JPH07162467A - Clock extractor - Google Patents

Clock extractor

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Publication number
JPH07162467A
JPH07162467A JP5338071A JP33807193A JPH07162467A JP H07162467 A JPH07162467 A JP H07162467A JP 5338071 A JP5338071 A JP 5338071A JP 33807193 A JP33807193 A JP 33807193A JP H07162467 A JPH07162467 A JP H07162467A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
point
clock
timing
symbol period
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP5338071A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Yamamoto
哲生 山本
Hideyuki Maruyama
秀幸 丸山
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.)
UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENK
UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENK
UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENKYUSHO KK
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 UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENK, UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENKYUSHO KK filed Critical UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENK
Priority to JP5338071A priority Critical patent/JPH07162467A/en
Publication of JPH07162467A publication Critical patent/JPH07162467A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To correctly extract clock timing even if there is a frequency offset between an input signal carrier and a local signal. CONSTITUTION:Quadrature detection is performed for the input signal, the I signal and Q signal of the detection output are squared respectively and summed together, and an extractor 24 calculates the square root. Variance values at respective sample points in one symbol period of the output of the extractor 24 are calculated by a computing element 25. A decision means 27 decides the minimum value among the variance values and outputs the sampling point corresponding to the minimum value as clock timing. The variation state of the variance values becomes a curve 28 and the eye pattern of momentary electric power has an envelope maximum value 38 and a minimum value 35.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば衛星通信にお
ける衛星に搭載され、M相(M=2n ,nは1以上の整
数)PSK(位相シフトキーニング)変調信号を受信し
て、その変調デジタル信号を復調するためにもちいるク
ロックを抽出するクロック抽出器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is mounted on a satellite in satellite communication, for example, and receives an M-phase (M = 2 n , n is an integer of 1 or more) PSK (phase shift keying) modulated signal and modulates it. The present invention relates to a clock extractor that extracts a clock used for demodulating a digital signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のクロック抽出器において
は、その入力PSK変調波の変調デジタル信号の復調出
力が1と−1とがランダムに生じる信号であり、この信
号の0を通過する点を検出してクロックを抽出してい
た。しかし多相位相変調、つまり2相以上のPSK変調
信号の場合において、その受信波の搬送波と局部信号と
に周波数ずれがあると、つまりいわゆる周波数オフセッ
トがあると復調信号の0点の変動が大きくクロックの抽
出が困難となる。
2. Description of the Related Art In a conventional clock extractor of this type, a demodulated output of a modulated digital signal of an input PSK modulated wave is a signal in which 1 and -1 are randomly generated, and a point which passes 0 of this signal. Was detected and the clock was extracted. However, in the case of multi-phase phase modulation, that is, in the case of a PSK modulation signal of two or more phases, if there is a frequency shift between the carrier wave of the received wave and the local signal, that is, if there is a so-called frequency offset, the 0 point fluctuation of the demodulation signal is large. It becomes difficult to extract the clock.

【0003】すなわち、復調した1、−1の連続するベ
ースバンドデジタル信号の波形をシンボルロックと同期
させて重ねてブラウン管上に表示した、いわゆるアイパ
ターンは受信搬送波の周波数と局部信号の周波数が正し
く一致した状態では図3Aに示すようにデジタル信号1
の状態、−1の状態、あるいはそれらが連続した状態な
どがそれぞれ明瞭に現れ、いわゆるアイが大きく開いた
状態となっており、従ってアイが最も開いた状態のとこ
ろで信号を判定することによって1と−1とを正しく識
別することができ、またクロックを正しく抽出すること
ができる。
That is, the demodulated 1 and -1 continuous baseband digital signal waveforms are superimposed on each other in synchronization with the symbol lock and displayed on a cathode ray tube. A so-called eye pattern has a correct reception carrier frequency and local signal frequency. In the matched state, as shown in FIG. 3A, the digital signal 1
The state of -1, the state of -1, or the state in which they are continuous appears clearly, and the so-called eye is in a wide open state. Therefore, by determining the signal at the state where the eye is most open, 1 and -1 can be correctly identified, and the clock can be correctly extracted.

