JPH07143197A - Receiver for digital signal - Google Patents

Receiver for digital signal

Info

Publication number
JPH07143197A
JPH07143197A JP5311230A JP31123093A JPH07143197A JP H07143197 A JPH07143197 A JP H07143197A JP 5311230 A JP5311230 A JP 5311230A JP 31123093 A JP31123093 A JP 31123093A JP H07143197 A JPH07143197 A JP H07143197A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
instantaneous
detection circuit
circuit
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5311230A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3313216B2 (en
Inventor
Seishichi Kishi
政七 岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP31123093A priority Critical patent/JP3313216B2/en
Publication of JPH07143197A publication Critical patent/JPH07143197A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3313216B2 publication Critical patent/JP3313216B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To receive a digital signal correctly even when frame synchronization is not correctly taken by obtaining digital information being received information based on an instantaneous phase or the relation of instantaneous phases of preceding and succeeding frames at a discrimination circuit. CONSTITUTION:The receiver is provided with a receiver 40 demodulating a reception signal to obtain a base band signal, a reception filter 41 forming a matched filter corresponding to a sender filter, a phase detection circuit 42 connecting to an output of the reception filter 41 and a discrimination circuit (DECODER) 43 providing an output of digital information based on the phase detected by the phase detection circuit 42. Then the phase detection circuit 42 uses an instantaneous spectrum analysis means to detect the instantaneous phase of a demodulated base band signal, and the discrimination circuit 43 obtains digital information being received information based on the detected instantaneous phase or the relation of instantaneous phases of preceding and succeeding frames. That is, the phase detection circuit (PHASE DETECTOR) 42 is formed by using an instantaneous spectrum analysis means such as an ST-DFT.

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、ディジタル信号の受信
装置に関し、特に移動体通信のごとき伝送特性が時間と
ともに変動するような場合でも正常にディジタル信号を
受信可能とする受信装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital signal receiving apparatus, and more particularly to a receiving apparatus which can normally receive a digital signal even when transmission characteristics such as mobile communication change with time.

【0002】通信の多様化は「何時でも、何処でも、誰
とでも」通信できる機能に加え、いかなるメディアにも
対応するためディジタル情報を正確に伝送できる機能が
要求されるようになった。
With the diversification of communication, in addition to the function of "anytime, anywhere, with anyone", a function of accurately transmitting digital information has been required in order to support any medium.

【0003】このため種々のディジタル伝送技術や伝送
路特性の自動等価技術等が提供され、アナログ情報と同
様にディジタル情報を伝送できるようになってきた。し
かし、移動体通信のように伝送路特性が時間とともに急
激に変動する場合には十分に対応できないか、対応が可
能としても経済的に有利でないという問題が残されてい
る。
Therefore, various digital transmission techniques and techniques for automatically equalizing transmission line characteristics have been provided, and digital information can be transmitted in the same manner as analog information. However, there remains a problem that, when the transmission path characteristics drastically fluctuate with time as in mobile communication, it is not possible to sufficiently cope with it, or even if it is possible, it is not economically advantageous.

【0004】したがって、経済的に且つ効果的にディジ
タル通信ができるシステムの提供が望まれている。
Therefore, it is desired to provide a system capable of economical and effective digital communication.

【0005】[0005]

【従来の技術】図5は、一般的なディジタル通信の受信
装置構成のブロック図である。かかる受信装置に対し、
送信側からは、ディジタル情報でベースバンドキャリア
信号を位相変調したベースバンド信号が適切な送信フィ
ルタを通された後、光あるいは電磁波の周波数に変調さ
れ任意な伝送路を通して送信される。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of the configuration of a general digital communication receiver. For such a receiving device,
From the transmission side, a baseband signal obtained by phase-modulating a baseband carrier signal with digital information is passed through an appropriate transmission filter, then modulated to the frequency of light or electromagnetic waves, and transmitted through an arbitrary transmission path.

【0006】送信された信号は、図5のごとき受信装置
において受信され、適切な受信機(RX) 40で復調され
る。復調され得られたベースバンド信号は、送信フィル
タに対応するマッチドフィルタシステムを構成する受信
フィルタ(REC FIL)41に入力される。
The transmitted signal is received by the receiving device as shown in FIG. 5 and demodulated by an appropriate receiver (RX) 40. The demodulated and obtained baseband signal is input to a reception filter (REC FIL) 41 which constitutes a matched filter system corresponding to the transmission filter.

【0007】ベースバンド信号は、この受信フィルタ
(REC FIL)41により伝送路上で混入する雑音や歪みを
抑圧され、次いで位相検出回路(PHASE DETECTOR)42
に入力される。この位相検出回路(PHASE DETECTOR)4
2において、受信ベースバンド信号のフレーム毎の位相
が求められる。
The reception filter (REC FIL) 41 suppresses the baseband signal from noise and distortion mixed in on the transmission path, and then the phase detection circuit (PHASE DETECTOR) 42.
Entered in. This phase detection circuit (PHASE DETECTOR) 4
In 2, the phase of each frame of the received baseband signal is obtained.

【0008】そして、続く判断回路(DECODER)43でフ
レーム毎の位相値あるいは、前後のフレームの位相値と
の、所定の演算または関数関係により定まる値からフレ
ーム期間に割り当てられた送信ディジタル情報を判断
し、この判断したディジタル情報から受信ディジタル信
号が求められる。
Then, the subsequent decision circuit (DECODER) 43 decides the transmission digital information assigned to the frame period from the phase value of each frame or the value determined by a predetermined calculation or functional relationship with the phase values of the preceding and following frames. Then, the received digital signal is obtained from the determined digital information.

