JPH0923248A - Fsk復調回路 - Google Patents

Fsk復調回路

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JPH0923248A
JPH0923248A JP17229395A JP17229395A JPH0923248A JP H0923248 A JPH0923248 A JP H0923248A JP 17229395 A JP17229395 A JP 17229395A JP 17229395 A JP17229395 A JP 17229395A JP H0923248 A JPH0923248 A JP H0923248A
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JP
Japan
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waveform
component
frequency deviation
value
absolute value
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JP17229395A
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English (en)
Inventor
Yasuhide Tanaka
康英 田中
Hisahiro Nemoto
寿浩 根本
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Japan Radio Co Ltd
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Japan Radio Co Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な回路構成で正確にFSK変調波からデ
ータを復調可能にする。 【解決手段】 メモリ105上に、FSK変調に係る周
波数偏位f1 ,f2 及び初期位相φ1 〜φ4 の組合せに
対応付けて、参照波形に係るデータをフィルタ係数とし
て記憶しておく。メモリ105上のフィルタ係数を周波
数偏位の絶対値と初期位相の組み合わせ1つ毎に順次読
み出し、ベースバンド受信信号のサンプリングデータと
の相関フィルタリング演算を行う。その結果いずれかの
参照波形に関し大きな波形相関値が得られた場合にこの
参照波形の初期位相に対し90°ずれた初期位相を有す
る参照波形に関し再度波形相関値を求める。これら2種
類の参照波形に関し求められた波形相関値の符号の関係
に従い周波数偏位の符号を特定し、かつこれらの参照波
形に対応する周波数偏位の絶対値をも用いて、データを
復調する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル情報の
通信等において使用されるFSK(周波数シフトキーイ
ング)復調回路に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】FSK
変調された信号を検波するには、一般に、当該FSK変
調に係る周波数偏位±fn (n=1,2,…)毎に、包
絡線検波回路を設けねばならない。本発明は、このよう
な問題点を解決することを課題としてなされたものであ
り、直交信号と参照波形との波形相関値を検出すること
により、より簡素な構成でかつより正確に、FSK変調
波に係る周波数偏位を検出可能とし、ひいてはFSK変
調データをより正確に判定再生可能にすることを目的と
する。
【0003】
【発明の概要】このような目的を達成するために、本発
明の第1の構成に係るFSK復調回路は、多値の変調デ
ータに対応する複数通りの周波数偏位を以てFSK変調
されている受信信号を、その周波数偏位を保存しなが
ら、直交信号に変換する手段と、受信信号が採り得る波
形を示す複数通りの参照波形を周波数偏位に対応付けて
予め記憶しておく手段と、上記複数通りの参照波形に属
しかつ直交信号との波形相関値が所定値を超える注目波
形に対応する周波数偏位を、受信信号の周波数偏位とし
て検出する手段と、受信信号の周波数偏位に基づき変調
データの値を判定する手段と、を備えることを特徴とす
る。
【0004】本構成においては、いわゆる直交同期検波
が応用される。直交同期検波とは、PSK(位相シフト
キーイング)変調された信号を検波する方法として広く
用いられている方法であり、送信側に同期しながら受信
波を直交信号(I,Q)に変換する方法である。直交同
期検波の際にはまず局部発振信号cos(2πfLOt)
が生成され、次にπ/2ラジアン移相された局部発振信
号cos(2πfLOt+π/2)が生成される。さら
に、FSK変調波cos(2πfC t+θ)と局部発振
信号cos(2πfLOt)の混合により直交信号中の同
相成分Iが、FSK変調波cos(2πfC t+θ)と
局部発振信号cos(2πfLOt+π/2)の混合によ
り直交成分Qが、それぞれ生成される。本構成において
は、さらに、予め記憶されている複数通りの参照波形と
直交信号との波形相関値が検出される。その結果いずれ
かの参照波形に関し直交信号との波形相関値が所定値を
超えるとされた場合、この参照波形、すなわち注目波形
に対応する周波数偏位が、受信信号の周波数偏位として
検出され、検出された周波数偏位に基づき変調データの
値が判定される。従って、本構成においては、受信信号
が採り得る周波数偏位毎に包絡線検波器を設ける必要が
なく、従来に比べ簡素な回路構成が得られる。
【0005】更に、参照波形の記憶にあたっては、例え
ば、受信信号が採り得る波形をリミッタアンプにて増幅
することにより得られる二値化波形データを記憶するよ
うにすればよい。このような対応で参照波形を記憶する
こととした場合、当該参照波形との波形相関値を求める
対象となる直交信号を、リミッタアンプにて増幅するこ
とにより二値化しておくようにすればよい。
【0006】本発明の第2の構成は、多種の変調データ
に対応しかつ搬送周波数に対する正負の差分として与え
られている複数通りの周波数偏位を以てFSK変調され