【0004】しかし受信搬送波の周波数と局部信号の周
波数とにずれが生じ、周波数オフセットが生じると、受
信信号の位相を検出する際に位相が大きく回転してしま
い、アイパターンは図3Bに示すように乱れ、アイが開
かない状態となり、つまり同じデジタル信号の条件でも
その信号の包絡状態が変化してしまい、どの点で判定し
てよいか分からなくなり、1、−1の判定をすることが
できず、またクロック抽出もできない。従って後段にお
いて再生デジタル信号から入力信号と局部信号との位相
ずれを検出する際、正しく位相ずれを検出できることが
できず、局部信号を入力搬送波信号に周波数引き込みを
させることが困難となった。
However, when the frequency of the received carrier wave and the frequency of the local signal are deviated and a frequency offset is generated, the phase is greatly rotated when the phase of the received signal is detected, and the eye pattern is as shown in FIG. 3B. And the eye does not open, that is, the envelope state of the signal changes even under the same digital signal condition, and it is impossible to know at what point to make the judgment, and it is possible to make judgments of 1 and -1. Also, the clock cannot be extracted. Therefore, when the phase shift between the input signal and the local signal is detected from the reproduced digital signal in the subsequent stage, the phase shift cannot be correctly detected, and it becomes difficult to pull the frequency of the local signal into the input carrier signal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は入力
搬送波の周波数と局部信号の周波数との差が比較的大き
くても、しかもその周波数差がフェージング等によって
変動してもクロックタイミングを正しく抽出することが
でき、よってこのクロック抽出器の後段に置かれる搬送
波位相誤差検出器においても入力搬送波に対して局部信
号との位相誤差を正しく検出することができ、入力信号
に対し局部信号周波数を追従させることを可能とするク
ロック抽出器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to correctly extract clock timing even if the difference between the frequency of the input carrier and the frequency of the local signal is relatively large and the frequency difference fluctuates due to fading or the like. Therefore, even in the carrier phase error detector placed after this clock extractor, the phase error between the input carrier and the local signal can be detected correctly, and the local signal frequency can be tracked to the input signal. It is to provide a clock extractor that enables the above.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明によれば入力し
たM相PSK変調信号の瞬時同相成分a(t)の絶対値
のx乗と瞬時直交成分b(t)の絶対値のy乗との和P
のz乗(x,y,zは0でない実数)が、その変調信号
のシンボル周期を等間隔に分割した点ごとに瞬時電力検
出手段により検出され、その検出したPの変化状態から
クロックタイミングが判定手段により判定される。請求
項2の発明では上記判定手段は上記各分割点ごとの検出
したPの分散値あるいは標準偏差が演算され、その演算
した分散値あるいは標準偏差が最小となるタイミングが
抽出され、その点がクロックタイミングとされる。
According to the present invention, the absolute value of the instantaneous in-phase component a (t) of the input M-phase PSK modulated signal is raised to the power x and the absolute value of the instantaneous quadrature component b (t) is raised to the power of y. Sum of P
The z-th power of x (x, y, and z are real numbers that are not 0) are detected by the instantaneous power detection means at each point obtained by dividing the symbol period of the modulated signal into equal intervals, and the clock timing is changed from the detected change state of P. It is judged by the judging means. In the invention of claim 2, the judging means calculates the variance value or standard deviation of the detected P for each of the division points, extracts the timing at which the calculated variance value or standard deviation is minimum, and extracts the point. It is the timing.

【0007】請求項3の発明では、上記判定手段は検出
した各分割点ごとのPの平均値が演算され、その演算さ
れた平均値が最大となるタイミングがクロックタイミン
グとされる。請求項4の発明では、上記判定手段は検出
した各分割点ごとのPを比較し、その最小値が最大とな
るタイミングが求められ、その点がクロックタイミング
とされる。
In the third aspect of the present invention, the determination means calculates the average value of P for each detected division point, and the timing at which the calculated average value becomes maximum is the clock timing. In the invention of claim 4, the determining means compares P for each detected division point, finds the timing at which the minimum value becomes maximum, and sets that point as the clock timing.

【0008】請求項5の発明では、上記判定手段は検出
した各分割点ごとのPを比較し、その最大値が最小とな
るタイミングが求められ、その点がクロックタイミング
とされる。
According to the fifth aspect of the invention, the determining means compares the detected P for each division point, finds the timing at which the maximum value becomes the minimum, and sets that point as the clock timing.

【0009】[0009]

【実施例】図1Aに請求項2の発明の実施例を示す。入
力端子11からのM相PSK入力信号は瞬時電力検出手
段12に入力される。瞬時電力検出手段12において
は、局部信号発生器13からの局部信号により入力PS
K信号が直交検波器14により直交検波されて互いに直
交した成分のI信号とQ信号とが検出される。即ち局部
信号発生器13よりの局部信号と入力信号とは乗算器1
5で乗算されるとともに、移相器16でπ/2位相がず
らされた局部信号と乗算器17で乗算され、これら乗算
器15、17からI信号、Q信号がそれぞれ検出され
る。例えば衛星に搭載された受信機においては地上より
の搬送波信号が100KHz程度の信号に落とされ、そ
の100KHz程度の信号が局部信号発生器13の局部
信号によって直交検波される。或いは、移動通信におい
ては受信入力搬送波信号自体、又は中間周波信号に変換
されたものが局部信号発生器13の局部信号により直交
検波される。
FIG. 1A shows an embodiment of the invention of claim 2. The M-phase PSK input signal from the input terminal 11 is input to the instantaneous power detection means 12. In the instantaneous power detecting means 12, the input PS is supplied by the local signal from the local signal generator 13.
The K signal is quadrature-detected by the quadrature detector 14, and the I signal and the Q signal having mutually orthogonal components are detected. That is, the local signal from the local signal generator 13 and the input signal are multiplied by the multiplier 1
The signal is multiplied by 5 and is multiplied by the local signal whose phase is shifted by π / 2 by the phase shifter 16 by the multiplier 17, and the I signal and the Q signal are detected by these multipliers 15 and 17, respectively. For example, in a receiver mounted on a satellite, a carrier signal from the ground is dropped to a signal of about 100 KHz, and the signal of about 100 KHz is quadrature detected by a local signal of a local signal generator 13. Alternatively, in mobile communication, the received input carrier signal itself or the one converted into the intermediate frequency signal is quadrature detected by the local signal of the local signal generator 13.

