JPH06244880A - Frequency error detector - Google Patents

Frequency error detector

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JPH06244880A
JPH06244880A JP29162693A JP29162693A JPH06244880A JP H06244880 A JPH06244880 A JP H06244880A JP 29162693 A JP29162693 A JP 29162693A JP 29162693 A JP29162693 A JP 29162693A JP H06244880 A JPH06244880 A JP H06244880A
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signal
frequency error
vector
phase change
phase
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Hiroyasu Muto
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Abstract

PURPOSE:To exactly calculate frequency error between a carrier wave and a reference wave by removing the offset influence of an A/D converter and reducing the influence of noise in the case of orthogonally detecting a digital angle modulated wave. CONSTITUTION:A signal for frequency error detection is received (step 1) and a signal vector provided by orthogonally detecting this signal for detection with the reference wave is quantized as a sample at a sample rate equal to a symbol rate (step 2). Then, a synthetic vector is provided by rotating the phases of signal vectors as many as the double number of symbols, for which the phase change of this signal vector is totally turned to pi radian, and averaging them later (steps 3 and 4). By using the phase change of this synthetic vector, the frequency error between the carrier wave and a reference wave is calculated (steps 5-7).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は直交検波器において搬送
波と基準波との周波数誤差を検出する周波数誤差検出装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency error detector for detecting a frequency error between a carrier wave and a reference wave in a quadrature detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、直交検波器では搬送波の再生を
行うことなく発振器からの基準波を用いて直交検波を行
うようにしたものが知られている。つまり、この種の直
交検波器では搬送波と基準波との周波数誤差差を得てこ
の周波数誤差によって基準波周波数を補正して補正後基
準波によって直交検波を行うようにしている(例えば、
特開平3−128550号公報)。
2. Description of the Related Art Generally, a quadrature detector is known in which quadrature detection is performed using a reference wave from an oscillator without reproducing a carrier wave. That is, in this type of quadrature detector, the difference in frequency between the carrier wave and the reference wave is obtained, the reference wave frequency is corrected by this frequency error, and the quadrature detection is performed by the corrected reference wave (for example,
JP-A-3-128550).

【0003】上述の周波数誤差検出にあたっては、1シ
ンボル時間の信号ベクトルの位相変化が常に等しくなる
ような信号系列で変調された変調信号が受信側において
周波数誤差検出用信号として受信され、この周波数誤差
検出用信号を発振器からの基準波で直交検波して信号ベ
クトルを得る(ここではこの信号ベクトルを第1の信号
ベクトルと呼ぶことにする)。そして、この第1の信号
ベクトルの位相変化と予め定められた信号系列の信号ベ
クトル(ここでは第2の信号ベクトルと呼ぶ)の位相変
化とを比較して周波数誤差を検出している(例えば、第
2の信号ベクトルとしては周波数誤差検出用信号を搬送
波で直交検波したと仮定した際の信号ベクトルが用いら
れる)。
In the above-mentioned frequency error detection, a modulation signal modulated by a signal sequence in which the phase change of the signal vector in one symbol time is always equal is received as a frequency error detection signal at the receiving side, and this frequency error is detected. The detection signal is quadrature-detected with the reference wave from the oscillator to obtain a signal vector (this signal vector will be referred to as a first signal vector here). Then, a frequency error is detected by comparing the phase change of the first signal vector with the phase change of the signal vector of a predetermined signal sequence (herein referred to as the second signal vector) (for example, As the second signal vector, a signal vector when it is assumed that the frequency error detection signal is quadrature-detected by the carrier wave is used).

【0004】ここで、図2乃至図4を参照して、従来の
周波数誤差検出装置について説明する。
Here, a conventional frequency error detecting device will be described with reference to FIGS.

【0005】図2において、直交検波器31はA/D変
換器34及び35を介してデジタルシグナルプロセッサ
38に接続されている。受信側において、上述した周波
数誤差検出用信号30が受信され、直交検波器31で直
交検波され、同相成分としてI(t)信号32が出力さ
れ、直交成分としてQ(t)信号33が出力される(ス
テップ101)。これらI(t)信号32及びQ(t)
信号33はそれぞれA/D変換器34及び35でシンボ
ルレートと等しいサンプリングレートでサンプルされ、
信号ベクトル(I(kT),Q(kT))36及び37
とされる(ステップ102、なお、k=1〜(N−1)
であり、Nはシンボル数を表し、Tはシンボル周期を表
す)。そして、信号ベクトル(I(kT),Q(k
T))はデジタルシグナルプロセッサ38に与えられ
る。
In FIG. 2, the quadrature detector 31 is connected to a digital signal processor 38 via A / D converters 34 and 35. On the receiving side, the frequency error detection signal 30 described above is received, quadrature detected by the quadrature detector 31, the I (t) signal 32 is output as the in-phase component, and the Q (t) signal 33 is output as the quadrature component. (Step 101). These I (t) signals 32 and Q (t)
The signal 33 is sampled by the A / D converters 34 and 35, respectively, at a sampling rate equal to the symbol rate,
Signal vectors (I (kT), Q (kT)) 36 and 37
(Step 102, k = 1 to (N-1))
, Where N represents the number of symbols and T represents the symbol period). Then, the signal vectors (I (kT), Q (k
T)) is provided to the digital signal processor 38.