【0009】更に、従来の受信装置における位相検出回
路(PHASE DETECTOR)42と判断回路(DECODER)43の
詳細構成例をそれぞれ図6、図7に基づいて説明する。
以下説明を簡単化するためにディジタル伝送システムと
して、π/4-Shifted DQPSK( 以下単にDQPSK と言う)
を例にとり説明するが、他の方式も同様であり、容易に
類推可能であるので説明は省略する。
Further, detailed configuration examples of the phase detection circuit (PHASE DETECTOR) 42 and the determination circuit (DECODER) 43 in the conventional receiver will be described with reference to FIGS. 6 and 7, respectively.
A π / 4-Shifted DQPSK (hereinafter simply referred to as DQPSK) is used as a digital transmission system to simplify the following description.
Will be described as an example, but other systems are the same and can be easily inferred, so the description is omitted.

【0010】図6は、位相検出回路(PHASE DETECTOR)
42に対応する構成ブロック図であり、フレーム毎の位
相を検出するための基本的構成としてDFT(Discrete
Fourier Transform) を使用している。
FIG. 6 shows a phase detection circuit (PHASE DETECTOR).
42 is a block diagram of a configuration corresponding to No. 42 as a basic configuration for detecting the phase for each frame.
Fourier Transform) is used.

【0011】受信フィルタ(REC FIL)41の出力であ
り、位相検出回路(PHASE DETECTOR)42に入力するベ
ースバンド信号Inと、PLL回路431からの、位相
差φを含む周波数ωの信号cos(ωt+φ) 及びそれをπ/
2位相器423で90度位相推移した信号sin(ωt+φ)
との積がそれぞれ乗算器420及び421で実行され
る。更に、これらの出力がそれぞれフレーム期間分、累
算器424、425で累算される。
The output of the reception filter (REC FIL) 41, which is the baseband signal In input to the phase detection circuit (PHASE DETECTOR) 42, and the signal cos (ωt of the frequency ω from the PLL circuit 431, which includes the phase difference φ. + φ) and π /
Signal sin (ωt + φ) whose phase is shifted by 90 degrees in the 2-phase shifter 423
The products of and are performed in multipliers 420 and 421, respectively. Further, these outputs are accumulated in accumulators 424 and 425 for the frame period, respectively.

【0012】かかる積和の実行によりベースバンド信号
のI成分(0度成分)とQ成分(90度成分)が求ま
る。次いでI成分とQ成分から演算回路426で tan-1
(I/Q)を求め、フレーム位相を求める。この求められた
フレーム位相は、判断回路(DECODER) 43に導かれ、デ
ィジタル情報に戻される。
By executing the sum of products, the I component (0 degree component) and the Q component (90 degree component) of the baseband signal are obtained. Next, from the I component and the Q component, tan -1 is calculated by the arithmetic circuit 426.
(I / Q) is calculated and the frame phase is calculated. The obtained frame phase is guided to the decision circuit (DECODER) 43 and returned to digital information.

【0013】更に図6において、427は、I成分とQ
成分の電力比を検出する電力比検出回路であり、検出し
た電力比によりPLL回路431を制御する。
Further, in FIG. 6, 427 is an I component and Q.
A power ratio detection circuit that detects the power ratio of the components, and controls the PLL circuit 431 based on the detected power ratio.

【0014】また430は、フレーム抽出回路であり、
後に説明する判断回路(DECODER)43を構成する判定回
路(JUDGE) 435からのフレーム信号を検知し、これに
よりフレーム毎に累算器424、425をリセットす
る。
Reference numeral 430 is a frame extraction circuit,
The frame signal from the judgment circuit (JUDGE) 435 which constitutes the judgment circuit (DECODER) 43 described later is detected, and thereby the accumulators 424 and 425 are reset for each frame.

【0015】図7は、判断回路(DECODER)43の構成例
である。遅延回路(DELAY)432は、位相検出回路(PH
ASE DETECTOR)42からの出力に対し、1フレーム期間
分の遅延量を与える。
FIG. 7 shows a configuration example of the decision circuit (DECODER) 43. The delay circuit (DELAY) 432 is a phase detection circuit (PH
The delay amount for one frame period is given to the output from the ASE DETECTOR) 42.

【0016】演算回路(Σ)433は、位相検出回路
(PHASE DETECTOR)42からの入力位相信号と遅延回路
(DELAY)432で1フレーム期間分の遅延が与えられた
位相信号との差から2フレーム期間の位相差を算出す
る。
The arithmetic circuit (Σ) 433 receives two frames from the difference between the input phase signal from the phase detection circuit (PHASE DETECTOR) 42 and the phase signal delayed by one frame period by the delay circuit (DELAY) 432. Calculate the phase difference between the periods.

【0017】2π補正回路(CORRECTOR)434は、位相
差を正しく−360〜360度になるように、位相差の
値と符号に基づき訂正する。判定回路(JUDGE)435
は、2π補正回路(CORRECTOR)434の出力から予め送
信側で決めてある判断基準に従い、受信ディジタル情報
を00、01、10、11のダイビットのいずれかに判
定して対応づける。
A 2π correction circuit (CORRECTOR) 434 corrects the phase difference based on the value of the phase difference and the sign so that the phase difference is correctly -360 to 360 degrees. Judgment circuit (JUDGE) 435
Determines from the output of the 2π correction circuit (CORRECTOR) 434 the received digital information to any one of the dibits of 00, 01, 10 and 11 in accordance with the determination standard determined in advance on the transmission side, and associates it.

【0018】更に、ビット変換回路436は、判定回路
(JUDGE)435で判定されたダイビットを各ビットに変
換して直列ディジタル信号として出力する。
Further, the bit conversion circuit 436 converts the dibit judged by the judgment circuit (JUDGE) 435 into each bit and outputs it as a serial digital signal.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記した従来
の受信装置において、特に位相検出回路(PHASE DETECT
OR) 42において、I成分とQ成分から tan-1(I/Q) を
求めるか、あるいは符号を判断することで、フレーム位
相を求める処理において、積和期間は、非常に重要な意
味を持ち、少しでも正しい時間からズレが生ずれば、大
きな誤差を招く。このために適切なフレーム期間の抽出
が必要になる。
Here, in the above-mentioned conventional receiving apparatus, in particular, a phase detection circuit (PHASE DETECT) is used.
OR) 42, the sum of products period has a very important meaning in the process of obtaining the frame phase by obtaining tan -1 (I / Q) from the I component and the Q component or by determining the sign. , If a slight deviation from the correct time causes a big error. Therefore, it is necessary to extract an appropriate frame period.