【0010】この例では直交検波出力をデジタル処理し
てクロックタイミングを抽出するようにした場合であっ
て、直交検波器14よりのI信号、Q信号はそれぞれ図
に示していないアナログ低域通過フィルタを通過後、A
D変換器18、19でデジタル信号に変換され、図に示
していないデジタル低域通過フィルタ通過後これらデジ
タル信号は自乗器21、22でそれぞれ自乗され、その
自乗出力は加算器23で加算されて瞬時電力が得られ
る。その瞬時電力出力は開平器24で平方根がとられ
る。このようにして開平器24の出力が瞬時電力の平方
根で、瞬時電圧振幅値に比例した値で検出手段12のも
う一つの出力である。
In this example, the quadrature detection output is digitally processed to extract the clock timing. The I signal and Q signal from the quadrature detector 14 are analog low-pass filters not shown in the figure. After passing through A
The digital signals are converted into digital signals by the D converters 18 and 19, and after passing through a digital low-pass filter (not shown), these digital signals are squared by the squarers 21 and 22, respectively, and the squared outputs are added by the adder 23. Instantaneous power is obtained. The square root of the instantaneous power output is taken by the square root opener 24. In this way, the output of the square root breaker 24 is the square root of the instantaneous power, and is a value proportional to the instantaneous voltage amplitude value, which is another output of the detecting means 12.

【0011】この検出された瞬時電圧振幅値は分散値演
算手段25でその瞬時電圧振幅値の分散値が演算され
る。即ち1シンボル周期内の各サンプリング点における
瞬時電圧振幅値のばらつき状態を示す値(分散値)がメ
モリ26に記憶され、このメモリ26の記憶内容から分
散値の最小となるサンプリング点(タイミング)が判定
手段27で判定され、その最小となるタイミングがクロ
ックタイミングとして出力される。
The variance value of the detected instantaneous voltage amplitude value is calculated by the variance value calculating means 25. That is, a value (dispersion value) indicating the variation state of the instantaneous voltage amplitude value at each sampling point within one symbol period is stored in the memory 26, and the sampling point (timing) at which the dispersion value becomes the minimum is stored from the memory 26. The timing determined by the determination means 27 and having the minimum timing is output as the clock timing.

【0012】入力端子11よりの入力信号の搬送波周波
数と局部信号発生器13の局部信号の周波数との間に偏
差Δfがあったとすると、直交検波器14よりのI信号
はa(t)・cos(2πΔft+θ)−b(t)si
n(2πΔft+θ)(a(t)、b(t)はそれぞれ
シンボル値、θは搬送波初期位相差)となり、Q信号は
a(t)sin(2πΔft+θ)+b(t)cos
(2πΔft+θ)となる。従って加算器23の出力は A2 =I2 +Q2 =a2 (t)+b2 (t) となる。加算器23の出力には周波数誤差が現れない。
これをアイパターンで表示すると図1Bに示すようにな
り、これは局部信号と入力信号との周波数オフセットが
影響されないアイパターンである。このアイパターンに
おける各サンプリング点の分散値を求めると、図1Cの
曲線28となる。つまり図1Bにおいて瞬時電圧振幅値
が集中しているサンプリング点P1 が分散値が最も小さ
い点であり、この分散値の曲線28が最小値となる点P
1 がクロックタイミングであり、つまり図3Aにおいて
アイが最も開いた点と対応する。なお分散値演算部2
5、メモリ26、最小値判定部27などに対する制御は
制御部29で行う。
Assuming that there is a deviation Δf between the carrier frequency of the input signal from the input terminal 11 and the frequency of the local signal of the local signal generator 13, the I signal from the quadrature detector 14 is a (t) · cos. (2πΔft + θ) -b (t) si
n (2πΔft + θ) (a (t) and b (t) are symbol values, θ is the carrier initial phase difference), and the Q signal is a (t) sin (2πΔft + θ) + b (t) cos.
(2πΔft + θ). Therefore, the output of the adder 23 is A 2 = I 2 + Q 2 = a 2 (t) + b 2 (t). No frequency error appears in the output of the adder 23.
This is displayed as an eye pattern as shown in FIG. 1B, which is an eye pattern in which the frequency offset between the local signal and the input signal is not affected. When the variance value of each sampling point in this eye pattern is obtained, the curve 28 in FIG. 1C is obtained. That is, in FIG. 1B, the sampling point P 1 where the instantaneous voltage amplitude values are concentrated has the smallest variance value, and the curve 28 of this variance value has the minimum value P.
1 is the clock timing, which corresponds to the point where the eye is most open in FIG. 3A. The variance value calculation unit 2
5, the memory 26, the minimum value determination unit 27, and the like are controlled by the control unit 29.