【0006】ここで、図3を参照して、デジタルシグナ
ルプロセッサ38では、信号ベクトル(I(kT),Q
(kT))(図3においては一括して参照番号21で示
す)を予め定められた信号ベクトル(I0 (kT),Q
0 (kT))22の位相角(kT)だけ反対方向に回転
させて信号ベクトル(IR (kT),QR (kT))2
3とする(なお、信号ベクトル(I0 (kT),Q
0 (kT))は周波数誤差検出信号を搬送波で直交検波
したと仮定した際得られる信号ベクトルである)。
Here, referring to FIG. 3, in the digital signal processor 38, the signal vectors (I (kT), Q
(KT)) (collectively indicated by reference numeral 21 in FIG. 3) is a predetermined signal vector (I 0 (kT), Q
0 (kT)) the phase angle of 22 (kT) only rotates in the opposite direction the signal vector (I R (kT), Q R (kT)) 2
3 (note that the signal vector (I 0 (kT), Q
0 (kT)) is a signal vector obtained when it is assumed that the frequency error detection signal is quadrature detected by the carrier wave).

【0007】ここで、信号ベクトル(I(kT),Q
(kT))の位相角φ(kT)24、(I0 (kT),
0 (kT))の位相角φ0 (kT)25、及び(IR
(kT),QR (kT))の位相角φ0 (kT)26は
それぞれ数1、数2、及び数3で定義される。
Here, the signal vector (I (kT), Q
(KT)) phase angle φ (kT) 24, (I 0 (kT),
Q 0 (kT)) phase angle φ 0 (kT) 25, and (I R
(KT), the phase angle φ 0 (kT) 26 is the number respective one of Q R (kT)), is defined by the number 2, and the number 3.

【0008】[0008]

【数1】 [Equation 1]

【0009】[0009]

【数2】 [Equation 2]

【0010】[0010]

【数3】 [Equation 3]

【0011】なお、|r(kT)|、|r0 (kT)
|、|rR (kT)|はそれぞれベクトルの長さであ
り、|r(kT)|=|rR (kT)|である。そし
て、信号ベクトル(IR (kT),QR (kT))は数
4によって算出される(ステップ103)。
│r (kT) │, │r 0 (kT)
|, | R R (kT) | is the length of the vector, respectively, and | r (kT) | = | r R (kT) |. Then, the signal vector (I R (kT), Q R (kT)) is calculated by the number 4 (Step 103).

【0012】[0012]

【数4】 [Equation 4]

【0013】ここで、搬送波と基準波との周波数が完全
に一致していると、信号ベクトル(I(kT),Q(k
T))の位相と信号ベクトル(I0 (kT),Q0 (k
T))の位相とはサンプリング毎に同一量だけ変化す
る。このため、ベクトル(IR(kT),QR (k
T))の位相はまったく変化しない。一方、搬送波と基
準波との間に周波数の差があると、ベクトル(IR (k
T),QR (kT))は位相が変化することになる。時
間tが(k−1)TからkTに変化した際の位相変化量
θk は数5で表わされる。
Here, when the frequencies of the carrier wave and the reference wave are completely the same, the signal vectors (I (kT), Q (k
T)) and the signal vector (I 0 (kT), Q 0 (k
The phase of (T)) changes by the same amount for each sampling. Thus, the vector (I R (kT), Q R (k
The phase of T)) does not change at all. On the other hand, if there is a difference in frequency between the carrier and the reference wave, the vector (I R (k
T), Q R (kT) ) will be phase changes. The amount of phase change θ k when the time t changes from (k−1) T to kT is represented by Expression 5.

【0014】[0014]

【数5】 [Equation 5]

【0015】そして、θk の正弦sinθk は数6で表
わされる。
Then, the sine sin θ k of θ k is expressed by equation 6.

【0016】[0016]

【数6】 [Equation 6]

【0017】|rR ((k−1)T)|は|rR (k
T)|にほぼ等しいとみなせ、また、θk が小さいとき
にはθk はsinθk にほぼ等しいとみなせるから、位
相変化量θk は数7で表わすことができる。デジタルシ
グナルプロセッサ38では、数7を用いて位相変化量θ
k を算出する(ステップ104)。
│r R ((k-1) T) │ is │r R (k
T) | regarded as substantially equal to, also, theta k when theta k is small because regarded as substantially equal to sin [theta k, the phase variation theta k can be expressed by the number 7. In the digital signal processor 38, the phase change amount θ
k is calculated (step 104).

【0018】[0018]

【数7】 [Equation 7]

【0019】また、位相の基準である1シンボルあたり
の回転量の平均θAVG は数8で表わされ、デジタルシグ
ナルプロセッサ38では数8を用いてθAVG を求める
(ステップ105)。
The average θ AVG of the rotation amount per symbol, which is the phase reference, is expressed by Equation 8, and the digital signal processor 38 obtains θ AVG using Equation 8 (step 105).