【0020】しかし、実際には伝送路が例えば、市街地
の自由空間などでは、マルチパス伝送路となり、フレー
ム期間の抽出は事実上不可能に近く、情報伝送に直接に
は必要のない位相等化あるいは伝搬路推定等の等化操作
が必要になる。更に、伝搬路そのものが移動体通信では
変化してしまいフレーム期間の推定はほとんど不可能と
なる。
However, in practice, the transmission path becomes a multipath transmission path in a free space in an urban area, for example, and it is practically impossible to extract the frame period, and the phase equalization is not directly necessary for the information transmission. Alternatively, an equalization operation such as channel estimation is required. Moreover, the propagation path itself changes in mobile communication, making it almost impossible to estimate the frame period.

【0021】また、ベースバンドキャリアを想定する際
に生ずる位相誤差φは、フレーム期間が正しく抽出(即
ち、フレーム同期)が行われている場合には、IとQ信
号の電力比を最大に制御することで可能な限り小さい値
に抑えることができる。
The phase error φ generated when a baseband carrier is assumed is controlled to maximize the power ratio between the I and Q signals when the frame period is correctly extracted (that is, frame synchronization). By doing so, it is possible to keep the value as small as possible.

【0022】しかし、この場合であっても伝送特性が準
静的な時は可能であるが、比較的早い速度で伝送特性が
変化する時は、推定誤差は不可避であり、伝送誤差の原
因となる問題が存在している。
However, even in this case, when the transmission characteristic is quasi-static, it is possible, but when the transmission characteristic changes at a relatively high speed, the estimation error is unavoidable and causes the transmission error. There is a problem that becomes.

【0023】更に、デコーダ回路43の判定回路(JUDG
E)435において、受信ディジタル情報を00、01、
10、11のいずれかと判定する際に、位相差が判断基
準値の中央付近の値を採る場合がもっとも正しくフレー
ム同期とベースバンドキャリア信号を再生している場合
であり、位相差の値に基づきフレーム位相が制御され
る。
Further, the judgment circuit of the decoder circuit 43 (JUDG
E) In 435, the received digital information is 00, 01,
When determining either 10 or 11, the case where the phase difference takes a value near the center of the judgment reference value is the most correct case where the frame synchronization and the baseband carrier signal are reproduced, and based on the value of the phase difference. The frame phase is controlled.

【0024】実際、位相差が判断基準値に近づくように
変化した場合に、フレーム同期を僅かに進めたり、遅ら
せたりしてフレーム同期を修正していくが、フィードバ
ックシステムを構成する関係上フレーム同期を正しく採
ることは殆ど不可能に近く伝送エラーレートを低く抑え
ることが出来ない問題が存在していた。
Actually, when the phase difference changes so as to approach the judgment reference value, the frame synchronization is corrected by slightly advancing or delaying the frame synchronization. There is a problem that it is almost impossible to correctly take the above, and the transmission error rate cannot be kept low.

【0025】以上の事実から、フレーム内ベースバンド
信号をDFT処理することでディジタル受信していた従
来の方式では、フレームが極めて正しく再生されること
が前提であり、このため伝送誤りが生じる問題が存在し
ていた。また伝送路には、周波数特性の存在と種々の遅
延パスが存在し、正しくフレームを抽出することが不可
能である問題が存在していた。
From the above facts, in the conventional method in which digital reception is performed by subjecting the intra-frame baseband signal to DFT processing, it is premised that the frame is reproduced extremely correctly, which causes a problem of transmission error. Existed. In addition, there is a problem in that it is impossible to correctly extract a frame because the transmission path has frequency characteristics and various delay paths.

【0026】したがって、本発明は、伝送路が周波数特
性を有し且つマルチパス伝送路である場合であって、フ
レーム同期が正しく採れないような状況でも、正しくデ
ィジタル信号を受信可能とする受信装置を提供すること
を目的とする。
Therefore, according to the present invention, a receiver which can correctly receive a digital signal even when the transmission path has a frequency characteristic and is a multipath transmission path and the frame synchronization cannot be taken correctly. The purpose is to provide.

【0027】[0027]

【課題を解決するため手段】一定期間(フレーム)毎に
ベースバンドキャリア信号の位相を固定し、該固定した
位相又は、他のフレームの位相との関係をディジタル情
報に対応させて得られるベースバンド信号を変調し通信
する通信システムにおいて、本発明にしたがうディジタ
ル信号の受信装置は、受信信号を復調してベースバンド
信号を得る受信機と、送信側フィルタと対応するマッチ
ドフィルタを構成する受信フィルタとこの受信フィルタ
の出力に接続される位相検出回路及びこの位相検出回路
の検出位相から前記ディジタル情報を出力する判断回路
(DECODER)を有する。
A baseband obtained by fixing the phase of a baseband carrier signal for each fixed period (frame) and associating the fixed phase or the relationship with the phase of another frame with digital information. In a communication system that modulates and communicates signals, a digital signal receiving apparatus according to the present invention includes a receiver that demodulates a received signal to obtain a baseband signal, and a receiving filter that forms a matched filter corresponding to a transmitting filter. It has a phase detection circuit connected to the output of the reception filter and a judgment circuit (DECODER) for outputting the digital information from the detected phase of the phase detection circuit.

【0028】そして前記位相検出回路は、瞬時スペクト
ラム解析手段を用いて、前記復調したベースバンド信号
の瞬時位相を検出し、前記判断回路(DECODER)は、前記
検出した瞬時位相あるいは前後のフレームの瞬時位相と
の関係から受信情報であるディジタル情報を得るように
構成される。
Then, the phase detection circuit detects the instantaneous phase of the demodulated baseband signal using the instantaneous spectrum analysis means, and the decision circuit (DECODER) detects the instantaneous phase of the detected or the instantaneous value of the preceding and succeeding frames. It is configured to obtain digital information which is received information from the relationship with the phase.