【0013】上述においては分散値の計算を入力信号の
デジタル信号中の1シンボル長に対応する、AD変換器
18、19におけるサンプリング点0乃至n(nは例え
ば25程度)の全点について演算したが、例えば図2A
に示すように第1サンプリング点と第2サンプリング点
と第3サンプリング点との3つのサンプリング点に注目
し、その3点について、例えば各5シンボル以上におけ
る分散値σ0 2、σ1 2、σ2 2をそれぞれ求め、分散値曲線
28の傾斜を考えて、図の場合においては分散値σ2 2
ほうがσ0 2よりも小さいから図において右側に傾斜し、
つまりサンプリング点の注目点を進めたほうが最小値と
なる点に近づくことが分かり、従って次に注目点を第2
サンプリング点と第3サンプリング点と第4サンプリン
グ点とに変えて同様にこれらの3つのサンプリング点に
ついての5シンボル程度の分散値を図2Bに示すように
求め、以下同様にしてその注目するサンプリング点の3
つの内の真ん中が最小で両側がほぼ同一となる点を図2
Cに示すように求める。このようにすることによって全
てのサンプリング点について分散を求めるよりも計算量
を少なくしてクロックタイミングを求めることができ
る。全サンプリング点について分散値を計算することを
実時間で行うために計算速度を著しく高くする必要があ
り、すべての瞬時データを5シンボル分以上について行
うことになり、比較的時間がかかるが、前述のように3
点ずつの処理を行ったほうが一度に行う演算時間が少な
くてすむ。隣接する3つのサンプリング点に注目するの
ではなく、適当に間隔を置いた3つのサンプリング点に
注目し、最小値点を探すとともに、注目する3つの点の
サンプリング点の間隔を小さくするようにしてクロック
タイミングに到達する時間を早めることもできる。
In the above description, the variance value is calculated for all the sampling points 0 to n (n is about 25, for example) in the AD converters 18 and 19 corresponding to one symbol length in the digital signal of the input signal. However, for example, in FIG.
As shown in, the three sampling points, that is, the first sampling point, the second sampling point, and the third sampling point, are focused, and the variance values σ 0 2 , σ 1 2 , and σ at 5 symbols or more for each of the three sampling points, for example. 2 2 is obtained respectively, and considering the slope of the variance value curve 28, in the case of the figure, the variance value σ 2 2 is smaller than σ 0 2 , so the slope is to the right in the figure,
In other words, it can be seen that advancing the attention point of the sampling points approaches the point where the minimum value is obtained.
Similarly to the sampling points, the third sampling points, and the fourth sampling points, variance values of about 5 symbols for these three sampling points are obtained as shown in FIG. Of 3
Figure 2 shows that the center of the two is the smallest and both sides are almost the same.
Obtain as shown in C. By doing so, it is possible to obtain the clock timing with a smaller amount of calculation than when obtaining the variances for all the sampling points. In order to calculate the variance value for all sampling points in real time, it is necessary to significantly increase the calculation speed, and all the instantaneous data must be processed for 5 symbols or more, which takes a relatively long time. Like 3
The point-by-point processing requires less computation time at a time. Instead of paying attention to three adjacent sampling points, pay attention to three sampling points that are appropriately spaced, find the minimum value point, and reduce the spacing between the sampling points of the three points of interest. You can also speed up the time to reach the clock timing.

【0014】なおプリアンブルデータのように+1、−
1を交互に取る場合は分散値はゼロになってしまい、請
求項2の発明を適用することはできないが通信データの
デジタル信号は+1と−1とをランダムに取るためこの
発明を適用できる。請求項3の発明の実施例において
は、図2Dに示すように瞬時電力検出手段12で検出さ
れた瞬時電力を平均値演算手段31で平均値を求め、そ
の平均値を32に供給し平均値の最大値を判定手段33
で求めて、平均値が最大となるサンプリング点をクロッ
クタイミングとして出力する。つまり、図1Bにおいて
各サンプリング点の瞬時電力の平均値を求めると、図1
Cの曲線34に示すようになり、分散値曲線28が最小
となる点で平均値曲線34が最大となり、このサンプリ
ング点がクロックタイミングとして出力される。
Like the preamble data, + 1,-
When 1 is taken alternately, the dispersion value becomes zero, and the invention of claim 2 cannot be applied, but since the digital signal of communication data takes +1 and -1 at random, the present invention can be applied. In the embodiment of the invention of claim 3, as shown in FIG. 2D, the average value of the instantaneous power detected by the instantaneous power detecting means 12 is calculated by the average value calculating means 31, and the average value is supplied to 32 and the average value is supplied. The maximum value of the determination means 33
Then, the sampling point having the maximum average value is output as the clock timing. That is, when the average value of the instantaneous power at each sampling point is calculated in FIG.
As shown by the curve 34 of C, the average value curve 34 becomes maximum at the point where the variance value curve 28 becomes minimum, and this sampling point is output as clock timing.