【0020】[0020]

【数8】 [Equation 8]

【0021】そして、デジタルシグナルプロセッサ38
ではθAVG /2π[rad/2π]をT(1シンボル時
間)[sec]で除算して搬送波と基準波との周波数誤
差を求めて(ステップ106)、周波数誤差信号(図
2)として出力する。
Then, the digital signal processor 38
Then, θ AVG / 2π [rad / 2π] is divided by T (1 symbol time) [sec] to obtain the frequency error between the carrier wave and the reference wave (step 106) and output as a frequency error signal (Fig. 2). .

【0022】前述のように、周波数誤差検出用信号とし
ては1シンボル時間における信号ベクトルの位相変化が
常に等しくなるような信号系列で変調された変調信号が
用いられる。このような信号系列を用いることによって
シンボルに対してサンプリングクロックの同期をとる必
要がない。例えば、MSK変調波の場合、全て「1」又
は「0」である信号系列であり、この際の位相変化Δφ
0 は各々π/2又は−π/2となる。なお、GMSK変
調波についても同様である。そして、上述の一連の処理
は直交検波器で得られる検波信号を復号する際に用いら
れるデジタルシグナルプロセッサ38によって行われ
る。
As described above, as the frequency error detection signal, a modulation signal which is modulated by a signal series in which the phase change of the signal vector in one symbol time is always equal is used. By using such a signal sequence, it is not necessary to synchronize the sampling clock with the symbol. For example, in the case of the MSK modulated wave, the signal sequence is all “1” or “0”, and the phase change Δφ at this time is
0 becomes π / 2 or −π / 2, respectively. The same applies to the GMSK modulated wave. The series of processes described above is performed by the digital signal processor 38 used when decoding the detection signal obtained by the quadrature detector.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
にして周波数誤差を検出する場合、信号ベクトルを量子
化するA/D変換器にオフセットがあると、A/D変換
器でサンプルされた信号ベクトルに基づいて計算される
位相変化にはオフセットによる誤差が含まれることにな
る。加えて、伝送路に雑音が存在する場合には、送信側
において位相変化がシンボル毎に常に一定である変調波
は受信側で位相変化がシンボル毎に一定とはならず、こ
の結果、受信側における位相変化には誤差が含まれるこ
とになる。そして、雑音が極めて大きい場合には、受信
側における位相変化には理想的な位相変化に対して18
0度程度の誤差が生じることがある。
By the way, in the case of detecting the frequency error as described above, if the A / D converter for quantizing the signal vector has an offset, the signal sampled by the A / D converter is The phase change calculated based on the vector will include an error due to the offset. In addition, when there is noise in the transmission path, the modulated wave whose phase change is always constant on the transmission side for each symbol does not have the same phase change on the receiving side for each symbol. The phase change at will include an error. If the noise is extremely large, the phase change on the receiving side is 18
An error of about 0 degrees may occur.

【0024】例えば、GMSK変調方式において、シン
ボルレートと等しいサンプリングレートでサンプルして
得られたk番目の信号ベクトル(I(kT),Q(k
T))は、0番目の信号ベクトルを(I(0),Q
(0))、A/D変換器によるオフセットベクトルを
(I,Q)、雑音ベクトルを(nIi,nQi)、1シ
ンボルあたりの位相オフセットをθとすると、数9で表
わすことができる。
For example, in the GMSK modulation system, the k-th signal vector (I (kT), Q (k) obtained by sampling at a sampling rate equal to the symbol rate.
T)) is the 0th signal vector (I (0), Q
(0)), the offset vector by the A / D converter is (I 1 , Q 2 , ), the noise vector is (n Ii , n Qi ), and the phase offset per symbol is θ. it can.

【0025】[0025]

【数9】 [Equation 9]

【0026】つまり、A/D変換器にオフセットがあっ
て、伝送路における雑音が大きくなると、搬送波と基準
波との周波数誤差を正確に検出することができないとい
う問題点がある。
That is, if the A / D converter has an offset and the noise in the transmission line becomes large, there is a problem that the frequency error between the carrier wave and the reference wave cannot be accurately detected.

【0027】本発明の目的は常に搬送波と基準波との周
波数誤差を正確に検出することのできる周波数誤差検出
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a frequency error detecting device which can always accurately detect a frequency error between a carrier wave and a reference wave.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、デジタ
ル角度変調によって変調された変調信号を伝送路を介し
て受け、該変調信号を基準波を用いて直交検波を行う直
交検波器とともに用いられ、前記変調信号の搬送波と前
記基準波との周波数誤差を検出するための周波数誤差検
出装置であって、前記変調信号として1シンボル時間あ
たりの信号ベクトルの位相変化が等しい信号系列で変調
された周波数差検出用信号が用いられ、前記基準波で前
記周波数差検出用信号を直交検波して得られる第1の信
号ベクトルを予め定められたサンプリングレートでサン
プリング量子化して量子化信号ベクトルを得るA/D変
換手段と、該量子化信号ベクトルを予め定められた個数
合成して合成ベクトルを得る合成手段と、該合成ベクト
ルの位相変化と予め定められた第2の信号ベクトルの位
相変化との差を求め、該位相変化の差に基づいて前記周
波数誤差を求める周波数誤差検出手段とを有することを
特徴とする周波数誤差検出装置が得られる。
According to the present invention, a modulation signal modulated by digital angle modulation is received through a transmission line, and the modulation signal is used together with a quadrature detector for quadrature detection using a reference wave. A frequency error detecting device for detecting a frequency error between a carrier wave of the modulated signal and the reference wave, wherein the modulated signal is modulated by a signal sequence in which the phase change of a signal vector per symbol time is equal. A frequency difference detection signal is used, and a first signal vector obtained by orthogonally detecting the frequency difference detection signal with the reference wave is sampled and quantized at a predetermined sampling rate to obtain a quantized signal vector A / D conversion means, combining means for combining a predetermined number of the quantized signal vectors to obtain a combined vector, phase change of the combined vector and pre-composition. Obtains the difference between the phase change of the second signal vector defined, frequency error detection device can be obtained, characterized in that it comprises a frequency error detecting means for determining the frequency error based on a difference of the phase change.

