JPH0773289B2 - 位相復調器 - Google Patents
位相復調器Info
- Publication number
- JPH0773289B2 JPH0773289B2 JP59167142A JP16714284A JPH0773289B2 JP H0773289 B2 JPH0773289 B2 JP H0773289B2 JP 59167142 A JP59167142 A JP 59167142A JP 16714284 A JP16714284 A JP 16714284A JP H0773289 B2 JPH0773289 B2 JP H0773289B2
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- Japan
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- phase
- circuit
- phase difference
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- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/233—Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation
- H04L27/2332—Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation using a non-coherent carrier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は位相変調信号の復調器に関する。
（従来技術とその問題点） 位相変調信号の復調には特性の優れた同期検波が専ら用
いられているが、検波の際、送信搬送波と同一の参照搬
送波が必要である。この為、同参照搬送波が受信側で再
生される様に、情報を送信する前に送信側から送信搬送
波だけを一定期間送信するのが普通である。そして、そ
の後、受信側で参照搬送波が準備された後、はじめて位
相変調信号が送信されることになる。送信側が送信搬送
波を送出する時間は全く情報伝送から見れば無駄時間で
あるので、これは短かい程良いと言うことになる。そこ
で受信側の参照搬送波発生器（搬送波再生回路）はかな
り広い帯域の同期系を用意し、比較的短いアクジション
時間で、搬送波同期を完了させることになる。帯域の広
さは情報受信時には入力雑音の影響を強く受ける結果を
招き、サイクル・スリップの多発に見まわれることにな
る。
いられているが、検波の際、送信搬送波と同一の参照搬
送波が必要である。この為、同参照搬送波が受信側で再
生される様に、情報を送信する前に送信側から送信搬送
波だけを一定期間送信するのが普通である。そして、そ
の後、受信側で参照搬送波が準備された後、はじめて位
相変調信号が送信されることになる。送信側が送信搬送
波を送出する時間は全く情報伝送から見れば無駄時間で
あるので、これは短かい程良いと言うことになる。そこ
で受信側の参照搬送波発生器（搬送波再生回路）はかな
り広い帯域の同期系を用意し、比較的短いアクジション
時間で、搬送波同期を完了させることになる。帯域の広
さは情報受信時には入力雑音の影響を強く受ける結果を
招き、サイクル・スリップの多発に見まわれることにな
る。
（発明の目的） 本発明の目的は、無駄情報と言うべき送信側からの搬送
波信号を受けることなしに、しかも入力雑音の影響も受
けにくい狭帯域の位相同期系を用いて位相変調信号を復
調しようとするものである。
波信号を受けることなしに、しかも入力雑音の影響も受
けにくい狭帯域の位相同期系を用いて位相変調信号を復
調しようとするものである。
（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明は、Ｋ相位相変調信
号に対し、前記Ｋ相位相変調信号のキャリアと固定発振
器の出力との位相差を検出する位相差検出器と、前記位
相差検出器の出力をサンプルし、X1からXNまでのＮ個の
サンプル値を得るサンプル回路と、前記サンプル回路の
出力Xi（ｉ＝1,2,・・・,N）を記憶する記憶回路と、前
記サンプル回路の出力Xiより変調による位相変化を２π
/kで除した余りをPiとし、PiとPi-1（２≦ｉ≦Ｎ）との
位相差Diを順次P1に加え、 と前記累積値Aiのサンプル時刻tiを得る累積回路と、前
記累積値Aiの平均値と前記累積値Aiの前記サンプル時
刻tiの平均値を求める平均値回路と、前記累積値Ai及
び前記累積値Aiの前記サンプル時刻tiが供給され、前記
出力Xiの初期位相差θ０の と、位相差増加速度△ωの とを最小２乗近似により得る位相差推定回路と、前記位
相差推定回路の出力と前記記憶回路の出力とから復調信
号を得る位相差吸収回路とを設けたものである。
号に対し、前記Ｋ相位相変調信号のキャリアと固定発振
器の出力との位相差を検出する位相差検出器と、前記位
相差検出器の出力をサンプルし、X1からXNまでのＮ個の