【0015】又、図1Bの最小値のエンベロープ35を
見ると分かるように、最小値のエンベロープ35が最大
となる点はタイミングP1 である。よって請求項3にお
いては図2Eに示すように検出した瞬時電力のうち、そ
の最小値の点を最小値記憶メモリ36に記憶し、この最
小値記憶メモリ36の記憶値からその最大値を判定手段
37で判定し、その最大値となるサンプリング点をクロ
ックタイミングとして出力する。
Further, as can be seen from the minimum value envelope 35 in FIG. 1B, the point where the minimum value envelope 35 becomes maximum is the timing P 1 . Therefore, in claim 3, among the detected instantaneous powers as shown in FIG. 2E, the point of the minimum value is stored in the minimum value storage memory 36, and the maximum value is determined from the stored value of the minimum value storage memory 36. The determination is made at 37, and the sampling point having the maximum value is output as the clock timing.

【0016】同様に図1Bの瞬時電力の最大値となる点
のエンベロープ38の最小値となる点は、クロックタイ
ミングP1 となるから請求項4の発明では図2Fに示す
ように検出した瞬時電力は最大値記憶メモリ39に記憶
され、そのメモリ39における最大値中の最小値が判定
手段41で判定され、その最小値となるサンプリング点
がクロックタイミングとして出力される。
Similarly, since the minimum value of the envelope 38 at the maximum instantaneous power value in FIG. 1B is the clock timing P 1 , the instantaneous power detected as shown in FIG. Is stored in the maximum value storage memory 39, the minimum value among the maximum values in the memory 39 is determined by the determination means 41, and the sampling point having the minimum value is output as the clock timing.

【0017】図2D、E、Fにそれぞれ示した場合にお
いても、図2A、B、Cについて述べたと同様に最初か
ら全サンプリング点に注目するのではなく3つのサンプ
リング点に注目して各最大値或いは最小値を得るように
することもできる。つまりこのように各サンプリング点
について順次全てを計算していくと計算速度が間に合わ
ないため、3つのサンプリング点に注目して演算をする
ことによって全体としては演算時間を少なくすることが
可能となる。又、上述においては瞬時電力検出手段12
の出力として開平器24の出力を用いたが、その前の加
算器23の出力を瞬時電力として用いてもよい。更に一
般的にはM相PSK変調波の瞬時同相成分a(t)の2
n乗(nは1以上の整数)と瞬時直交成分b(t)の2
n乗との和Pp又はPpのn乗根Pq= n√Ppを検出
し、Pp又はPqについて分散値、標準偏差、平均値、
最小値の最大、最大値の最小の各サンプリング点を求め
るようにしてもよい。更に一般的にはa(t)の絶対値
のx乗と瞬時直交成分b(t)の絶対値のy乗との和P
のz乗(x,y,zは0でない実数)P=(|a(t)
x +|b(t)|y z を検出して行ってもよい。こ
の場合で最小値を求める場合でx,yが負の場合は最小
を求め、同様に最大値を求める場合はx,yが負の場合
は最大を求めることになる。x=y=3、z=1、つま
り|a(t)|3 +|b(t)|3 を求め、その分散値
を求めると|a(t)|2 +|b(t)|2 (x=y=
z,z=1)の分散値よりも図4に示すように、その分
散値曲線の曲がりが急であって、最小値のタイミングの
判定が容易かつ正確になる。x=y=4にすると分散値
曲線の曲がりが更に急になる。演算を簡素化する点では
|a(t)|+|b(t)|つまりx=y=z=1でも
よい。xとyとを異ならせ、例えばx=2.5、y=2、
z=1、つまり|a(t)|2.5 +|b(t)| 2 とし
て、前述したように分散値などを求めてクロックタイミ
ングを求めると、a(t)の成分がb(t)成分より強
く寄与することになる。
In the cases shown in FIGS. 2D, 2E and 2F, respectively.
However, if it is the same as described in FIGS. 2A, 2B and 2C,
3 sumps instead of focusing on all sampling points
Pay attention to the ring point and obtain each maximum or minimum value
You can also do it. So each sampling point like this
If you calculate all of
Since there is no such calculation, pay attention to the three sampling points
By doing so, it is possible to reduce the calculation time as a whole.
It will be possible. Also, in the above, the instantaneous power detection means 12
The output of the square root breaker 24 was used as the output of
The output of the calculator 23 may be used as the instantaneous power. One more
Generally, the instantaneous in-phase component a (t) of the M-phase PSK modulated wave is 2
2 of the nth power (n is an integer of 1 or more) and the instantaneous orthogonal component b (t)
Sum Pp with nth power or nth root Pq of Pp =n√ Detect Pp
Then, for Pp or Pq, the variance value, standard deviation, average value,
Find the maximum sampling point of minimum and minimum sampling point of maximum
You may do it. More generally, the absolute value of a (t)
Sum of the power of x and the power of y of the absolute value of the instantaneous orthogonal component b (t) P
Z power (x, y, z are real numbers that are not 0) P = (| a (t)
x+ | B (t) |y)zMay be detected. This
Is the minimum when x and y are negative in the case of
To obtain the maximum value, and when x and y are negative,
Will seek the maximum. x = y = 3, z = 1, tab
R | a (t) |3+ | B (t) |3And its variance
Is obtained | a (t) |2+ | B (t) |2(X = y =
As shown in FIG. 4, the variance value of z, z = 1)
The curve of the spread curve is sharp and the timing of the minimum value
Judgment is easy and accurate. Dispersion value when x = y = 4
The curve becomes sharper. In terms of simplifying calculations
| A (t) | + | b (t) | That is, x = y = z = 1
Good. Differentiate x and y, for example x = 2.5, y = 2,
z = 1, that is, | a (t) |2.5+ | B (t) | 2age
Then, as described above, the clock timing is calculated by obtaining the variance value.
The component of a (t) is stronger than the component of b (t).
Will contribute a lot.