【0029】又、本発明の1態様において、前記瞬時ス
ペクトラム解析手段は、ショートタイムDFT(ST−
DFT)または、一般化(generalized)ST−DFTの
瞬時スペクトラムを解析するものである。
Also, in one aspect of the present invention, the instantaneous spectrum analysis means is a short time DFT (ST-
DFT) or the generalized ST-DFT instantaneous spectrum is analyzed.

【0030】更に、別の態様では前記位相検出回路は、
前記瞬時スペクトラム解析手段を用いて、復調したベー
スバンド信号の瞬時位相を受信ベースバンド信号の概ね
中央時点において検出するように構成される。
Furthermore, in another aspect, the phase detection circuit comprises:
The instantaneous spectrum analysis means is used to detect the instantaneous phase of the demodulated baseband signal at about the center of the received baseband signal.

【0031】[0031]

【作用】ショートタイム(short time) DFT(以下S
T−DFTという)等の瞬時スペクトラム解析手段を用
いて復調したベースバンド信号の瞬時位相を検出するよ
うに構成される。
[Operation] Short time DFT (S
It is configured to detect the instantaneous phase of the demodulated baseband signal using an instantaneous spectrum analysis means such as T-DFT).

【0032】かかる瞬時スペクトラム解析手段を用いる
場合は、任意の時刻(n)の位相が求まるので、従来の
DFT形式とは異なり、フレームを抽出する必要はな
い。したがって、厳密なフレーム同期の必要性が解消さ
れる。
When such an instantaneous spectrum analyzing means is used, since the phase at an arbitrary time (n) can be obtained, it is not necessary to extract a frame unlike the conventional DFT format. Therefore, the need for strict frame synchronization is eliminated.

【0033】[0033]

【実施例】本発明は、先に説明した従来の受信装置構成
において、位相検出回路(PHASEDETECTOR) 42をST
−DFT等の瞬時スペクトラム解析手段を用いて構成す
ることに特徴を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention employs a phase detection circuit (PHASEDETECTOR) 42 in the ST configuration in the conventional receiver configuration described above.
-It is characterized in that it is configured by using an instantaneous spectrum analysis means such as DFT.

【0034】かかるST−DFTを用いた本発明にした
がう位相検出回路(PHASE DETECTOR) 42の実施例構成
を説明する前に、従来の構成と対比しながら、その原理
を説明する。
Before explaining the construction of the embodiment of the phase detection circuit (PHASE DETECTOR) 42 according to the present invention using such ST-DFT, the principle thereof will be explained in comparison with the conventional construction.

【0035】今、π/4−shifted DQPSKの信号x
(t) を次のように表す。 x(t)=Ik cos 2πfm t/T +Qk sin 2πfm t/ T
Now, the signal x of π / 4-shifted DQPSK x
(t) is expressed as follows. x (t) = I k cos 2πf m t / T + Q k sin 2πf m t / T

【0036】ここで、(k−1)T≦t≦kT,T=N
τであり又、τは、サンプル周波数の繰り返し数であ
る。
Here, (k-1) T≤t≤kT, T = N
τ and τ is the number of repetitions of the sampling frequency.

【0037】もし、受信装置の復調器で抽出されたキャ
リア周波数にθの位相差が存在すると、受信されたベク
トル値Ik は、数1のように与えられる。
If there is a phase difference of θ in the carrier frequency extracted by the demodulator of the receiving apparatus, the received vector value I k is given by the equation (1).

【0038】[0038]

【数1】 ここで、T=τNはフレーム長であり、1フレームにN
個のサンプル時刻が存在する。又、ベクトル値Qk は、
同様にして数2のように与えられる。
[Equation 1] Here, T = τN is the frame length, and N per frame
There are sample times. Also, the vector value Q k is
Similarly, it is given as in Equation 2.

【0039】[0039]

【数2】 数1及び数2に表されるように、θが0の時にベクトル
値Ik 、Qk の最大電力比が与えられる。この時、抽出
されるキャリアの位相は、IF帯に含まれる信号x(t)
のキャリアと同期する。したがって、数3の関係にな
る。
[Equation 2] As shown in Expressions 1 and 2, when θ is 0, the maximum power ratio of the vector values I k and Q k is given. At this time, the phase of the extracted carrier is the signal x (t) included in the IF band.
Synchronize with your carrier. Therefore, the relationship of Equation 3 is established.

【0040】[0040]

【数3】 連続信号x(t) に対する数1、数2により行われる復調
は、等価的にサンプルデータx(n) に対し、DFTによ
り実行される。ここで、n は、サンプリングクロックで
ある。図3はウインド関数の単位サンプル応答の説明図
であり、図の点線は、DFTのフレームを示すデータ流
に対するオペランドを意味する。
[Equation 3] The demodulation performed by the equations 1 and 2 for the continuous signal x (t) is equivalently performed by the DFT on the sample data x (n). Here, n is a sampling clock. FIG. 3 is an explanatory diagram of a unit sample response of a window function, and a dotted line in the figure means an operand for a data stream showing a frame of DFT.

【0041】DFTの第一の片側帯域は、数1、数2を
実行するために用いられ、その第一の片側帯域の配置
は、位相平面では図4において点線で示されている。
第一の片側帯域の中心周波数は周波数領域(fm /2、
3fm /2)上のfm に設定される。これは、それぞれ
の片側帯域の帯域幅が、周波数解析の意味においてfm
に選ばれるからである。
The first one-sided band of the DFT is used to implement equations (1) and (2), and the arrangement of the first one-sided bands is shown in the phase plane by the dotted lines in FIG.
The center frequency of the first side band frequency range (f m / 2,
It is set to 3f m / 2) on the f m. This is because the bandwidth of each one side band is f m in the meaning of frequency analysis.
Because it is chosen by.