【0029】[0029]

【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。なお、この実施例では図2に示す構成要素と同様の
構成要素を備えるが、デジタルシグナルプロセッサ38
の機能が異なる。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. It should be noted that in this embodiment, the digital signal processor 38 has the same components as those shown in FIG.
Function is different.

【0030】まず、本発明の検出原理について説明する
と、信号ベクトルが1シンボル毎にΔφづつ回転する変
調方式において、シンボルレートと等しいサンプリング
レートでサンプルして得られたk番目の信号ベクトル
(I(kT),Q(kT))は、0番目の信号ベクトル
(I(0),Q(0))、A/D変換器によるオフセッ
トベクトルを(I,Q)、雑音ベクトルを(nIi
Qi)、1シンボルあたりの位相オフセットをθとする
と、数10で表わされる。
First, the detection principle of the present invention will be described. In the modulation method in which the signal vector rotates by Δφ for each symbol, the k-th signal vector (I (I ( kT), Q (kT)) is 0-th signal vector (I (0), Q ( 0)), the offset vector by the a / D converter (I,, Q,), a noise vector (n Ii
Q Qi ), where θ is the phase offset per symbol, it is expressed by Eq.

【0031】[0031]

【数10】 [Equation 10]

【0032】そして、信号ベクトルの位相変化が合計で
πラジアンとなるシンボル数Mは、数11で示される。
Then, the number M of symbols in which the phase change of the signal vector is π radian in total is expressed by equation 11.

【0033】[0033]

【数11】 [Equation 11]

【0034】Δφだけ反対方向に回転させた際、ベクト
ルの連続する2M個の平均(xk (θ),yk (θ))
を求めると、数12乃至数14で表わされる。
When rotated in the opposite direction by Δφ, the average of 2M continuous vectors (x k (θ), y k (θ))
Is obtained, it is expressed by Equations 12 to 14.

【0035】[0035]

【数12】 [Equation 12]

【0036】[0036]

【数13】 [Equation 13]

【0037】[0037]

【数14】 [Equation 14]

【0038】数12乃至数14から明らかなように、A
/D変換器によるオフセットの影響が除去され、さら
に、数15で示す関係から雑音の影響は低減されること
になる。
As is clear from the equations 12 to 14, A
The effect of the offset due to the / D converter is removed, and the effect of noise is reduced from the relationship shown in Expression 15.

【0039】[0039]

【数15】 [Equation 15]

【0040】ここで、理解を容易にするため、GMSK
変調方式を例にあげて説明する。
Here, in order to facilitate understanding, GMSK
The modulation method will be described as an example.

【0041】GMSK変調波の信号ベクトルは1シンボ
ル毎にπ/2づつ回転する。シンボルレートと等しいサ
ンプリングレートでサンプルして得られたk番目の信号
ベクトル(I(kT),Q(kT))は、0番目の信号
ベクトル(I(0),Q(0))、A/D変換器による
オフセットベクトルを(I,Q)、雑音ベクトルを
(nIi,nQi)、1シンボルあたりの位相オフセットを
θとすると、数16で表わされる。
The signal vector of the GMSK modulated wave rotates by π / 2 for each symbol. The k-th signal vector (I (kT), Q (kT)) obtained by sampling at the sampling rate equal to the symbol rate is the 0-th signal vector (I (0), Q (0)), A / an offset vector by D converter (I,, Q,), a noise vector (n Ii, n Qi), if the phase offset per symbol and theta, expressed by the number 16.

【0042】[0042]

【数16】 [Equation 16]

【0043】信号ベクトルの位相変化が合計で2πラジ
アンとなるシンボル数Mは4であるので、π/2だけ反
対方向に回転させたベクトルにおける連続する4個の平
均(xk (θ),yk (θ))を求めると、数17乃至
数19で表わされることになる。
Since the number of symbols M for which the total phase change of the signal vector is 2π radians is 4, four consecutive averages (x k (θ), y in the vector rotated in the opposite direction by π / 2 are used. When k (θ)) is obtained, it is expressed by Equations 17 to 19.

【0044】[0044]

【数17】 [Equation 17]

【0045】[0045]

【数18】 [Equation 18]

【0046】[0046]

【数19】 [Formula 19]

【0047】数17乃至数19から明らかなようにA/
D変換器によるオフセットの影響が除去され、加えて、
数20に示す関係から、雑音による影響は低減されるこ
とになる。
As is clear from the equations 17 to 19, A /
The effect of offset by the D converter is eliminated, and in addition,
From the relationship shown in Expression 20, the effect of noise will be reduced.

