JPH057229A - 搬送波再生回路 - Google Patents

搬送波再生回路

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JPH057229A
JPH057229A JP3057305A JP5730591A JPH057229A JP H057229 A JPH057229 A JP H057229A JP 3057305 A JP3057305 A JP 3057305A JP 5730591 A JP5730591 A JP 5730591A JP H057229 A JPH057229 A JP H057229A
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JP
Japan
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phase
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signal
output
switch
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JP3057305A
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English (en)
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Toshio Tamura
敏雄 田村
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は,位相復調装置における搬送波再生
回路に関し,特に2PSKと4PSKに共用できる搬送
波再生回路を提供することを目的としている。 【構成】 同相側と直交側の2つの直交する復調信号を
それぞれディジタル信号に変換するA/D変換器と,デ
ィジタル信号に変換された上記直交する2つの復調信号
により定まるベクトルの位置と,位相変調方式によりき
まる正規のベクトルの位置との間の位相差を論理的に識
別して位相識別信号を生成する位相検出回路と,位相識
別信号を積分し位相誤差信号を生成する積分回路と,生
成された位相誤差信号に基づいて発振周波数を制御され
る電圧制御発振器とにより構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,2PSK(2相位相変
調)や4PSK(4相位相変調)などの位相復調装置に
おける搬送波再生回路に関し,特に2PSKと4PSK
に共用できる搬送波再生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル無線通信システムでは,ディ
ジタル信号の変調方式として,2PSKや4PSKなど
の位相変調方式が広く用いられている。2PSK変調
は,変調パルス信号のレベル1と0によって搬送波の位
相を,0とπに切り換えるものであり,図8の(a) に2
PSK変調の搬送波のベクトルを示す。図中のX0 ,X
1 は変調パルスの値である。4PSK変調は,同相波と
直交波の2つの搬送波の成分の各々に2PSKの位相変
調を行うものであり,搬送波のベクトルは図8の(b) に
示すようになる。図中のX0 ,X1 ,Y0 ,Y1 は,同
相波と直交波に対する変調パルスの値である。
【0003】図8の(b) の場合,同相波成分と直交波成
分の各々に変調パルス信号の1と0のレベルに対応し
て,0とπの位相変化が与えられるため,2つのパルス
0と1の4つの組み合わせにより,図示されているよう
なD00,D01,D10,D11の4つのベクトルの位置がき
まる。
【0004】このように位相変調された信号を復調する
には,入力信号の搬送波と同期した基準となる搬送波が
必要となる。この基準搬送波は,位相変調されている入
力信号から位相変調による変化を取り除くことによって
得られ,このために位相復調装置には搬送波再生回路が
設けられている。従来の搬送波再生回路は位相変調方式
の種類に強く依存した回路構成をもち,2PSK方式と
4PSK方式とでは構成が全く異なるものであった。
【0005】ところでこのような位相変調方式のディジ
タル無線通信システムでは,はじめに2PSKの位相変
調方式で,回線を構成し,後に4PSKの位相変調方式
に変更して通信容量の増加を図る場合がしばしば生じ
る。しかしこのような場合には,搬送波再生回路の構成
が変わるため,復調装置の大幅な変更が必要であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,位相復調装
置の機能のレベルアップやレベルダウンに柔軟に対応で
きる搬送波再生回路を実現することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は,電圧制御発振
器を用いて発生した搬送波を基準搬送波として位相復調
を行い,その結果得られた直交する2つの復調信号によ
りつくられるベクトルの位置と図8に示したような正規