【0042】サンプリング周波数fS がNfm である
と、ベクトル値Ik 、Qk は、第一の片側帯域が、fS
/Nを中心とすると、文字通り数1、数2により与えら
れる。
[0042] When the sampling frequency f S is at Nf m, vector values I k, Q k, the first side band, f S
Centering on / N, it is given by the literal numbers 1 and 2.

【0043】しかし、1サンプルシフトによるDFTの
分析エラーが殆ど最大N/2のサンプリングシフトのそ
れに等しくなることは、よく知られている。これは、通
信システムにおいて厳密な同期状態を要件とすることで
あり、実際に実現不可能である。
However, it is well known that the DFT analysis error due to one sample shift is almost equal to that of the maximum N / 2 sampling shift. This requires a strict synchronization state in the communication system, which is practically unfeasible.

【0044】フレームが例え厳密に同期したとしても、
周波数成分は、非直線性の無線通信路を伝送する間にフ
レームが消え、フレーム同期が大きな問題となる。
Even if the frames are exactly synchronized,
With respect to frequency components, frames disappear during transmission on a non-linear wireless communication channel, and frame synchronization becomes a serious problem.

【0045】これに対し、本発明による瞬時スペクトラ
ムの新しい概念は、フレーム同期の必要性を小さくする
ものであり、かかる大きな問題を解消する上で重要であ
る。
On the other hand, the new concept of the instantaneous spectrum according to the present invention reduces the need for frame synchronization, and is important in solving such a big problem.

【0046】即ち、DFTの第一の片側帯域に対応する
瞬時スペクトラムの周波数成分は、ショートタイムDF
T(以下ST−DFT)のk=1の場合として数4のよ
うに表される。
That is, the frequency component of the instantaneous spectrum corresponding to the first one side band of the DFT is the short time DF.
In the case of k = 1 in T (hereinafter ST-DFT), it is expressed as in Equation 4.

【0047】[0047]

【数4】 ここで、ベクトル値h(p)は、ST−DFTにおい
て、fS /Nとなる周波数解析のウインド関数であり、
例えば、次の数5によって表される。
[Equation 4] Here, the vector value h (p) is a frequency analysis window function that is f S / N in ST-DFT,
For example, it is represented by the following Expression 5.

【0048】[0048]

【数5】 ベクトル値h(p)ウインドの長さは、−1≦p/mN
≦1、即ち2mNによって与えられる。数5により定義
されるベクトル値h(p)は、図3のp=0を始点とす
る実線の曲線 (i) によって示される。
[Equation 5] The length of the vector value h (p) window is −1 ≦ p / mN
≤1, ie given by 2 mN. The vector value h (p) defined by Equation 5 is shown by a solid curve (i) starting from p = 0 in FIG.

【0049】同図の( −N/2、N/2)期間上に示さ
れる符号期間は、DFTのそれに等しく、k番目の符号
期間に対応するST−DFTの主フレームが隣接するk
−1およびk+1番目の符号期間中に50%重複して
(−N、N)期間に位置する。
The code period shown above the (-N / 2, N / 2) period in the figure is equal to that of the DFT, and the main frame of the ST-DFT corresponding to the k-th code period is adjacent to the k-th frame.
They are located in the (-N, N) period with 50% overlap during the -1 and k + 1th code periods.

【0050】k番目の符号期間のみにST−DFTの主
フレームを一致させるようにする場合は、ウインドベク
トルh(*)は、図3に鎖線(ii)で示されるように
変更される。
When the main frame of the ST-DFT is made to coincide only with the k-th code period, the window vector h (*) is changed as shown by the chain line (ii) in FIG.

【0051】この変更は、図4に影部によって示される
ように周波数領域において片側帯域を二倍に拡大する。
この片側帯域の拡大によって何らの問題を生じるもので
ないことは、容易に理解できる。何故ならば、拡大され
た領域における雑音は、変更されたウインド関数h
(*)によって(0、fm /2)及び3fm /2以上の
領域を包含される受信フィルタ41(図5参照)によっ
て除去されているからである。
This modification doubles the one-sided band in the frequency domain, as shown by the shaded area in FIG.
It can be easily understood that the expansion of this one-sided band does not cause any problem. Because the noise in the expanded region is the modified window function h
This is because (*) has been removed by the reception filter 41 (see FIG. 5) that includes the regions of (0, f m / 2) and 3f m / 2 or more.

【0052】即ち、図3の鎖線の曲線(ii)で示され
るウインド関数h(*)及び図4に影部領域により示さ
れる片側帯域によって与えられる瞬時スペクトラムは、
本発明者等により発表した論文“Application of the G
eneralized Short Time DFTto the Hilbert Transforme
r and Its Characteristics" (M . Kishi, T. Ishigur
o, and Y. Kozaki, IEEE VTC'93) の第665頁右欄に
説明されるようにSTgDFT及びSTgIFTを数5
のように定義した時のξ=1/2の場合の0番目の周波
数成分(k=0)によって与えられるものと認識される
からである。
That is, the instantaneous spectrum given by the window function h (*) shown by the chain line curve (ii) in FIG. 3 and the one-sided band shown by the shaded area in FIG.
The paper “Application of the G” published by the inventors
eneralized Short Time DFTto the Hilbert Transforme
r and Its Characteristics "(M. Kishi, T. Ishigur
o, and Y. Kozaki, IEEE VTC'93), as described on page 665, right column, STgDFT and STgIFT are given by
This is because it is recognized that it is given by the 0th frequency component (k = 0) when ξ = 1/2 when defined as

【0053】[0053]

【数6】 ここで、ξはプラスの実数であり、0≦ξ<1である。
x(r)はサンプリング時間rの入力データである。h
(n−r)はST−DFTの定義と同じウインド関数で
あり、h(p)=1、p=0の場合およびh(p)=
0、p=Nuの場合、uはゼロでない整数である。
[Equation 6] Here, ξ is a positive real number, and 0 ≦ ξ <1.
x (r) is the input data at the sampling time r. h
(N−r) is the same window function as the definition of ST-DFT, and when h (p) = 1, p = 0 and h (p) =
When 0 and p = Nu, u is a non-zero integer.

