JPH06350663A - 位相制御装置 - Google Patents

位相制御装置

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JPH06350663A
JPH06350663A JP5159952A JP15995293A JPH06350663A JP H06350663 A JPH06350663 A JP H06350663A JP 5159952 A JP5159952 A JP 5159952A JP 15995293 A JP15995293 A JP 15995293A JP H06350663 A JPH06350663 A JP H06350663A
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JP
Japan
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frequency offset
phase
power
known symbol
phase control
Prior art date
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Pending
Application number
JP5159952A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Hiramatsu
勝彦 平松
Kazunori Igai
和則 猪飼
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5159952A priority Critical patent/JPH06350663A/ja
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数オフセット値を受信状態によらず安定
して検出することができる位相制御装置を提供する。 【構成】 受信した既知シンボルの位相情報に基づいて
周波数オフセット値を検出する周波数オフセット検出手
段7を備えた位相制御装置において、受信した既知シン
ボルのパワーを検出するパワー検出手段9と、検出され
たパワーが設定値の範囲に入るとき、受信した既知シン
ボルの位相情報に基づいて周波数オフセット検出手段7
が検出した周波数オフセット値を位相制御出力として選
択し、パワーが設定値の範囲を外れたとき、前回出力し
た周波数オフセット値を位相制御出力として選択する選
択手段10とを設けている。受信した既知シンボルのパワ
ーが設定値の範囲から外れるときは、受信状態が悪いと
推定されるので、周波数オフセット値の更新は行なわ
ず、既知シンボルのパワーが設定値の範囲に入るときだ
け更新する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直交振幅変調方式等の
通信において、受信信号の位相のずれを検出して周波数
オフセットを取除く位相制御装置に関し、特に、受信状
態が悪いときでも、取除くべき周波数オフセット量を適
切に設定することができるように構成したものである。
【0002】
【従来の技術】デジタル変調方式として直交振幅変調方
式を採る通信では、送信側において、π/2の位相差を
持つ二つの搬送波を、多値の振幅を有するベースバンド
信号で搬送波抑圧AM変調し、それらをベクトル合成し
て送信する。
【0003】一方、受信側では、受信信号を直交検波し
て、同相成分と直交成分との2系列のパルス列を取り出
し、それらの成分の組合せによって表わされる多値を復
号する。
【0004】例えば、16QAM(直交振幅変調)の場
合では、同相成分と直交成分との一つの組合せが、
(0、0、0、0)から(1、1、1、1)に至る16
通りの4値を備えたシンボルの一つを表わしている。
【0005】こうした通信方式は、周波数帯域の有効利
用を図ることができる反面、送信側の変調と受信側の復
調との間で僅かな位相誤差が生じた場合にも伝送される
データに誤りが生じることになり、受信側における位相
制御が極めて重要になる。
【0006】そこで、従来の方式では、送信側が、送信
するデータ中の各所に予め決められた既知のシンボル列
を挿入し、受信側の位相制御装置が、この既知シンボル
列の位相のずれ(周波数オフセット)を検出することに
よって、受信データの補正に必要な周波数オフセット量
を決めている。
【0007】従来の受信装置は、図7に示すように、ア
ンテナ1と、受信信号から特定周波数の信号を抽出する
受信機2と、抽出した信号を直交検波して同相成分およ
び直交成分の信号を取出す直交検波器3と、取出した各
成分の信号をデジタル信号に変換するA/D変換器4
と、それらのデジタル信号を記憶するメモリA5と、記
憶されたデジタル信号の位相ずれを補正する周波数オフ
セット補正回路13と、補正された同相成分および直交成
分の受信データによって多値を復号する復号回路14とを
具備している。
【0008】そして、周波数オフセット補正回路13のオ
フセット値を制御する位相制御装置は、メモリA5に蓄
えられた受信データの既知シンボル列から受信信号の位
相を計算する位相計算器6と、既知シンボルに対応する
位相を記憶しているメモリB8と、位相計算器6で計算
された位相とメモリB8に記憶された位相とを比較して
周波数オフセット値を算出する周波数オフセット計算回
路7とを備えており、周波数オフセット補正回路13は、
周波数オフセット計算回路7で算出された周波数オフセ
ット値を用いてメモリA5に記憶された受信データを補
正する。
【0009】この受信部は、送信側が、図5に示すよう
に、通常の送信データ22の他に、N個の既知のシンボル
21を表わすデータを送信すると、これらのデータを直交
検波器3で検波して同相成分と直交成分とのデータに分
離し、A/D変換器4でデジタル・データに変換した
後、メモリA5に蓄える。