のベクトルの位置との間の位相差を検出し,一致しない
場合には,再生した基準搬送波と入力信号の搬送波との
間の同期がずれているものと判定して,検出したベクト
ル間の位相差に基づいて電圧制御発振器を制御するよう
にしたものである。
【0008】図1に本発明の原理的構成を示す。図1に
おいて,1は,復調された同相成分の信号であるIチャ
ネルのベースバンド信号である。2は,復調された直交
成分の信号であるQチャネルのベースバンド信号であ
る。3は,Iチャネルのベースバンド信号1をディジタ
ル信号に変換するA/D変換器であり,出力されるディ
ジタル信号はS11(MSB)〜S1n(LSB)のnビッ
トで表されている。4は,Qチャネルのベースバンド信
号2をディジタル信号に変換するA/D変換器であり,
出力されるディジタル信号は,S21(MSB)〜S
2n(LSB)で表されている。
【0009】5は,位相検出回路であり,4PSKの復
調の場合にはS11〜S1nで表されるIチャネルのベース
バンド信号とS21〜S2nで表されているQチャネルのベ
ースバンド信号によってつくられるベクトルの位置と,
正規のベクトルの位置との間の位相差を論理的に識別し
て位相識別信号を出力する。また2PSKの復調の場合
には,Iチャネルの信号を入力とする論理の出力の代わ
りに内部で疑似的な固定値を使用するように切り替えを
行う。6は,出力された位相識別信号である。7は,位
相識別信号6を累積して位相誤差信号を生成する積分回
路である。8は,生成された位相誤差信号である。9
は,位相誤差信号により位相を制御される電圧制御発振
器であり,基準搬送波を生成する。10は,生成された
基準搬送波である。
【0010】
【作用】図2を用いて,図1に示されている本発明の構
成の作用を説明する。図2において,I軸は同相成分の
Iチャネルの信号のレベル,Q軸は直交成分のQチャネ
ルの信号のレベル,D0 ,D1 は2PSK方式の場合の
復調信号の正規のベクトル,D00,D01,D10,D
11は,4PSK方式の場合における正規の4つのベクト
ルを示す。これに対してDA ,DB は,4PSK方式で
再生された基準搬送波の同期がずれている場合に復調さ
れたベースバンド信号によるベクトルの例,DC は2P
SK方式の場合の復調された信号のベクトルの例を示
す。またI,Q各チャネルのベースバンド信号のレベル
は,それぞれ3ビット(n=3)のデータ“S11
12,S13”と“S21,S22,S23”で表されている。
【0011】図1には示されていない位相復調回路から
出力される復調信号のI,Q両チャネルのベースバンド
信号1,2は,それぞれA/D変換器3,4により3ビ
ットのディジタル信号(S11,S12,S13),(S21
22,S23)に変換される。3ビットのディジタル信号
は,I,Q各チャネルのベースバンド信号を8レベルの
階調で表している。そのためI−Qベクトル空間は8×
8のマトリックスに分割され,その1つのブロックがベ
クトルの位置を表すことになる。
【0012】図1の位相検出回路5は,I,Q両チャネ
ルのディジタル信号によりきまるD A ,DB ,DC など
のベクトルの位置と,4PSKの変調方式において与え
られている4つの正規のベクトルD00,D01,D10,D
11との間の位相差を識別する判定論理をもっている。次
に位相差を検出する論理について図3を用いて説明す
る。説明の簡単化のため,図3に示すように,Iチャネ
ルとQチャネルの復調信号をそれぞれ2ビット“S11
12”と“S21,S22”で表し,ベクトル空間を4×4
のマトリックスで分割するものとする。
【0013】正規のベクトルD00とD11はI=Qの直線
上にあり,D01とD10はI=−Qの直線上にある。した
がって復調されたI,Qチャネルの信号のベクトルがこ
れらの直線上にあるとき,再生された基準搬送波と入力
信号とは同期していることになる。他方,復調信号のベ
クトルがこれらの直線から外れているときには,再生搬
送波と入力信号との同期は外れていることになる。
【0014】この論理は,
【数1】 で表すことができる。さらに復調信号のベクトルが正規
のベクトルに対してずれている方向まで識別できるよう
にするためには,I,Qそれぞれの極性を表している先
頭ビット(S11,S21)とそれ以下の残りのビット(こ
こではS1E,S2Eで表す)とを用いて次の判定論理を使
用できる。
【数2】 例えば図3の例では,D11の近傍では,ブロックMは+
1,ブロックNは−1となる。位相検出回路5は,この
論理を実現するように構成され,位相識別信号6とし
て,+1,0,−1のいずれかの値を積分回路7に出力
する。積分回路7は,これらの信号を積分して位相誤差
信号をつくり,値が+の場合には位相を進め,−の場合
には位相を遅らせるように電圧制御発振器9の発振位相
を制御する。
【0015】ところで2PSK復調の場合には,Iチャ
ネルのベースバンド信号1はノイズレベルとなるが,そ
の極性とレベルは位相のずれの向きと量を表す。一方,
Iチャネルのベースバンド信号には位相誤差の情報は現
れない。そこで,2PSK復調の場合も4PSK復調の