【0054】そして、次の数7のように表される。Then, it is expressed as the following Expression 7.

【数7】 [Equation 7]

【0055】更にh(p)は、次の数8のように表され
る。
Further, h (p) is expressed by the following equation 8.

【数8】 STgDFTは、符号間歪みを無くしてIk 、Qk を得
る強力な解法を与えるものである。なぜならば、数7に
おいて与えられるウインド関数h(*)は、全てのNサ
ンプルクロックで零と交差するからである。
[Equation 8] STgDFT provides a strong solution for obtaining I k and Q k without intersymbol distortion. This is because the window function h (*) given in Equation 7 crosses zero at every N sample clocks.

【0056】上記に説明したST−DFTまたは、ST
gDFTを用いる本発明の原理に基づく受信装置の構成
例を以下に説明する。
ST-DFT or ST described above
A configuration example of the receiving device based on the principle of the present invention using gDFT will be described below.

【0057】本発明の実施例において、図5に示す受信
装置の構成中、位相検出回路42の構成に特徴を有し、
その他の受信機40、受信フィルタ41及びデコーダ4
3の構成は、図5乃至図7に関連して説明したと同様で
あるので再度の説明は省略する。
In the embodiment of the present invention, the phase detecting circuit 42 is characterized in the configuration of the receiving apparatus shown in FIG.
Other receiver 40, reception filter 41 and decoder 4
The configuration of No. 3 is the same as that described with reference to FIGS.

【0058】図1は、本発明の実施例としての位相検出
回路の構成ブロック図である。即ち、図1の回路は、図
6の位相検出回路42に置き換えて使用されるものであ
る。そして、本発明により、厳密なフレーム同期が不要
とされるため、判断回路(DECODER)43の判定回路(JU
DGE)435からのフレーム検出信号は図1に示す位相検
出回路では不要となる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a phase detection circuit as an embodiment of the present invention. That is, the circuit of FIG. 1 is used in place of the phase detection circuit 42 of FIG. Further, according to the present invention, strict frame synchronization is not required, so that the determination circuit (JU) of the determination circuit (DECODER) 43 (JU
The frame detection signal from the DGE) 435 becomes unnecessary in the phase detection circuit shown in FIG.

【0059】図1に示す本発明の実施例としての位相検
出回路は、バッファ系に対するシフトレジスタ10、1
1と、ウインド関数h(*)用のシフトレジスタ12を
有する。シフトレジスタ10、11は、mNのシフト段
(即ち、mNフレーム分)を有し、シフトレジスタ12
は、(mN+1)のシフト段(即ち、mN+1フレーム
分)を有している。
The phase detection circuit according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes shift registers 10 and 1 for buffer systems.
1 and a shift register 12 for window function h (*). The shift registers 10 and 11 have mN shift stages (that is, for mN frames), and the shift register 12
Has (mN + 1) shift stages (ie, mN + 1 frames).

【0060】入力端1には、受信フィルタ41からの出
力であるx(r)が入力される。尚、rは、サンプリン
グ時刻ある。
To the input terminal 1, x (r) which is the output from the reception filter 41 is input. Note that r is the sampling time.

【0061】乗算器2、3には、それぞれ信号源6から
のcos πr/N及びπ/2移相回路5を通して与えられ
る−sin πr/Nと、サンプリング時刻毎に入力信号で
あるベースバンド信号x(r)が入力される。
To the multipliers 2 and 3, -sin πr / N given from the signal source 6 through the cos πr / N and π / 2 phase shift circuit 5, and the baseband signal which is an input signal at each sampling time. x (r) is input.

【0062】そして、これらの乗算結果が、シフトレジ
スタ10、11に順次入力してシフトされる。即ち、シ
フトレジスタ10には、x(r)cos πr/Nが、シフ
トレジスタ11には、−x(r)sin πr/N が、シ
フトされる。
Then, these multiplication results are sequentially input to the shift registers 10 and 11 and shifted. That is, x (r) cos πr / N is shifted in the shift register 10, and −x (r) sin πr / N is shifted in the shift register 11.

【0063】一方、ROM12には、ウインド関数h
(*)がROM等の定数として格納されるように構成さ
れている。
On the other hand, in the ROM 12, the window function h
(*) Is configured to be stored as a constant such as a ROM.

【0064】更に、シフトレジスタ10とROM12と
の間には、mN個の乗算器101、102・・10(m
N)が備えられている。また、同様にシフトレジスタ1
1とROM12との間には、mN個の乗算器111、1
12・・11(mN)が備えられている。
Further, between the shift register 10 and the ROM 12, mN multipliers 101, 102, ...
N) are provided. Similarly, the shift register 1
1 and the ROM 12 include mN multipliers 111, 1
12 ... 11 (mN) is provided.

【0065】シフトレジスタ10とROM12との間に
備えられる乗算器101、102・・10(mN)は、
シフトレジスタ10の各段の信号とROM12のウイン
ド関数h(*)を乗算するように構成されている。同様
にシフトレジスタ11とROM12との間に備えられる
乗算器111、112・・11(mN)は、シフトレジ
スタ11の各段の信号とROM12のウインド関数h
(*)を乗算するように構成されている。
The multipliers 101, 102 ... 10 (mN) provided between the shift register 10 and the ROM 12 are:
It is configured to multiply the signal of each stage of the shift register 10 by the window function h (*) of the ROM 12. Similarly, the multipliers 111, 112, ... 11 (mN) provided between the shift register 11 and the ROM 12 are provided with the signals of the respective stages of the shift register 11 and the window function h of the ROM 12.
It is configured to multiply (*).