【0010】位相制御装置の位相計算器6は、メモリA
5に蓄えられている、受信した各既知シンボルの同相成
分と直交成分とを用いて、数式1によって、その信号の
位相を求める。
【0011】 φ(i)=tan-1Q(i)/I(i) (1) ただし、I(i):受信信号の同相成分(I−ch) Q(i):受信信号の直交成分(Q−ch) φ(i):受信位相 各既知シンボルの受信位相を、各既知シンボルの受信時
間を横軸に取って時系列で表わすと、図6(a)における
線23のように表示できる。
【0012】この求められた既知シンボルの受信位相の
系列は、周波数オフセット計算回路7に送られる。
【0013】周波数オフセット計算回路7は、位相計算
器6から得た受信位相の系列と、予めメモリBに蓄えら
れている各既知シンボルに対応する受信位相の系列(こ
れは図6(a)の線24として表わすことができる)との差
を求め(図6(b)の線25として表わせる)、差の傾きか
ら周波数オフセット値θを求める。
【0014】得られた周波数オフセット値θは、周波数
オフセット補正回路13に入力され、周波数オフセット補
正回路13では、この周波数オフセット値θを用いて、メ
モリA5に蓄えられている受信データ(I(t)、Q
(t))を次の数式2によって補正する。
【数2】 そして、復号回路14は、補正された受信データ(I'
(t)、Q'(t))を用いて多値を復号する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の位相制
御装置は、既知のシンボルの受信状態が悪い場合に、周
波数オフセットの検出に誤りを生じ易い。具体的には、
受信レベルの非常に高い時には入力信号が歪み、また、
受信レベルが低い時にはS/Nが悪化するが、こうした
状態の下で行なわれた周波数オフセット値の検出には誤
差が含まれる。そして、位相制御装置による位相制御
が、この誤った周波数オフセット値を用いて行なわれる
ため、受信装置の復号性能が劣化する。
【0016】本発明は、こうした問題点を解決するもの
であり、周波数オフセット値を受信状態によらず安定し
て検出することができる位相制御装置を提供することを
目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、受
信した既知シンボルの位相情報に基づいて周波数オフセ
ット値を検出する周波数オフセット検出手段を備えた位
相制御装置において、受信した既知シンボルのパワーを
検出するパワー検出手段と、検出されたパワーが設定値
の範囲に入るとき、この受信した既知シンボルの位相情
報に基づいて周波数オフセット検出手段が検出した周波
数オフセット値を位相制御出力として選択し、パワーが
設定値の範囲を外れたとき、前回出力した周波数オフセ
ット値を位相制御出力として選択する選択手段とを設け
ている。
【0018】また、この選択手段によって選択された周
波数オフセット値を用いて、受信データから周波数オフ
セットを取除く動作をする周波数オフセット補正手段を
制御している。
【0019】また、この選択手段によって選択された周
波数オフセット値を用いて、受信信号を直交検波する直
交検波手段の周波数を制御している。
【0020】
【作用】そのため、受信した既知シンボルのパワーが設
定値の範囲から外れるときは、受信状態が悪いと推定さ
れるので、周波数オフセット値の更新は行なわず、前回
の周波数オフセット値をそのまま使用する。一方、既知
シンボルのパワーが設定値の範囲に入るときは、受信状
態が良好であると推定されるので、受信した既知シンボ
ルのデータから求めた周波数オフセット値を位相制御出
力とする。
【0021】この位相制御出力を用いて、周波数オフセ
ット補正手段または直交検波手段を制御することによ
り、受信状態に影響されず、安定して受信信号の周波数
オフセットを取り除くことができる。
【0022】
【実施例】(第1実施例)本発明の実施例における位相
制御装置は、図1に示すように、既知シンボルのパワー
(同相成分および直交成分の2乗和)を検出するパワー
検出回路9と、前回の周波数オフセット値を記憶するメ
モリC11と、出力すべき周波数オフセット値をパワー検
出回路9の値に基づいて選択する周波数オフセット選択
回路10とを備えている。その他の構成は、従来の位相制
御装置(図7)と変わりが無い。
【0023】この位相制御装置では、パワー検出回路9
が、送信側から送信されたデータ(図5)に含まれる既
知シンボル21のパワーを計算する。パワー検出回路9
は、メモリA5に蓄えられている各既知シンボルの受信
データの同相成分と直交成分とを用いて、数式3によ
り、既知シンボルの1シンボル毎のパワーを求めた後、
数式4により、全シンボル(Nシンボル)についてのパ
ワーの平均を求める。 P(i)=I(i)2+O(i)2 (3)
【数4】 パワー検出回路9は、このようにして求めた既知シンボ
ルのパワーを周波数オフセット選択回路10に入力する。
【0024】また、周波数オフセット計算回路7は、従
来の装置と同じ手順で周波数オフセット値θを計算す
る。
【0025】周波数オフセット選択回路10は、パワー検
出回路9から既知のシンボルのパワーを示すデータが入
力されると、以下の判定則に従って、周波数オフセット
の値を、周波数オフセット計算回路7の計算した値また
はメモリC11に記憶された前回設定した周波数オフセッ
ト値のいずれかに決定する。但し、判定則中の既定値1
および既定値2は、既定値1>既定値2>0の関係を有
し、これらの具体的数値は、各種試験を通じて設定す
る。
【0026】(判定則1)既知シンボルのパワーが既定
値1よりも大きい場合は、メモリC11に蓄えられている
前回の周波数オフセット推定値を選ぶ。 (判定則2)既知シンボルのパワーが既定値2よりも小
さい場合は、メモリC11に蓄えられている前回の周波数
オフセット推定値を選ぶ。 (判定則3)判定則1、判定則2以外のときは、周波数