【0048】[0048]

【数20】 [Equation 20]

【0049】搬送波と基準波との間には周波数誤差があ
ると合成ベクトル(xk (θ),yk (θ))は位相が
変化するので、この位相変化を推定することによって周
波数誤差を正確に検出することができる。
If there is a frequency error between the carrier wave and the reference wave, the phase of the combined vector (x k (θ), y k (θ)) changes. Therefore, the frequency error is estimated by estimating this phase change. Can be accurately detected.

【0050】ここで、図1及び図5を参照して、受信側
において、上述した周波数誤差検出用信号30が受信さ
れ、直交検波器31で直交検波され、I(t)信号32
及びQ(t)信号33が出力される(ステップ1)。こ
れらI(t)信号32及びQ(t)信号33はそれぞれ
A/D変換器34及び35でシンボルレートと等しいサ
ンプリングレートでサンプルされ、信号ベクトル(I
(kT),Q(kT))36及び37とされる(ステッ
プ2、なお、k=1〜(N−1)である)。そして、信
号ベクトル(I(kT),Q(kT))はデジタルシグ
ナルプロセッサ40に与えられる。
Here, referring to FIGS. 1 and 5, on the receiving side, the above-mentioned frequency error detection signal 30 is received, quadrature detected by the quadrature detector 31, and the I (t) signal 32 is received.
And Q (t) signal 33 is output (step 1). These I (t) signal 32 and Q (t) signal 33 are sampled by the A / D converters 34 and 35, respectively, at a sampling rate equal to the symbol rate, and the signal vector (I
(KT), Q (kT)) 36 and 37 (step 2, where k = 1 to (N-1)). Then, the signal vector (I (kT), Q (kT)) is given to the digital signal processor 40.

【0051】デジタルシグナルプロセッサ40はベクト
ル回転部41及び平均ベクトル算出部42を備えてい
る。図3に示すように、ベクトル回転部41では信号ベ
クトル(I(kT),Q(kT))(図3においては一
括して参照番号21で示す)を予め定められた信号ベク
トル(I0 (kT),Q0 (kT))22の位相角(k
T)だけ反対方向に回転させて信号ベクトル(IR (k
T),QR (kT))23とする(なお、信号ベクトル
(I0 (kT),Q0 (kT))は信号ベクトル(I
(kT),Q(kT))を搬送波で直交検波したと仮定
した際得られる信号ベクトルである)。
The digital signal processor 40 comprises a vector rotation unit 41 and an average vector calculation unit 42. As shown in FIG. 3, in the vector rotation unit 41, a signal vector (I (kT), Q (kT)) (collectively denoted by reference numeral 21 in FIG. 3) is a predetermined signal vector (I 0 ( kT), Q 0 (kT)) 22 phase angle (k
The signal vector (I R (k
T), Q R (kT) ) 23 to (Note that the signal vector (I 0 (kT), Q 0 (kT)) is the signal vector (I
(KT), Q (kT)) is a signal vector obtained when it is assumed that quadrature detection is performed on the carrier.

【0052】ここで、信号ベクトル(I(kT),Q
(kT))の位相角φ(kT)24、(I0 (kT),
0 (kT))の位相角φ0 (kT)25、及び(IR
(kT),QR (kT))の位相角φ0 (kT)26は
それぞれ数21、数22、及び数23で定義される。
Here, the signal vector (I (kT), Q
(KT)) phase angle φ (kT) 24, (I 0 (kT),
Q 0 (kT)) phase angle φ 0 (kT) 25, and (I R
(KT), Q R (kT )) of the phase angle φ 0 (kT) 26 numbers respectively 21, it is defined by the number 22, and number 23.

【0053】[0053]

【数21】 [Equation 21]

【0054】[0054]

【数22】 [Equation 22]

【0055】[0055]

【数23】 [Equation 23]

【0056】なお、|r(kT)|、|r0 (kT)
|、|rR (kT)|はそれぞれベクトルの長さであ
り、|r(kT)|=|rR (kT)|である。そし
て、信号ベクトル(IR (kT),QR (kT))は数
24によって算出される(ステップ103)。そして、
この信号ベクトル(IR (kT),QR (kT))はベ
クトル算出部42に与えられる(同相成分IR (kT)
及び直交成分QR (kT)としてベクトル算出部42に
与えられる)。
Note that | r (kT) | and | r 0 (kT)
|, | R R (kT) | is the length of the vector, respectively, and | r (kT) | = | r R (kT) |. Then, the signal vector (I R (kT), Q R (kT)) is calculated by the number 24 (step 103). And
The signal vector (I R (kT), Q R (kT)) is given to the vector calculation unit 42 (in-phase component I R (kT)
And quadrature given to the vector calculation unit 42 as the component Q R (kT)).

【0057】[0057]

【数24】 [Equation 24]

【0058】平均ベクトル算出部42では、信号ベクト
ル(IR (kT),QR (kT))の位相変化が合計で
πラジアンとなるシンボル数M(整数)の2倍の数のベ
クトルの平均を求める。なお、シンボル数Mは数25で
与えられる。
[0058] In the average vector calculating section 42, the average of twice the number of vectors of the signal vector (I R (kT), Q R (kT)) symbol number phase change is π radian in total of M (an integer) Ask for. The number of symbols M is given by Equation 25.

【0059】[0059]

【数25】 [Equation 25]

【0060】つまり、平均ベクトル算出部42では連続
する2M個のベクトル(IR (kT),QR (kT))
(k=k〜k+2M−1)の平均を計算して、合成ベク
トル(xk (θ),yk (θ))(k=0〜N−2M)
とする(ステップ4)。このこの合成ベクトル(x
k (θ),yk (θ))は数26で表わされる。
[0060] That is, 2M pieces of vectors successive in average vector calculating section 42 (I R (kT), Q R (kT))
(K = k~k + 2M-1 ) average and calculation of the resultant vector (x k (θ), y k (θ)) (k = 0~N-2M)
(Step 4). This composite vector (x
k (θ), y k (θ)) is represented by the equation 26.

【0061】[0061]

【数26】 [Equation 26]

【0062】また、合成ベクトル(xk (θ),y
k (θ))は数27で表わすこともできる。
Further, the composite vector (x k (θ), y
k (θ)) can also be expressed by Equation 27.

【0063】[0063]

【数27】 [Equation 27]

【0064】ところで、搬送波と基準波の周波数が完全
に一致していると、合成ベクトル(xk (θ),y
k (θ))の位相はまったく変化せず、搬送波と基準波
との間に位相差があると、合成ベクトル(xk (θ),
k (θ))はその位相が変化する。時間tが(k−
1)TからkTに変化した際の位相変化の正弦sinθ
k は数28で表わされる。なお、|rk |は数29で表
わされる。
By the way, if the frequencies of the carrier wave and the reference wave are completely the same, the combined vector (x k (θ), y
The phase of k (θ)) does not change at all, and if there is a phase difference between the carrier wave and the reference wave, the combined vector (x k (θ),
The phase of y k (θ) changes. Time t is (k-
1) Sine sin θ of the phase change when changing from T to kT
k is expressed by Equation 28. Note that | r k | is represented by the equation 29.

【0065】[0065]

【数28】 [Equation 28]

【0066】[0066]

【数29】 [Equation 29]

【0067】|rk-1 |は|rk |にほぼ等しいとみな
せ、θk が小さいときはθk はsinθk にほぼ等しい
とみなせるから、したがって、位相変化θk は数30で
表わされる。
[0067] | r k-1 | is | r k | regarded as substantially equal to, the theta k when theta k is small because regarded as substantially equal to sin [theta k, therefore, the phase change theta k is represented by the number 30 .

【0068】[0068]

【数30】 [Equation 30]

【0069】再び図5を参照して、上記の合成ベクトル
は同相成分xk (θ)及び直交成分yk (θ)を備えて
おり、同相成分xk (θ)は第1の遅延器43、第1の
二乗器44、及び第1の乗算器45に与えられる。一
方、直交成分yk (θ)は第2遅延器46、第2の二乗
器47、及び第2の乗算器48に与えられる。第1及び
第2の遅延器43及び46は入力信号に対して予め定め
られた時間の遅延(例えば、シンボル周期Tの遅延)を
与える。この結果、第1及び第2の遅延器43及び46
はそれぞれ遅延同相成分xk-1 (θ)及び遅延直交成分
k-1 (θ)を出力する。そして、これら遅延同相成分
k-1 (θ)及び遅延直交成分yk-1 (θ)はそれぞれ
第2の乗算器48及び第1の乗算器45に与えられる。
Referring again to FIG. 5, the above composite vector has an in-phase component x k (θ) and a quadrature component y k (θ), and the in-phase component x k (θ) is the first delay unit 43. , The first squarer 44, and the first multiplier 45. On the other hand, the quadrature component y k (θ) is given to the second delay device 46, the second squarer 47, and the second multiplier 48. The first and second delay units 43 and 46 give a delay of a predetermined time (for example, a delay of the symbol period T) to the input signal. As a result, the first and second delay devices 43 and 46
Respectively outputs a delayed in-phase component x k-1 (θ) and a delayed quadrature component y k-1 (θ). Then, the delay in-phase component x k-1 (θ) and the delay quadrature component y k-1 (θ) are given to the second multiplier 48 and the first multiplier 45, respectively.

【0070】第1の乗算器45では同相成分xk (θ)
と遅延直交成分yk-1 (θ)とを乗算して第1の乗算成
分xk (θ)yk-1 (θ)を得る。第2の乗算器48で
は直交成分yk (θ)と遅延同相成分xk-1 (θ)とを
乗算して第2の乗算成分xk-1 (θ)yk (θ)を得
る。第1の二乗器44は同相成分xk (θ)を二乗して
第1の二乗成分xk 2 (θ)を求める。同様にして、第
2の二乗器47では直交成分yk (θ)を二乗して第2
の二乗成分yk 2 (θ)を求める。
In the first multiplier 45, the in-phase component x k (θ)
And the delay orthogonal component y k-1 (θ) are multiplied to obtain a first multiplication component x k (θ) y k-1 (θ). The second multiplier 48 multiplies the quadrature component y k (θ) and the delayed in-phase component x k-1 (θ) to obtain the second multiplication component x k-1 (θ) y k (θ). The first squarer 44 squares the in-phase component x k (θ) to obtain the first squared component x k 2 (θ). Similarly, in the second squarer 47, the orthogonal component y k (θ) is squared to generate the second component.
The squared component y k 2 (θ) of is obtained.