場合と同様な(1)式の論理で位相識別信号を生成でき
るようにするため,位相検出回路5内でIチャネル側の
内部論理出力の代わりに,予め設定してある固定値を使
用する。
【0016】この固定値は,2PSK復調の再生搬送波
が入力信号に対して同期ずれを起こしたとき,位相検出
回路5がその進み遅れの方向に応じて4PSK復調時と
同様な位相識別信号を生成できるようにする。図2のベ
クトルDC はその例であり,位相検出回路5は矢印で示
す方向の位相識別信号を生成し,電圧制御発振器9の位
相制御を行う。
【0017】
【実施例】図4は本発明による位相検出回路の第1の実
施例,図5は同じ位相検出回路の第2の実施例,図6は
位相検出回路中に用いられる論理回路の第1の実施例,
図7は同じ論理回路の第2の実施例のそれぞれ構成を示
す。図4の位相検出回路の第1の実施例において,11
は論理回路であり,図1のIチャネルのベースバンド信
号1をA/D変換したデータS11〜S1nと,Qチャネル
のベースバンド信号2をA/D変換した信号S21〜S2n
とを入力とし,互いの極性ビットS11,S21の値にした
がって他方のデータの各ビットの値の反転を制御する排
他的論理和(EOR)機能をもっている。論理回路の出
力C11〜C1n,C21〜C2nは次のように表される。
【数3】
【0018】ここで(2)式のS21が反転されているの
は,後に(1)式の減算を補数化による加算で実現する
ためである。次に図4の12,13はD/A変換器であ
り,論理回路11の出力データC11〜C1nとC21〜C2n
とを,それぞれアナログ信号に変換し,CR1,CR2
として出力する。
【0019】14は,2PSK時にCR1の代わりに使
用される固定電圧E1 である。15は,4PSK時と2
PSK時に対応してCR1とE1を切り替え選択するス
イッチSWである。16は,スイッチSWの出力とCR
2とを加算(実質的には減算)するアナログ加算回路で
ある。
【0020】この第1の実施例回路はアナログ加算を行
う方式であるが,これをディジタル加算で行うようにし
たのが図5の第2の実施例である。図5において,11
は論理回路,17は図4の固定電圧E1 の代わりに用い
られるディジタル信号C11’〜C1n’を保持するレジス
タ,18は図4のスイッチ15の代わりにC11〜C1n
11’〜C1n’とを切り替えるスイッチ(SW),19
はスイッチ18の出力とC21〜C2nとを加算するディジ
タル加算回路,20はディジタル加算結果をアナログ信
号に変換するD/A変換器である。図5の第2の実施例
回路は,図4の第1の実施例回路と機能的には全く同じ
ものである。
【0021】次に図4と図5の実施例中に用いられてい
る論理回路11の詳細を図6および図7により説明す
る。図6は,EOR(排他的論理和)ゲートを用いて構
成した第1の実施例であり,図中,21〜26はEOR
ゲート,27は反転ゲートを示す。EORゲート21〜
23の各一方の入力にはS11〜S1nが結合され,各他方
の入力にはS21の値を反転ゲート27で反転した結果が
結合される。同様にEORゲート24〜26の各一方の
入力にはS21〜S2nが結合され,各他方の入力にはS11
が直接結合されている。このような構成により(2)式
に示されている論理演算が実現される。図7は,図6の
EORの機能をフリップフロップとセレクタを用いて実
現した第2の実施例である。
【0022】図7において,28,29はそれぞれS11
〜S1n,S21〜S2nとビット対応に設けられたn個ずつ
のフリップフロップの群,31は反転ゲート,32,3
3は各フリップフロップの反転,非反転出力の一方を選
択するセレクタである。セレクタ32はS21を反転ゲー
ト31で反転した値が“1”ならばフリップフロップの
群28の反転出力を選択し,“0”ならば非反転出力を
選択して,それぞれC 11〜C1nとして出力する。セレク
タ33も同様にS11の値が“1”か“0”かにしたがっ
て,フリップフロップの群29の反転出力または非反転
出力を選択し,C21〜C2nとして出力する。
【0023】次に図2を用いて具体的な動作を説明す
る。4PSKのベクトルDA のI座標(S11,S12,S
13)の値は(110)であり,Q座標(S21,S22,S
23)の値は(101)である。図4の論理回路11は,
これを処理して結果値(C11,C12,C13)として(1
10)を,また(C 21,C22,C23)として(010)
を出力する。これらの値は,それぞれD/A変換器1
2,13でアナログ信号に変換され,CR1=+3,C
R2=−2が得られる。スイッチ15はCR1を選択し
ているので,アナログ加算回路16からは3+(−1)
の加算を行い,位相識別信号として+1を出力する。こ
れは電圧制御発振器の発振位相を進めるように作用す
る。
【0024】また図2のベクトルDB の場合には,同様
な処理により位相識別信号として−1が得られ,発振位
相を遅らせるように作用する。2PSKの場合のベクト
ルDC については,Qチャネルの(S21,S22,S23
の値が(100)であり,これは論理回路11で