【0018】図5Aに請求項6の発明の実施例を示す。
I信号とQ信号は符号反転検出器45に入力され、図5
Bに示すようにI信号とQ信号それぞれが1シンボル前
と比べ符号が反転している状態を検出する。この符号反
転を調べるには、1シンボル遅延したものと遅延しない
ものとを掛け算して、符号が負となることで、あるいは
両者の排他的論理和をとって判別できる。この状態が検
出された1シンボル間におけるI2 +Q2 の最小点を最
小点判定部46で検出する。1シンボル間に区切った点
の両端が丁度最小点、またはその近くになるような場合
は、符号反転の検出が不正確になる。この様な場合を救
済するには、半シンボルシフトした点で行えばより正確
になる。初期の段階では、このように、半シンボルごと
に符号の判定を行うほうがよい。最小値判定部40で
は、現時点と1シンボル前までの間を等間隔で刻み、例
えば25点で刻み、その各点のI2 +Q2 の値を調べ、
図5Cに示すように最小となる点を求め、この時点のタ
イミングから半シンボルずれたところをクロックタイミ
ングとして決定する。
FIG. 5A shows an embodiment of the invention of claim 6.
The I signal and the Q signal are input to the sign inversion detector 45, which is shown in FIG.
As shown in B, the state where the sign of each of the I signal and the Q signal is inverted compared to the one symbol before is detected. In order to check the sign inversion, it is possible to determine by multiplying the one delayed by one symbol and the one not delayed so that the sign becomes negative, or by taking the exclusive OR of both. The minimum point determination unit 46 detects the minimum point of I 2 + Q 2 in one symbol in which this state is detected. If both ends of a point separated between one symbol are at or near the minimum point, the sign inversion detection will be inaccurate. In order to relieve such a case, it is more accurate if it is performed at a point shifted by half a symbol. In the initial stage, it is better to judge the code for each half symbol in this way. In the minimum value determination unit 40, the current time and the one symbol before are marked at equal intervals, for example, at 25 points, and the value of I 2 + Q 2 at each point is checked,
As shown in FIG. 5C, the minimum point is obtained, and the position shifted by half a symbol from the timing at this point is determined as the clock timing.

【0019】このクロック抽出の方法は、データを1シ
ンボル間だけ蓄積すれば求めることができる。実時間の
処理で、計算量を短縮する必要のある場合には、1シン
ボル間すべての点の処理を行わず、点数を適宜減らして
もよい。最小では2点だけでI2 +Q2 を計算し、小さ
い方にクロックをシフトし、次のデータでも同様のこと
をすれば、順次正しいクロックタイミングに近づいてい
く。シフトしない場合は、判定点をそのままにし、反対
方向の点と比較し、そちらが小さければその方向にシフ
トし、そうでなければ、その点が最小点となる。もう少
しクロック抽出を速くするには、3点を計算し、最小値
の方にシフトする方法もある。さらに、2点或いは数点
で判定する場合でも、隣り合った時点で無く、間隔をあ
けてもよい。初期には間隔をあけ、時間経過と共に間隔
を小さくしてもよい。このようにすれば、計算量を少な
くし、クロック抽出時間を速くすることができる。
This clock extraction method can be obtained by accumulating data for only one symbol. When it is necessary to reduce the amount of calculation in real-time processing, the number of points may be appropriately reduced without performing processing for all points in one symbol. At a minimum, I 2 + Q 2 is calculated with only two points, the clock is shifted to the smaller side, and the same process is performed on the next data, and the correct clock timing is sequentially approached. If it is not shifted, the decision point is left as it is and compared with a point in the opposite direction. If it is smaller, the point is shifted in that direction, and if not, that point becomes the minimum point. To make the clock extraction a little faster, there is also a method of calculating three points and shifting to the minimum value. Further, even when the determination is made by two points or several points, the intervals may be provided instead of the adjacent points. The interval may be initially set, and may be reduced over time. By doing so, the amount of calculation can be reduced and the clock extraction time can be shortened.

【0020】この場合の最小値判定においても、(|I
x +|Q|y z (但し、x,y,zはゼロでない実
数)を用いてもよい。図5Aのクロック抽出は、I,Q
信号が同時に符号反転していれば、どのような信号でも
クロック抽出が可能である。また、データを1シンボル
間以上の蓄積の必要はなく、簡単になる。計算量はやや
多いが、従来のIまたは、Qの一方のゼロクロス点だけ
でクロック抽出する方式より、周波数オフセットのある
信号に対しても確実にクロックタイミングを抽出するこ
とができる。
Even in the determination of the minimum value in this case, (│I
| X + | Q | y ) z (where x, y, and z are real numbers that are not zero) may be used. The clock extraction of FIG.
Clocks can be extracted from any signal as long as the signals are simultaneously sign-inverted. Further, it is not necessary to store data for one symbol or more, which simplifies. Although the amount of calculation is a little large, it is possible to reliably extract the clock timing even for a signal having a frequency offset, as compared with the conventional method of extracting the clock only at one zero-cross point of I or Q.

【0021】以上の説明から理解されるようにPの時間
経過の折返し点を監視したり、微分値の状態など、一般
的にPの変化状態からクロックタイミングを判定するこ
とができる。
As can be understood from the above description, the clock timing can be generally judged from the changing state of P, such as monitoring the turning point of P over time and the state of the differential value.

【0022】局部信号発生器13、直交検波器14もデ
ジタル回路で構成してもよい。また入力信号がI信号、
Q信号として与えられる場合もあり、この場合はデジタ
ル処理とし、この入力信号と局部信号とを直交検波の代
わりに複素乗算を行うことになる。このようにI信号、
Q信号を入力し、デジタル処理し、その入力ベースバン
ド信号の搬送波周波数の基準周波数に対するずれがゼロ
の場合は局部信号の周波数はゼロとし、入力信号の搬送
波周波数の基準周波数のずれに応じた周波数の局部信号
を発生して、周波数ずれを補正する場合にもこの発明は
適用される。
The local signal generator 13 and the quadrature detector 14 may also be constituted by digital circuits. Also, the input signal is the I signal,
It may be given as a Q signal. In this case, digital processing is performed, and the input signal and the local signal are subjected to complex multiplication instead of quadrature detection. I signal like this,
When the Q signal is input and digitally processed and the deviation of the carrier frequency of the input baseband signal with respect to the reference frequency is zero, the frequency of the local signal is set to zero, and the frequency corresponding to the deviation of the reference frequency of the carrier frequency of the input signal. The present invention is also applied to the case where the local signal of 1 is generated to correct the frequency shift.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば入
力信号の搬送波と局部信号の周波数との間に誤差があっ
ても、これに関係なくクロックタイミングを正しく抽出
することができる。従って搬送波位相誤差検出部におい
ては位相ずれも正しく検出することが可能となり局部信
号の入力信号に対する周波数追従を広い範囲で行うこと
ができ、しかも速く同期させることが可能となり、安定
に動作することになる。
As described above, according to the present invention, even if there is an error between the carrier wave of the input signal and the frequency of the local signal, the clock timing can be correctly extracted regardless of the error. Therefore, the carrier phase error detection unit can correctly detect the phase shift, can perform the frequency tracking of the input signal of the local signal in a wide range, and can synchronize the signals quickly, thereby ensuring stable operation. Become.

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

【図1】Aは請求項2の発明の実施例を示すブロック
図、Bは瞬時電力のアイパターンを示す図、Cは瞬時電
力の分散値及び平均値を示す図である。
1A is a block diagram showing an embodiment of the invention of claim 2, B is a diagram showing an eye pattern of instantaneous power, and C is a diagram showing a dispersion value and an average value of instantaneous power.

【図2】A、B、Cは分散値の最小点を求める手法を説
明するための図、Dは請求項3の発明の要部を示すブロ
ック図、Eは請求項4の発明の実施例の要部を示すブロ
ック図、Fは請求項5の発明の要部を示すブロック図で
ある。
2A, 2B and 2C are diagrams for explaining a method for obtaining a minimum point of a variance value, D is a block diagram showing an essential part of the invention of claim 3, and E is an embodiment of the invention of claim 4. Is a block diagram showing an essential part of the invention, and F is a block diagram showing an essential part of the invention of claim 5.

【図3】Aは搬送波周波数オフセットが無い場合のアイ
パターンを示す図、Bは周波数オフセットが有る場合の
アイパターンを示す図である。
FIG. 3A is a diagram showing an eye pattern when there is no carrier frequency offset, and B is a diagram showing an eye pattern when there is a frequency offset.

【図4】P=|a(t)|x +|b(t)|y における
x=y=2、x=y=3、x=y=4の各場合のPの分
散値を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a variance value of P in each case of x = y = 2, x = y = 3, and x = y = 4 in P = | a (t) | x + | b (t) | y . .