【0071】減算器49は第2の乗算成分xk-1 (θ)
k (θ)から第1の乗算成分xk(θ)yk-1 (θ)
を減算して減算成分{xk-1 (θ)yk (θ)−x
k (θ)yk-1 (θ)}を求める。一方、加算器50で
は第1の二乗成分xk 2 (θ)と第2の二乗成分yk 2
(θ)とを加算して加算成分{xk 2 (θ)+y
k 2 (θ)}を求める。そして、これら減算成分及び加
算成分は位相変化算出部51に与えられる。
The subtractor 49 receives the second multiplication component x k-1 (θ)
From y k (θ) to the first multiplication component x k (θ) y k-1 (θ)
To subtract the subtraction component {x k-1 (θ) y k (θ) −x
k (θ) y k-1 (θ)} is obtained. On the other hand, in the adder 50, the first square component x k 2 (θ) and the second square component y k 2
(Θ) and the addition component {x k 2 (θ) + y
Find k 2 (θ)}. Then, the subtraction component and the addition component are provided to the phase change calculation unit 51.

【0072】位相変化算出部51では数30に基づいて
位相変化θk を求める(ステップ5)。この位相変化θ
k は平均値算出部52に与えられ、平均値算出部52で
は位相基準の1シンボルあたりの回転量の平均θAVG
数31に基づいて求める(ステップ6)。
The phase change calculator 51 obtains the phase change θ k based on the equation 30 (step 5). This phase change θ
k is given to the average value calculation unit 52, and the average value calculation unit 52 obtains the average θ AVG of the rotation amount per symbol of the phase reference based on the equation 31 (step 6).

【0073】[0073]

【数31】 [Equation 31]

【0074】この平均θAVG は周波数誤差算出部53に
与えられ、周波数誤差算出部53ではθAVG /2π[r
ad/2π]をT(1シンボル時間)[sec]で除算
することによって搬送波と基準波との周波数誤差を求め
られる(ステップ7)。そして、この周波数誤差は周波
数誤差信号として出力される。
This average θ AVG is given to the frequency error calculation unit 53, and in the frequency error calculation unit 53, θ AVG / 2π [r
The frequency error between the carrier wave and the reference wave can be obtained by dividing [ad / 2π] by T (1 symbol time) [sec] (step 7). Then, this frequency error is output as a frequency error signal.

【0075】上述の実施例では、合成ベクトルを求める
際、回転後のベクトル成分を平均して合成ベクトルを求
めるようにしたが、回転後のベクトル成分の加算のみを
行って(サンプル数で除算しないで)合成ベクトルを求
めるようにしてもよい。
In the above embodiment, when the combined vector is obtained, the rotated vector components are averaged to obtain the combined vector, but only the rotated vector components are added (not divided by the number of samples. Alternatively, the combined vector may be obtained.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では受信側
で周波数誤差検出用信号を受信してこの周波数誤差検出
用信号を基準波で直交検波して得られる信号ベクトルを
そのシンボルレートに等しいサンプリングレートでサン
プリング量子化して信号ベクトルの位相変化が合計で2
πラジアンとなるシンボル数の信号ベクトルを用い合成
ベクトルを得、この合成ベクトルを用いて搬送波と基準
波との周波数誤差を検出するようにしたから、A/D変
換器のオフセットを除去できるばかりでなく雑音の影響
を低減することができる。その結果、周波数誤差を正確
に検出できるという効果がある。
As described above, in the present invention, the signal vector obtained by receiving the frequency error detection signal on the receiving side and orthogonally detecting the frequency error detection signal with the reference wave is equal to the symbol rate. Sampling and quantizing at the sampling rate, the total phase change of the signal vector is 2
Since the composite vector is obtained by using the signal vector of the number of symbols of π radian and the frequency error between the carrier wave and the reference wave is detected by using the composite vector, the offset of the A / D converter can be removed only. It is possible to reduce the influence of noise. As a result, there is an effect that the frequency error can be accurately detected.

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

【図1】本発明による周波数誤差検出装置の一実施例を
説明するための流れ図である。
FIG. 1 is a flow chart for explaining an embodiment of a frequency error detecting device according to the present invention.

【図2】周波数誤差検出に用いられる装置を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an apparatus used for frequency error detection.

【図3】信号ベクトルの回転を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining rotation of a signal vector.

【図4】従来の周波数誤差検出装置を説明するため流れ
図である。
FIG. 4 is a flow chart for explaining a conventional frequency error detection device.