【0066】乗算器101、102・・10(mN)の
それぞれの乗算結果を累算回路7で累算し、乗算器11
1、112・・11(mN)のそれぞれの乗算結果を累
算回路8で累算すると、図6における累算器424及び
425の出力と同様にベースバンド信号のI成分及びQ
成分が得られる。
The multiplication result of each of the multipliers 101, 102, ..., 10 (mN) is accumulated by the accumulation circuit 7, and the multiplier 11
When the multiplication results of 1, 112 ... 11 (mN) are accumulated by the accumulator circuit 8, the I component and the Q component of the baseband signal are the same as the outputs of the accumulators 424 and 425 in FIG.
The ingredients are obtained.

【0067】このI成分及びQ成分を演算回路9で tan
-1(I/Q) を求めるか、あるいは符号の正負のみ判定する
ことにより、フレーム位相φh (r) が出力される。
The operation circuit 9 calculates the I and Q components
The frame phase φ h (r) is output by obtaining -1 (I / Q) or by determining only the sign of the sign.

【0068】このように本発明により、任意の時刻
(r)の位相が求まるので、従来のDFT形式とは異な
り、フレームを抽出する必要はなく図6のようにフレー
ム信号とベースバンドキャリア信号の位相を調整する必
要がない。
As described above, according to the present invention, since the phase at an arbitrary time (r) can be obtained, unlike the conventional DFT format, it is not necessary to extract a frame, and as shown in FIG. There is no need to adjust the phase.

【0069】但し、ST−DFTの位相は、フレーム内
ではほぼ一定値を示し、フレーム内の任意の時刻の位相
を用いても構わない。しかし、フレーム端に近いところ
では、マッチドフィルタ(受信フィルタ)による影響
や、伝送帯域制限の影響を受け若干正しい値からずれ
る。したがって、できるだけフレーム中央近傍を選ぶこ
とが良い結果となる。
However, the phase of ST-DFT shows a substantially constant value within the frame, and the phase at any time within the frame may be used. However, in the vicinity of the frame edge, the value is slightly deviated from the correct value due to the influence of the matched filter (reception filter) and the transmission band limitation. Therefore, it is preferable to select as close to the center of the frame as possible.

【0070】このために従来の図6及び図7のフレーム
抽出回路430と判定回路435に示す程の正確を期す
る構成は必要ないが、簡単なフレーム同期機構を設け、
観察点がフレーム端点に近づかないようにする事は望ま
しい。
For this reason, it is not necessary to provide the conventional frame extracting circuit 430 and the judging circuit 435 shown in FIGS. 6 and 7 as accurate as possible, but a simple frame synchronization mechanism is provided.
It is desirable to keep the observation point away from the end points of the frame.

【0071】尚、上記図1の実施例説明において、シフ
トレジスタ10、11を用いて構成することを説明し
た。しかし、本発明は、かかる実施例に限定されず、例
えば、これらレジスタに替わり、RAMとポインタを用
いてポインタ位置を順次変えていくことにより図1にお
けるシフトレジスタにおいてデータを順次シフトするこ
とと同様の機能を持つことが可能である。
In the description of the embodiment shown in FIG. 1, the shift registers 10 and 11 are used. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and instead of these registers, for example, RAM and a pointer are used to sequentially change the pointer position, thereby sequentially shifting the data in the shift register in FIG. It is possible to have the function of.

【0072】RAMとポインタを用いる場合、シフトレ
ジスタを用いる場合に比較して高速化が可能である点に
おいてより有利である。
The use of the RAM and the pointer is more advantageous than the use of the shift register in that the speed can be increased.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上説明した本発明の構成に基づきシュ
ミレーション結果を定量的求め、従来例と比較して考察
すると、図2に示す如くである。
The simulation result is quantitatively obtained based on the configuration of the present invention described above, and the result is examined in comparison with the conventional example, as shown in FIG.

【0074】この図から理解されるように、従来の方式
では3×10-2程度のビット誤りを示すフェーディング
伝送路を用いて、図6の位相検出回路42を図1の構成
のST−DFT形に置き換えた場合、1×10-2とな
り、ほぼ3倍の改善が見られる。これは、従来方式のま
まで送信電力を6dB高めた場合に相当する。更に、ダイ
バーシティ受信方式で得られる3dB改善を大幅に越える
ものであり、その効果の大きさが容易に理解できる。
As can be seen from this figure, in the conventional system, the phase detection circuit 42 of FIG. 6 is used in the ST- of the configuration of FIG. 1 using a fading transmission line showing a bit error of about 3 × 10 -2 . When it is replaced with the DFT type, it becomes 1 × 10 -2 , which is an improvement of about 3 times. This corresponds to the case where the transmission power is increased by 6 dB with the conventional method. Furthermore, it greatly exceeds the improvement of 3 dB obtained by the diversity reception method, and the magnitude of the effect can be easily understood.

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

【図1】本発明の位相検出回路の実施例ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a phase detection circuit of the present invention.

【図2】本発明の効果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an effect of the present invention.

【図3】ウインド関数の単位サンプル応答を説明する図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a unit sample response of a window function.

【図4】片側帯域配置の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of one side band arrangement.

【図5】一般的ディジタル通信の受信装置構成のブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram of a configuration of a receiver for general digital communication.

【図6】従来の位相検出回路の構成例である。FIG. 6 is a configuration example of a conventional phase detection circuit.