サンプル値を得るサンプル回路と、前記サンプル回路の
出力Xi（ｉ＝1,2,・・・,N）を記憶する記憶回路と、前
記サンプル回路の出力Xiより変調による位相変化を２π
/kで除した余りをPiとし、PiとPi-1（２≦ｉ≦Ｎ）との
位相差Diを順次P1に加え、 と前記累積値Aiのサンプル時刻tiを得る累積回路と、前
記累積値Aiの平均値と前記累積値Aiの前記サンプル時
刻tiの平均値を求める平均値回路と、前記累積値Ai及
び前記累積値Aiの前記サンプル時刻tiが供給され、前記
出力Xiの初期位相差θ０の と、位相差増加速度△ωの とを最小２乗近似により得る位相差推定回路と、前記位
相差推定回路の出力と前記記憶回路の出力とから復調信
号を得る位相差吸収回路とを設けたものである。
（発明の原理） 次に本発明に付いて図面を参照して詳細に説明する。
第１図（１）〜（６）は０−π位相の２相変調波を送信
搬送波とΔωrad/s異る受信側参照搬送波に対して位相
差検出を複素数表示で行った時の復調出力を示してい
る。同参照搬送波は第１図（１）に示す通り送信搬送波
とΘ０なる初期位相差が存在するものとする。この２相
変調波を正しく復調する為には、△ωとΘ０とを正確に
推定し、図に示された復調信号に対し、−（△ωｔ＋Θ
０）なる位相補正を行う必要がある。第１図の（１）か
ら（６）は、不規則なサンプル周期でt1,t2,……,t0と
復調信号をサンプルしたものであるので第１図（１）と
（２）との位相差ΘD1がそのまま△ω（t2−t1）となっ
ている。従って△ωはΘD/（t2−t1）として求められ
る。（２）と（３）との位相差も０−π変調が掛ってい
ない場合、又はサンプル間隔が１シンボル以内場合に
は、△ωは、（１）と（２）の場合と等しくなる所であ
るが、この場合には（ΘD2＋π）となっている。同様に
（３）と（４）、（４）と（５）、（５）と（６））も
変調による位相変化が重畳されている場合を示した。サ
ンプル間にある変調による位相変化は必ず±πである。
そこで連続するサンプル間の位相変化の内、±πの変化
は変調によるものとして、減じて考えることにより本来
のΘDi（＝△ω（ti−ti-1）が観測できる。一般にＫ位
相変調信号に対しては、変調による位相変化は２π/k
（rad）であるので、送受信相互の搬送波周波数差によ
る本来の位相変化Piは、各サンプル値Xiより変調による
位相変化を２π/kラジアンの法（モジュロー演算；位相
変化を２π/kラジアンで割った余り）をとることにより
求めることができる。そして、この位相変化Piより各サ
ンプル間の位相変化Diは、PiとPi-1の位相差で求めるこ
とができる。
搬送波とΔωrad/s異る受信側参照搬送波に対して位相
差検出を複素数表示で行った時の復調出力を示してい
る。同参照搬送波は第１図（１）に示す通り送信搬送波
とΘ０なる初期位相差が存在するものとする。この２相
変調波を正しく復調する為には、△ωとΘ０とを正確に
推定し、図に示された復調信号に対し、−（△ωｔ＋Θ
０）なる位相補正を行う必要がある。第１図の（１）か
ら（６）は、不規則なサンプル周期でt1,t2,……,t0と
復調信号をサンプルしたものであるので第１図（１）と
（２）との位相差ΘD1がそのまま△ω（t2−t1）となっ
ている。従って△ωはΘD/（t2−t1）として求められ
る。（２）と（３）との位相差も０−π変調が掛ってい
ない場合、又はサンプル間隔が１シンボル以内場合に
は、△ωは、（１）と（２）の場合と等しくなる所であ
るが、この場合には（ΘD2＋π）となっている。同様に
（３）と（４）、（４）と（５）、（５）と（６））も
変調による位相変化が重畳されている場合を示した。サ
ンプル間にある変調による位相変化は必ず±πである。
そこで連続するサンプル間の位相変化の内、±πの変化
は変調によるものとして、減じて考えることにより本来
のΘDi（＝△ω（ti−ti-1）が観測できる。一般にＫ位
相変調信号に対しては、変調による位相変化は２π/k
（rad）であるので、送受信相互の搬送波周波数差によ
る本来の位相変化Piは、各サンプル値Xiより変調による
位相変化を２π/kラジアンの法（モジュロー演算；位相
変化を２π/kラジアンで割った余り）をとることにより
求めることができる。そして、この位相変化Piより各サ
ンプル間の位相変化Diは、PiとPi-1の位相差で求めるこ
とができる。
今、搬送波周波数差によるサンプル値Xiまでの位相変化
量AiはDiの累積値により で求めることができる。
量AiはDiの累積値により で求めることができる。
第２図は第１図に示した６つのａ（t1）,b（t2）,d
（t3）,f（t4）,h（t5）,j（t6）のサンプル値から求め
たAiをプロットしたものを示している。第２図が与えら
れると、Θ０は直線2000が縦軸を横切る値、またΔωは
直線2000の傾斜であることが分る。
（t3）,f（t4）,h（t5）,j（t6）のサンプル値から求め
たAiをプロットしたものを示している。第２図が与えら
れると、Θ０は直線2000が縦軸を横切る値、またΔωは
直線2000の傾斜であることが分る。
無線通信に於いては、入力雑音を零と考えることはでき
ないので、各サンプル値Xiも入力雑音の外乱を受けてい
る。従ってAiも第２図に示す様にきれいな直線上に並ぶ
ことは期待できない。第３図はこの様子を示している。
この図は（A1,t1），（A2,t2），……（Ai,ti），……
（A11,t11）までの11点より成っている。これらの点を
もとにΔωとΘ０を推定することになる。これは全11点
に対し、自乗誤差最少となる直線3000を求める問題にな
る。同問題に付いては以下の様な解が知られている。
ないので、各サンプル値Xiも入力雑音の外乱を受けてい
る。従ってAiも第２図に示す様にきれいな直線上に並ぶ
ことは期待できない。第３図はこの様子を示している。
この図は（A1,t1），（A2,t2），……（Ai,ti），……
（A11,t11）までの11点より成っている。これらの点を
もとにΔωとΘ０を推定することになる。これは全11点
に対し、自乗誤差最少となる直線3000を求める問題にな
る。同問題に付いては以下の様な解が知られている。
直線3000を と表わすとすると、 は、それぞれ 但し、，はそれぞれAi,tiの平均値なる式でΘ0,△
ωの推定値、 が求められる。
ωの推定値、 が求められる。
これは、統計学の一手法である回帰推定を応用したもの
である。（Ai,ti）より直線3000にAi軸に平行に直線を
降ろした時の長さLiは で表わされる。この（３）式の自乗平均S2を考えると となり、この右辺が最小となるための を求めることにより、 は△ω，Θ０の推定値となる（４）式を展開した結果が
（２）式である。
である。（Ai,ti）より直線3000にAi軸に平行に直線を
降ろした時の長さLiは で表わされる。この（３）式の自乗平均S2を考えると となり、この右辺が最小となるための を求めることにより、 は△ω，Θ０の推定値となる（４）式を展開した結果が
（２）式である。
よって（２）式より とが求まれば、各サンプル値Xiを とすることにより、位相誤差が吸収されたことになる。
（実施例） 第４図は以上の原理を具体化した本発明の一実施例を示
すブロック図である。図中１は位相差検出器で、送信搬
送波にかなり近く設定され を出力する固定発振器10、複素掛算器11、複素低域波
器12より成っていて複素表示（ｅｊθｅ）で位相差を検
出する。２は位相差検出器１の複素出力のデータのアイ
（目）が最も良く開いたタイミングで同出力をシンボル
・レートでサンプルしX1からXNまでのサンプル値を時間
t1からtNまでの間で得るサンプル回路、３はΘ０と△ω
の推定をするためのデータを作る部分で、サンプル回路
２より、サンプル開始時からｉ番目のサンプル値までの
時間tiを発生する回路30と、各サンプル値Xiの位相変化
の法（モジュロー）２π/kの角位相表示PiからXiとXi-1
の位相変化DiをPiとPi-1の差により求め、これを順次X1
の位相角P1に加え を得る位相変動検出器31とを含む累積回路、４は平均値
回路で、tiの平均値を求める40とAiの平均値を求める41
から成る。５は先の第（２）式の演算をして を導出する位相差推定回路である。
すブロック図である。図中１は位相差検出器で、送信搬
送波にかなり近く設定され を出力する固定発振器10、複素掛算器11、複素低域波
器12より成っていて複素表示（ｅｊθｅ）で位相差を検
出する。２は位相差検出器１の複素出力のデータのアイ
（目）が最も良く開いたタイミングで同出力をシンボル
・レートでサンプルしX1からXNまでのサンプル値を時間
t1からtNまでの間で得るサンプル回路、３はΘ０と△ω
の推定をするためのデータを作る部分で、サンプル回路
２より、サンプル開始時からｉ番目のサンプル値までの
時間tiを発生する回路30と、各サンプル値Xiの位相変化
の法（モジュロー）２π/kの角位相表示PiからXiとXi-1
の位相変化DiをPiとPi-1の差により求め、これを順次X1
の位相角P1に加え を得る位相変動検出器31とを含む累積回路、４は平均値
回路で、tiの平均値を求める40とAiの平均値を求める41
から成る。５は先の第（２）式の演算をして を導出する位相差推定回路である。
７は第（３）式に示した搬送波位相誤差を修正する為に
位相回転を行なわせる位相差吸収回路で、e-j（△ω（t
i−t1）＋Θ０）を出力する演算回路71と同回路出力とX
iとの複素積をとる掛算器70から成っている。８は記憶
回路で とを推定終了後、位相誤差補正する為にサンプル値X1〜
XNを記憶するためのものである。
位相回転を行なわせる位相差吸収回路で、e-j（△ω（t
i−t1）＋Θ０）を出力する演算回路71と同回路出力とX
iとの複素積をとる掛算器70から成っている。８は記憶
回路で とを推定終了後、位相誤差補正する為にサンプル値X1〜
XNを記憶するためのものである。
また１の位相差検出器も複素表示（ｅｊθｅ）での出力
に代って０〜２πまでの角位相表示の出力のものを採用
すれば、複素表示から角位相表示への変換が不用になり
利点も多い。
に代って０〜２πまでの角位相表示の出力のものを採用
すれば、複素表示から角位相表示への変換が不用になり
利点も多い。
（発明の効果） 以上詳細に説明した通り、本発明によれば送信側から搬
送波信号を受ける必要がなく、かつ雑音の影響も受けに
くい位相変調復調器を得ることができ、実用上の利点は
きわめて大である。
送波信号を受ける必要がなく、かつ雑音の影響も受けに
くい位相変調復調器を得ることができ、実用上の利点は
きわめて大である。
第１図（１）〜（６）は２相PSKの送受搬送波の周波数
ずれによる位相回転の様子を説明する為の図、 第２図は同周波数ずれによる位相変化を時間を横縦に示
した図、第３図は第２図に対して入力雑音を考慮した時
の図、第４図は本発明の一実施例のブロック図である。 図中 １……位相差検出器、２……サンプル回路、３…
…累積回路、４……平均値回路、５……位相差推定回
路、７……位相差吸収回路、８……記憶回路。
ずれによる位相回転の様子を説明する為の図、 第２図は同周波数ずれによる位相変化を時間を横縦に示
した図、第３図は第２図に対して入力雑音を考慮した時
の図、第４図は本発明の一実施例のブロック図である。 図中 １……位相差検出器、２……サンプル回路、３…
…累積回路、４……平均値回路、５……位相差推定回
路、７……位相差吸収回路、８……記憶回路。
Claims (1)
- 【請求項１】Ｋ相位相変調信号に対し、前記Ｋ相位相変
調信号のキャリアと固定発振器の出力との位相差を検出
する位相差検出器と、 前記位相差検出器の出力をサンプルし、X1からXNまでの
Ｎ個のサンプル値を得るサンプル回路と、 前記サンプル回路の出力Xi（ｉ＝1,2,・・・,N）を記憶
する記憶回路と、 前記サンプル回路の出力Xiより変調による位相変化を２
π/kで除した余りをPiとし、PiとPi-1（２≦ｉ≦Ｎ）と
の位相差Diを順次P1に加え、 と前記累積値Aiのサンプル時刻tiを得る累積回路と、 前記累積値Aiの平均値と前記累積値Aiの前記サンプル
時刻tiの平均値を求める平均値回路と、 前記累積値Ai及び前記累積値Aiの前記サンプル時刻tiが
供給され、前記出力Xiの初期位相差θ０の と、位相差増加速度△ωの とを最小２乗近似により得る位相差推定回路と、 前記位相差推定回路の出力と前記記憶回路の出力とから
復調信号を得る位相差吸収回路と を備えたことを特徴とする位相復調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167142A JPH0773289B2 (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 位相復調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167142A JPH0773289B2 (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 位相復調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6145661A JPS6145661A (ja) | 1986-03-05 |
| JPH0773289B2 true JPH0773289B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=15844200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59167142A Expired - Lifetime JPH0773289B2 (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 位相復調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773289B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252014A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 位相同期方式 |
| JP3348661B2 (ja) * | 1998-10-09 | 2002-11-20 | 双葉電子工業株式会社 | キャリア位相追従装置および周波数ホッピング受信装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937757A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-01 | Nec Corp | 位相変調復調器 |
-
1984
- 1984-08-09 JP JP59167142A patent/JPH0773289B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6145661A (ja) | 1986-03-05 |
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