(C21,C22,C23)の値として(011)に変換さ
れ,D/A変換器13からCR2=−1が出力される。
2PSKではスイッチ15がE1 を選択しており,E1
=0に設定した場合,アナログ加算回路16から−1が
出力される。これは電圧制御発振器の発振位相を遅らせ
るように作用する。
【0025】
【発明の効果】本発明の搬送波再生回路により,2PS
Kと4PSKの双方に対して回路の大部分を共通化する
ことができるため,2PSKから4PSKへの通信容量
の増大を図る場合の回路変更が容易になり,また開発設
計コストや製品コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成図である。
【図2】本発明の作用説明図である。
【図3】本発明における位相差検出論理説明図である。
【図4】位相検出回路の第1の実施例構成図である。
【図5】位相検出回路の第2の実施例構成図である。
【図6】論理回路の第1の実施例構成図である。
【図7】論理回路の第2の実施例構成図である。
【図8】位相変調方式の説明図である。
【符号の説明】
1…Iチャネルのベースバンド信号 2…Qチャネルのベースバンド信号 3,4…A/D変換器 5…位相検出回路 6…位相識別信号 7…積分回路 8…位相誤差信号 9…電圧制御発振器 10…基準搬送波

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位相復調装置において,同相側と直交側
    の2つの直交する復調信号をそれぞれディジタル信号に
    変換するA/D変換器(3,4)と,ディジタル信号に
    変換された上記直交する2つの復調信号により定まるベ
    クトルの位置と,位相変調方式によりきまる正規のベク
    トル位置との間の位相差を論理的に識別して位相識別信
    号を生成する位相検出回路(5)と,位相識別信号を積
    分し位相誤差信号を生成する積分回路(7)と,生成さ
    れた位相誤差信号に基づいて発振周波数を制御される電
    圧制御発振器(9)とからなることを特徴とする位相復
    調装置の搬送波再生回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において,位相検出回路(5)
    は,同相側と直交側の各ディジタル信号が自身の極性ビ
    ットの値が1か0かにしたがって直交側は反転して相手
    側のディジタル信号の各ビット値をそれぞれ反転と非反
    転および非反転と反転とに変更する2組の排他的論理和
    回路(11)をそなえていることを特徴とする搬送波再
    生回路。
  3. 【請求項3】 請求項2において位相検出回路(5)は
    さらに,各排他的論理和回路(11)の出力のディジタ
    ル信号をアナログ信号に変換する2つのD/A変換器
    (12,13)と固定電圧(14)と,2PSK復調時
    に前記定電圧(E1 )を選択し,4PSK復調時に同相
    側のD/A変換器(13)の出力を選択するスイッチ
    (15)と,前記スイッチ(15)の出力と直交側のD
    /A変換器(13)の出力とを加算する加算回路(1
    6)とをそなえていることを特徴とする搬送波再生回
    路。
  4. 【請求項4】 請求項2において,位相検出回路(5)
    はさらに,固定値のディジタル信号(C11’〜C1n’)
    と,2PSK復調時に前記固定値のディジタル信号(C
    11’〜C1n’)を選択し,4PSK時に同相側の排他的
    論理和回路(11)の出力を選択するスイッチ(18)
    と,前記スイッチ(18)の出力と直交側の排他的論理
    和回路(11)の出力とを加算回路(19)と,前記加
    算回路(19)の出力のディジタル信号をアナログ信号
    に変換するD/A変換器(20)とをそなえていること
    を特徴とする搬送波再生回路。
JP3057305A 1991-03-20 1991-03-20 搬送波再生回路 Withdrawn JPH057229A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10845402B2 (en) 2016-03-17 2020-11-24 National Institute Of Information And Communications Technology Electromagnetic field imaging device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10845402B2 (en) 2016-03-17 2020-11-24 National Institute Of Information And Communications Technology Electromagnetic field imaging device

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