【図5】Aは請求項6の発明の実施例を示すブロック
図、B、Cはその説明に供する図である。
FIG. 5A is a block diagram showing an embodiment of the invention of claim 6, and B and C are diagrams used for the explanation.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 M相(M=2n ,nは1以上の整数)P
SK変調信号の瞬時同相成分a(t)の絶対値のx乗と
瞬時直交成分b(t)の絶対値のy乗との和Pのz乗
(x,y,zは共に0でない実数)をシンボル周期を等
間隔に分割した点ごとに検出する瞬時電力検出手段と、 上記検出したPの変化状態からクロックタイミングを判
定する判定手段と、 を具備するM相PSK変調のクロック抽出器
1. M phase (M = 2 n , n is an integer of 1 or more) P
Sum of the absolute value of the instantaneous in-phase component a (t) of the SK modulated signal to the power of y and the absolute value of the instantaneous quadrature component b (t) to the power of z (x, y, and z are real numbers that are not 0) M-phase PSK modulation clock extractor comprising: instantaneous power detection means for detecting each symbol period at equal intervals, and determination means for determining clock timing from the detected change state of P.
【請求項2】 上記判定手段は、上記検出したPの分散
値あるいは標準偏差をシンボル周期を等間隔に分割した
点ごとに演算する演算手段と、上記演算した分散値ある
いは標準偏差が最小値となるタイミングをクロックタイ
ミングとする手段とよりなることを特徴とする請求項1
記載のM相PSK変調のクロック抽出器。
2. The calculating means calculates the dispersion value or standard deviation of the detected P for each point obtained by dividing the symbol period into equal intervals, and the calculated dispersion value or standard deviation is the minimum value. 2. A means for setting the timing to be a clock timing.
A clock extractor for M-phase PSK modulation as described.
【請求項3】 上記判定手段は、上記検出したPの平均
値をシンボル周期を等間隔に分割した点ごとに演算する
演算手段と、上記演算した平均値が最大となるタイミン
グをクロックタイミングとする手段とよりなることを特
徴とする請求項1記載のM相PSK変調のクロック抽出
器。
3. The determination means calculates the average value of the detected P for each point obtained by dividing the symbol period at equal intervals, and the timing at which the calculated average value is maximum is the clock timing. The clock extractor for M-phase PSK modulation according to claim 1, further comprising:
【請求項4】 上記判定手段は、上記検出したPを、シ
ンボル周期を等間隔に分割した点ごとに比較し、その最
小値が最大となるタイミングをクロックタイミングとす
る手段であることを特徴とする請求項1記載のM相PS
K変調のクロック抽出器。
4. The determining means is means for comparing the detected P at each point obtained by dividing a symbol period into equal intervals, and setting a timing at which the minimum value becomes maximum as a clock timing. The M-phase PS according to claim 1,
K-modulated clock extractor.
【請求項5】 上記判定手段は、上記検出したPを、シ
ンボル周期を等間隔に分割した点ごとに比較し、その最
大値が最小となるタイミングをクロックタイミングとす
る手段であることを特徴とする請求項1記載のM相PS
K変調のクロック抽出器。
5. The determining means is means for comparing the detected P at each point obtained by dividing a symbol period into equal intervals, and setting a timing at which the maximum value is minimum as a clock timing. The M-phase PS according to claim 1,
K-modulated clock extractor.
【請求項6】 上記判定手段は、1シンボル期間内に上
記瞬時同相成分a(t)と、上記瞬時直交成分b(t)
とが同時に符号を反転する状態を検出する手段と、その
検出状態における上記1シンボル期間内で上記和Pが最
小となる時点を検出する手段と、その検出した時点から
半シンボル周期ずれた点をクロックタイミングとする手
段とよりなることを特徴とする請求項1記載のM相PS
K変調のクロック抽出器。
6. The determining means includes the instantaneous in-phase component a (t) and the instantaneous quadrature component b (t) within one symbol period.
And a means for detecting a state in which the sign is inverted at the same time, a means for detecting a time point when the sum P becomes the minimum in the one symbol period in the detection state, and a point deviated from the detected time point by a half symbol period. The M-phase PS according to claim 1, further comprising means for setting a clock timing.
K-modulated clock extractor.
【請求項7】 上記xとyとは互いに等しい整数であ
り、かつ上記zは1であることを特徴とする請求項1乃
至6のいずれかに記載のM相PSK変調のクロック抽出
器。
7. The clock extractor for M-phase PSK modulation according to claim 1, wherein x and y are integers equal to each other, and z is 1.
【請求項8】 上記判定手段は1シンボル期間内で、上
記瞬時同相成分a(t)及び瞬時直交成分b(t) が、いず
れも符号反転する状態を検出する手段と、その状態が検
出された時の上記1シンボル期間中の2サンプリング点
のa(t)2+b(t)2を計算し、その少ない方の点にサンプ
リング点をシフトすることにより順次サンプリング点を
a(t)2+b(t)2の最小点に近づけて最小となるサンプリ
ング点から半シンボル周期ずれた点をクロックタイミン
グとする手段とを有することを特徴とした請求項1記載
のクロック抽出器。
8. The determining means detects a state in which the instantaneous in-phase component a (t) and the instantaneous quadrature component b (t) are both sign-reversed within one symbol period, and the state is detected. Then, a (t) 2 + b (t) 2 of the two sampling points in the above 1 symbol period is calculated, and the sampling points are shifted to the smaller one, thereby sequentially a (t) 2 + b 2. The clock extractor according to claim 1, further comprising means for setting a clock timing at a point shifted by a half symbol period from a sampling point which is closest to the minimum point of (t) 2 .
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JP2010050594A (en) * 2008-08-20 2010-03-04 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd Symbol timing reproducing device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60109952A (en) * 1983-11-18 1985-06-15 Nec Corp Squelch signal generating circuit
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