【図7】判断回路の構成例である。FIG. 7 is a configuration example of a determination circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベースバンド信号入力 2、3 乗算器 5 π/2移相器 6 cos πr/N 発振器 10、11 バッファ系用シフトレジスタ 12 ウインド関数用ROM 7、8加算回路 9 tan -1Q/I演算回路 40 受信機 41 受信フィルタ 42 位相検出回路(PHASE DETECTOR) 43 判断回路(DECODER)1 Baseband signal input 2, 3 Multiplier 5 π / 2 Phase shifter 6 cos πr / N Oscillator 10, 11 Buffer system shift register 12 Window function ROM 7, 8 Adder circuit 9 tan -1 Q / I arithmetic circuit 40 receiver 41 reception filter 42 phase detection circuit (PHASE DETECTOR) 43 judgment circuit (DECODER)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一定期間(フレーム)毎にベースバンドキ
ャリア信号の位相を固定し、該固定した位相又は、他の
フレームの位相との関係をディジタル情報に対応させて
得られるベースバンド信号を変調し通信する通信システ
ムの受信装置において、 受信信号を復調してベースバンド信号を得る受信機(4
0)と、 送信側フィルタと対応するマッチドフィルタを構成する
受信フィルタ(41)と、 該受信フィルタ(41)の出力に接続される位相検出回
路(42)及び該位相検出回路(42)の検出位相から
該ディジタル情報を出力する判断回路(DECODER)(4
3)を有し、 該位相検出回路(42)は、瞬時スペクトラム解析手段
を用いて、該復調したベースバンド信号の瞬時位相を検
出し、 該判断回路(DECODER)(43)は、該検出した瞬時位相
あるいは前後のフレームの瞬時位相との関係から受信情
報であるディジタル情報を得るように構成されたことを
特徴とするディジタル信号の受信装置。
1. A baseband signal obtained by fixing the phase of a baseband carrier signal every fixed period (frame), and correlating the fixed phase or the relationship with the phase of another frame with digital information. In a receiver of a communication system for performing communication, a receiver (4 that demodulates a received signal to obtain a baseband signal
0), a reception filter (41) forming a matched filter corresponding to the transmission side filter, a phase detection circuit (42) connected to the output of the reception filter (41), and detection of the phase detection circuit (42) A decision circuit (DECODER) (4) that outputs the digital information from the phase
3), the phase detection circuit (42) detects the instantaneous phase of the demodulated baseband signal using the instantaneous spectrum analysis means, and the judgment circuit (DECODER) (43) detects the instantaneous phase. An apparatus for receiving a digital signal, characterized in that it is configured to obtain digital information, which is received information, from the relationship between the instantaneous phase or the instantaneous phases of preceding and following frames.
【請求項2】請求項1において、 前記瞬時スペクトラム解析手段は、ショートタイムDF
T(ST−DFT)または、一般化(generalized)ST
−DFTの瞬時スペクトラムを解析するものであること
を特徴とするディジタル信号の受信装置。
2. The short-time DF according to claim 1, wherein the instantaneous spectrum analysis means is
T (ST-DFT) or generalized ST
-A digital signal receiving apparatus characterized by analyzing an instantaneous spectrum of a DFT.
【請求項3】請求項1または2において、 前記位相検出回路(42)は、前記瞬時スペクトラム解
析手段を用いて、復調したベースバンド信号の瞬時位相
を受信ベースバンド信号の概ね中央時点において検出す
るように構成されたことを特徴とするディジタル信号の
受信装置。
3. The phase detection circuit (42) according to claim 1 or 2, wherein the instantaneous spectrum analyzing means detects the instantaneous phase of the demodulated baseband signal at a substantially central point of time of the received baseband signal. A digital signal receiving apparatus having the above-mentioned configuration.
JP31123093A 1993-11-17 1993-11-17 Digital signal receiver Expired - Fee Related JP3313216B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31123093A JP3313216B2 (en) 1993-11-17 1993-11-17 Digital signal receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31123093A JP3313216B2 (en) 1993-11-17 1993-11-17 Digital signal receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07143197A true JPH07143197A (en) 1995-06-02
JP3313216B2 JP3313216B2 (en) 2002-08-12

Family

ID=18014664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31123093A Expired - Fee Related JP3313216B2 (en) 1993-11-17 1993-11-17 Digital signal receiver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3313216B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003057275A (en) * 2001-08-10 2003-02-26 Hioki Ee Corp Phase difference calculating method
JP2005099043A (en) * 2004-11-30 2005-04-14 Hioki Ee Corp Phase difference calculation method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003057275A (en) * 2001-08-10 2003-02-26 Hioki Ee Corp Phase difference calculating method
JP2005099043A (en) * 2004-11-30 2005-04-14 Hioki Ee Corp Phase difference calculation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3313216B2 (en) 2002-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1618696B1 (en) Frequency synchronization apparatus and frequency synchronization method
US4519084A (en) Matched filter for combating multipath fading
KR100375906B1 (en) Method and apparatus for demodulating signals carried by multiple carriers
US4829543A (en) Phase-coherent TDMA quadrature receiver for multipath fading channels
US5282228A (en) Timing and automatic frequency control of digital receiver using the cyclic properties of a non-linear operation
JP2526931B2 (en) PSK signal demodulator
JP3237827B2 (en) Wireless data communication terminal
US6961371B2 (en) Cellular communications system receivers
US5093848A (en) Method of controlling the frequency of a coherent radio receiver and apparatus for carrying out the method
US6038275A (en) Digital broadcasting receiver
EP1847040B1 (en) Method and system for synchronization between a transmitter and a receiver in a wireless communication system
US8005157B2 (en) Correlation calculation unit and correlation calculation apparatus
EP0924908A2 (en) Frequency control in PSK receivers
US7130360B2 (en) Apparatus and method for receiving digital signal
US8767892B1 (en) Synchronization system for a wireless receiver
JPH07143197A (en) Receiver for digital signal
JPH07231285A (en) Propagation path estimate equipment and mobile communication receiver
US6859507B2 (en) Method and apparatus for correcting a signal
JP2001223668A (en) Reception timing detection circuit, frequency offset correction circuit, receiver and its reception method
JPH08223240A (en) Frequency offset compensation circuit
US20050201490A1 (en) Zero-crossing detector for receivers
JP2876906B2 (en) Unique word detection circuit and demodulation circuit
US7092467B2 (en) Method for estimating symbol timing in feed-forward manner
US7646832B2 (en) Signal receiver
JP2869774B2 (en) Diversity equalizer

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020521

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080531

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090531

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090531

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100531

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees