と
同特性を有する。ここで、第1の時刻は、第2の時刻よ
りも以前の時刻とする。第1の遅延手段5は、第1のフ
ィルタ1の出力を受け、第1の時刻から第2の時刻まで
の時間だけ入力信号を遅延させる。第2の遅延手段6は
、第2のフィルタ2の出力を受け、第1の時刻から第2
の時刻までの時間だけ入力信号を遅延させる。第1の乗
算器7は、第1の遅延手段5の出力と第4のフィルタ4
の出力を乗算する。
第2の乗算器8は、第2の遅延手段6の出力と第3のフ
ィルタjの出力を乗算する。減算器9は、第1の乗算器
7の出力から第2の乗算器8の出力を減算する。
第1、及び第2の遅延手段5.6と第1、及び第2の乗
算器7.8と減算器9でクロスプロダクト型周波数検出
器を構成している。サンプラ10は、減算器9の連統帥
出力を受け、その中から収束信号点を用いて計算された
正しい周波数誤差情報を示す信号点だけを変調クロック
にてサンプルする。サンプラ10の出力は変調周期毎に
1サンプルの離散的周波数誤差情報となる。
第4図は、受信信号を最適フィルタに通した信号を示し
ている。図において1変調符号区間をTで表す。第4図
は、受信信号を第1、あるいは第2のフィルタ1.2で
等化した信号を示している。図において時間Tの起点か
ら信号が等化されている第1の時刻までの時間をT1と
する。第5図は、受信信号を第3、あるいは第4のフィ
ルタ3.4で等化した信号を示している。図において時
間Tの起点から信号が等化されている第2の時刻までの
時間をT2とする。時間Tでは変調による符号の変化は
生じず第1の時刻と第2の時刻の変調符号は同一である
。従って第1の時刻から第2の時刻までの時間(T2−
Tt)で生じた位相変化は周波数偏差だけに起因するも
のである。よって第1、及び第2の時刻の各々の収束信
号を用いてクロスプロダクト型周波数検出器により周波
数誤差情報が検出される。第4、第5、第6図では2相
変調信号を例にして説明しているが、M相変調信号にお
いても同様のことが言える。なお、サンプラ10は、連
続信号を離散信号へ変換(A/D変換)するもので、第
1図中ではブロックの最終段におかれているが、これ以
外にもサンプラをおく位置については、いく通りかが考
えられる。例えば、第1、第2、第3、第4のフィルタ
の後に各々サンプラをおき、ん0変換を行う構成なとも
当然者えられ、本質的には第1図の構成と同一とみなせ
る。
以上が本発明による周波数弁別器である。
(発明の効果) 以上説明したように本発明では、同−変調符号内の異な
る時刻において各々別途等化する2点の収束信号間の位
相変化を観測することにより、変調による符号の変化に
依存せず周波数誤差情報を検出できる。これにより周波
数誤差の平均値がほぼ零となる引き込み終了後では変調
によるパターンジッタがなくなる。さらに変調の除去が
不要となり、てい倍操作などに起因する周波数引き込み
範囲の縮小を回避できる。また、変調の除去に伴う非線
形損失がなくなる等の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第5図、第6図は第1図に示した実施例の各部の動作を
示す波形図である。 図において、 1、2.3.4・・・フィルタ、5.6.11.12・
・・遅延手段、7.8.13゜14・・・乗算器、9,
15・・・減算器、10.17・・・サンプラ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  不確定の搬送波周波数偏差を含むディジタル位相変調
    信号を準同期検波して得られる直交信号の実数部を受け
    、1変調符号区間内の第1の時刻に入力信号が符号間干
    渉を受けないように等化する第1のフィルタと、前記直
    交信号の虚数部を受け、1変調符号区間内の第1の時刻
    に入力信号が符号間干渉を受けないように等化する前記
    第1のフィルタと同特性を有する第2のフィルタと、前
    記直交信号の実数部を受け、1変調符号区間内の第2の
    時刻に入力信号が符号間干渉を受けないように等化する
    第3のフィルタと、前記直交信号の虚数部を受け、1変
    調符号区間内の第2の時刻に入力信号が符号間干渉を受
    けないように等化する前記第3のフィルタと同特性を有
    する第4のフィルタと、前記第1のフィルタの出力を受
    け、前記第1の時刻から前記第2の時刻までの時間だけ
    入力信号を遅延させる第1の遅延手段と、前記第2のフ
    ィルタの出力を受け、前記第1の時刻から前記第2の時
    刻までの時間だけ入力信号を遅延させる第2の遅延手段
    と、前記第1の遅延手段の出力と前記第4のフィルタの
    出力を乗算する第1の乗算器と、前記第2の遅延手段の
    出力と前記第3のフィルタの出力を乗算する第2の乗算
    器と、前記第1の乗算器の出力から前記第2の乗算器の
    出力を減算する減算器と、前記減算器の出力を受け、正
    しい周波数誤差情報を示す信号点だけを変調クロックに
    てサンプルするサンプラとを備えたことを特徴とする周
    波数弁別器。
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