オフセット計算回路7が今回計算した周波数オフセット
値を選ぶ。
【0027】周波数オフセット選択回路10で選択された
周波数オフセット値は、位相制御出力として出力され、
同時に、メモリC11に蓄えられる。
【0028】このように実施例の位相制御装置では、受
信信号のパワーによって受信状態を推定し、受信状態が
悪い場合には周波数オフセット値の更新を行なわず、受
信状態が良好な場合にのみ周波数オフセット値を更新す
る。そのため、この位相制御装置による位相制御は、受
信状態によらず安定したものとなる。
【0029】また、図2では、周波数オフセット選択回
路10が選択した周波数オフセット値θを用いて受信装置
の周波数オフセット補正回路13を制御する場合について
示している。周波数オフセット補正回路13は、メモリA
5に蓄えられた受信データを、前記周波数オフセット値
θを用いて、数式2によって周波数回転し、周波数オフ
セットを取り除く。
【0030】(第2実施例)第2実施例では、第1実施
例の位相制御装置を用いて受信装置の直交検波器の特性
を制御することによって受信信号の周波数オフセットを
取り除いている。
【0031】この装置は、図3に示すように、周波数オ
フセット選択回路10の出力をアナログ信号に変換して直
交検波器3に入力するD/A変換器12を備えており、ま
た、直交検波器3は、図4に示すように、受信信号から
同相成分を同期検波する乗算器32と、直交成分を同期検
波する乗算器31と、乗算器31に加える搬送波周波数の位
相をπ/2進める位相器35と、検波出力から高周波成分
を取り除く低域通過フィルタ33、34と、D/A変換器12
から出力された信号に応じて乗算器32および位相器35に
供給する発振周波数を変える電圧制御発振器(VCX
O)36とを備えている。
【0032】この装置では、周波数オフセット選択回路
10の出力する周波数オフセット値がD/A変換器12でア
ナログ信号に変換され、このアナログ信号によって電圧
制御発振器36の発振周波数が制御され、制御された発振
周波数を用いて直交検波器3が入力信号の直交検波を行
なう。従って、直交検波器3からは、周波数オフセット
の除かれた同相成分および直交成分が出力される。
【0033】これらの受信信号の各成分は、A/D変換
器4によりデジタル信号に変換された後、メモリA5に
蓄えられ、次いで、復号回路14において復号される。
【0034】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の位相制御装置は、受信状態が悪いときで
も、安定して周波数オフセットの検出を行ない、確かな
周波数オフセット値を出力し、受信状態に惑わされずに
位相制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における位相制御装置の構
成を示すブロック図、
【図2】第1実施例の装置を周波数オフセット補正回路
の制御に用いたブロック図、
【図3】本発明の第2実施例における位相制御装置の構
成を示すブロック図、
【図4】第2実施例の装置における直交検波器の構成を
示すブロック図、
【図5】送信データのデータ構成を示す図、
【図6】周波数オフセットの計算の仕方を説明する図、
【図7】従来の位相制御装置の構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 受信アンテナ 2 受信機 3 直交検波器 4 A/D変換器 5、8、11 メモリ 6 位相計算器 7 周波数オフセット計算回路 9 パワー検出回路 10 周波数オフセット選択回路 12 D/A変換器 13 周波数オフセット補正回路 14 復号回路 21 既知シンボル 22 通常データ 23 既知シンボルの受信位相列 24 予め蓄えられた既知シンボルの位相列 25 既知シンボルの受信位相列と蓄えられた位相列との
差 31、32 乗算器 33、34 低域通過フィルタ 35 位相器 36 電圧制御発振器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信した既知シンボルの位相情報に基づ
    いて周波数オフセット値を検出する周波数オフセット検
    出手段を備えた位相制御装置において、 受信した既知シンボルのパワーを検出するパワー検出手
    段と、 検出された前記パワーが設定値の範囲に入るとき、前記
    受信した既知シンボルの位相情報に基づいて前記周波数
    オフセット検出手段が検出した周波数オフセット値を位
    相制御出力として選択し、前記パワーが設定値の範囲を
    外れたとき、前回出力した周波数オフセット値を位相制
    御出力として選択する選択手段とを設けたことを特徴と
    する位相制御装置。
  2. 【請求項2】 前記選択手段によって選択された周波数
    オフセット値を用いて、受信データから周波数オフセッ
    トを取り除く動作をする周波数オフセット補正手段を制
    御することを特徴とする請求項1に記載の位相制御装
    置。
  3. 【請求項3】 前記選択手段によって選択された周波数
    オフセット値を用いて、受信信号を直交検波する直交検
    波手段の周波数を制御することを特徴とする請求項1に
    記載の位相制御装置。
JP5159952A 1993-06-07 1993-06-07 位相制御装置 Pending JPH06350663A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08288974A (ja) * 1995-04-12 1996-11-01 Marantz Japan Inc 多値qam復調装置
JP2002247126A (ja) * 2001-02-20 2002-08-30 Fujitsu General Ltd ディジタル復調装置
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