【図5】本発明による周波数誤差検出装置の一実施例を
示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a frequency error detection device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 直交検波器 34,35 A/D変換器 38 デジタルシグナルプロセッサ 31 quadrature detector 34, 35 A / D converter 38 digital signal processor

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 デジタル角度変調によって変調された変
調信号を伝送路を介して受け、該変調信号を基準波を用
いて直交検波を行う直交検波器とともに用いられ、前記
変調信号の搬送波と前記基準波との周波数誤差を検出す
るための周波数誤差検出装置であって、前記変調信号と
して1シンボル時間あたりの信号ベクトルの位相変化が
等しい信号系列で変調された周波数差検出用信号が用い
られ、前記基準波で前記周波数差検出用信号を直交検波
して得られる第1の信号ベクトルを予め定められたサン
プリングレートでサンプリング量子化して量子化信号ベ
クトルを得るA/D変換手段と、該量子化信号ベクトル
を予め定められた個数合成して合成ベクトルを得る合成
手段と、該合成ベクトルの位相変化と予め定められた第
2の信号ベクトルの位相変化との差を求め、該位相変化
の差に基づいて前記周波数誤差を求める周波数誤差検出
手段とを有することを特徴とする周波数誤差検出装置。
1. A quadrature detector for receiving a modulated signal modulated by digital angle modulation through a transmission line and performing quadrature detection of the modulated signal using a reference wave, and the carrier of the modulated signal and the reference. A frequency error detection device for detecting a frequency error with a wave, wherein the modulation signal is a frequency difference detection signal that is modulated by a signal series in which the phase change of a signal vector per symbol time is equal, A / D conversion means for obtaining a quantized signal vector by sampling and quantizing a first signal vector obtained by quadrature detection of the frequency difference detection signal with a reference wave, and the quantized signal Combining means for obtaining a combined vector by combining a predetermined number of vectors, and a phase change of the combined vector and a predetermined second signal vector A frequency error detecting device, comprising: a frequency error detecting unit that obtains a difference from the phase change and obtains the frequency error based on the difference between the phase changes.
【請求項2】 請求項1に記載された周波数誤差検出装
置において、前記予め定められたサンプリングレートは
前記周波数差検出用信号のシンボルレートと等しいこと
を特徴とする周波数誤差検出装置。
2. The frequency error detecting device according to claim 1, wherein the predetermined sampling rate is equal to the symbol rate of the frequency difference detecting signal.
【請求項3】 請求項2に記載された周波数誤差検出装
置において、前記第2の信号ベクトルは前記搬送波で前
記周波数差検出用信号を直交検波したと仮定して得られ
る信号であることを特徴とする周波数誤差検出装置。
3. The frequency error detection device according to claim 2, wherein the second signal vector is a signal obtained by assuming that the frequency difference detection signal is orthogonally detected by the carrier wave. And a frequency error detector.
【請求項4】 請求項2に記載された周波数誤差検出装
置において、前記予め定められた個数は前記第1の信号
ベクトルの位相変化が2πラジアンとなるシンボル数で
あることを特徴とする周波数誤差検出装置。
4. The frequency error detecting apparatus according to claim 2, wherein the predetermined number is the number of symbols such that the phase change of the first signal vector becomes 2π radians. Detection device.
【請求項5】 請求項4に記載された周波数誤差検出装
置において、前記合成手段は、前記量子化信号ベクトル
を前記第2の信号ベクトルの位相分だけ時計回りに回転
させ回転ベクトルを得る回転手段と、該回転ベクトルを
前記予め定められた個数で平均して前記合成ベクトルと
する平均手段とを有することを特徴とする周波数誤差検
出装置。
5. The frequency error detecting device according to claim 4, wherein the synthesizing means rotates the quantized signal vector clockwise by the phase of the second signal vector to obtain a rotation vector. And an averaging means for averaging the rotation vectors by the predetermined number to obtain the composite vector.
【請求項6】 請求項5に記載された周波数誤差検出装
置において、前記周波数誤差検出手段は、前記合成ベク
トルと前記第2の信号ベクトルとの位相変化差を検出し
て位相変化差検出信号を送出する位相変化差検出手段
と、該位相変化差検出信号に基づいて前記合成ベクトル
と前記第2信号ベクトルとの位相差を算出する位相差算
出手段と、該位相差に基づいて前記周波数誤差を算出す
る周波数誤差算出手段とを有することを特徴とする周波
数誤差検出装置。
6. The frequency error detecting device according to claim 5, wherein the frequency error detecting means detects a phase change difference between the combined vector and the second signal vector and outputs a phase change difference detection signal. Phase change difference detection means for sending, phase difference calculation means for calculating the phase difference between the combined vector and the second signal vector based on the phase change difference detection signal, and the frequency error based on the phase difference. A frequency error detecting device comprising: a frequency error calculating means for calculating.
【請求項7】 請求項5に記載された周波数誤差検出装
置において、前記周波数差検出用信号として1シンボル
時間の位相変化がπ/2又は−π/2である信号系列で
変調された信号が用いられ、前記予め定められた個数は
4シンボル毎であることを特徴とする周波数誤差検出装
置。
7. The frequency error detection device according to claim 5, wherein the frequency difference detection signal is a signal modulated with a signal sequence in which a phase change of 1 symbol time is π / 2 or −π / 2. A frequency error detecting device used, wherein the predetermined number is every 4 symbols.
【請求項8】 請求項7に記載された周波数誤差検出装
置において、前記デジタル角度変調としてGMSK変調
を用いることを特徴とする周波数誤差検出装置。
8. The frequency error detecting device according to claim 7, wherein GMSK modulation is used as the digital angle modulation.
JP29162693A 1992-11-25 1993-11-22 Frequency error detector Expired - Lifetime JP2705542B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4879319B2 (en) * 2007-02-19 2012-02-22 三菱電機株式会社 Frequency measuring device

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