ている受信信号を、その周波数偏位の絶対値及び符号並
びにその初期位相を保存しながら、同相成分及び直交成
分を含む直交信号に変換する手段と、受信信号が採り得
る波形を示す複数通りの参照波形を、周波数偏位の絶対
値と初期位相との可能な組合せに対応付けて予め記憶し
ておく手段と、同相成分及び直交成分のうちいずれかで
ある第1成分との波形相関値が所定値を越えかつ上記複
数通りの参照波形に属する第1注目波形に関し、第1成
分との波形相関値を検出する手段と、上記複数通りの参
照波形に属しかつ対応する上記絶対値及び初期位相がそ
れぞれ第1注目波形に対応する上記絶対値又は初期位相
と実質的に同一であり及び実質的に直交する第2注目波
形に関し、同相成分及び直交成分のうち第1成分と異な
る第2成分との波形相関値を検出する手段と、第1又は
第2注目波形に対応する上記絶対値を受信信号の周波数
偏位の絶対値として検出する手段と、第1注目波形と第
1成分との波形相関値及び第2注目波形と第2成分との
波形相関値に基づき、受信信号の周波数偏位の符号を決
定する手段と、受信信号の周波数偏位の絶対値及び符号
に基づき、変調データの値を判定する手段と、を備える
ことを特徴とする。
【0007】本構成は、第1の構成の一態様に属してい
る。また、本構成においては、上述の参照波形が、周波
数偏位の絶対値と初期位相との可能な組合せに対応付け
て予め記憶される。記憶している参照波形と直交信号の
波形相関値を検出するに際しては、直交信号中に含まれ
ている同相成分及び直交成分のうちいずれか一方(第1
成分)が選択され、この第1成分と上述の複数通りの参
照波形との波形相関値が検出される。その結果、第1成
分との波形相関値が所定値を超える第1注目波形が検出
されると、次に、対応する周波数偏位の絶対値が第1注
目波形に対応する周波数偏位の絶対値と実質的に等し
く、かつ、対応する初期位相が第1注目波形に対応する
初期位相と実質的に直交するほかの参照波形、すなわち
第2注目波形が検出され、この第2注目波形と第2成
分、すなわち同相成分及び直交成分のうち第1成分と異
なる成分との波形相関値が検出される。このうち受信信
号の周波数偏位の絶対値は、第1又は第2注目波形に対
応する周波数偏位の絶対値と実質的に等しいと見なすこ
とができ、また、受信信号の周波数偏位の符号は上述の
2種類の波形相関値(第1注目波形と第2成分との波形
相関値及び第2注目波形と第2成分との波形相関値)に
て定まる。本構成においては、このようにして得られた
周波数偏位の絶対値及び符号に基づき変調データの値が
判定される。従って、本構成によれば、上述の第1の構
成により得られる作用及び効果が実現されるほか、受信
信号の初期位相に左右されることなく、正確に、周波数
偏位の絶対値及び符号が検出される。
【0008】第3の構成は、第2の構成において、参照
波形の記憶に際しては、初期位相の範囲をπラジアンと
することを特徴とする。この構成においては、初期位相
の範囲を2πラジアンとする場合に比べ、参照波形の記
憶に要する記憶空間のサイズが約1/2に低減される。
また、波形相関値は波形同士がまったく同相である場合
とまったく逆相である場合にピークを迎えるから、初期
位相の範囲をπラジアンとしたとしても、他の手段の動
作に何ら支障は生じない。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面に基づき説明する。
【0010】図1には、本発明に係るFSK復調回路の
一例構成が示されている。この図に示される回路は、周
波数fC の搬送波を周波数偏位±fn を以てFSK変調
した信号を、受信波として入力している。この受信波
は、2個設けられているミキサ102に入力されてい
る。ミキサ102には、更に、局部発振器100が発振
した周波数fLOの局部発振信号が移相器101を介して
供給されている。移相器101は、図中上側のミキサ1
02に対しては移相処理を施さないで、図中下側のミキ
サ102に対してはπ/2ラジアン移相させた上で、局
部発振信号を供給する。搬送周波数fC と局部発振周波
数fLOが等しい場合には、ミキサ102から得られる信
号は、次の式
【数1】 にて表される信号、すなわち直交信号となる。特に、図
中上側のミキサ102にて得られる信号は同相成分Iと
よばれ、図中下側のミキサにより得られる信号は直交成
分Qとよばれる。これら同相成分I及び直交成分Qは、
それぞれ、後段に設けられているLPF、すなわちチャ
ネルフィルタ103により瀘波される。これにより、使
用外帯域に係る信号成分が除去される。チャネルフィル
タ103から出力される直交信号は、更にその後段に設
けられているリミッタアンプ104によって大振幅で増
幅される。その結果得られる信号は、図中上側のリミッ
タアンプ104に関し図2に示すように、それぞれ、同
相成分I又は直交成分Qと同期した矩形波信号gI 又は
Q となる。
【0011】このようにして得られた矩形波信号gI
びgQ は、相関器106に供給されメモリ105上に格
納されている参照波形との相関演算に供される。相関器
106の後段に設けられている判定器107は、相関器
106により求められた波形相関器に基づき受信波の周
波数偏位±fn を検出し、検出した周波数偏位±fn
基づき変調データの値を判定する。
【0012】ここで、図1に示される回路に入力される
受信波が4値FSK変調波であり、各周波数偏位に対応
する変調データが表1に示される値であるとする。すな
わち、変調データの下位ビット(LSB)と周波数偏位
の絶対値とが対応しており、また、変調データの上位ビ
ット(MSB)と周波数偏位の符号とが対応していると
する。
【0013】
【表1】 また、メモリ105には、参照波形がNビットのサンプ
リングデータa1 〜aN として格納されているとする。
このサンプリングデータa1 〜aN は、1シンボル周期
Tの間に矩形波信号gI をN回サンプリングした場合に
得られるであろうデータであり、図3に概念的に示され
ているように、周波数偏位の絶対値fn及び初期位相φ
m の可能な組合わせ毎にメモリ105上に格納されてい
る。メモリ105上に格納されているサンプリングデー
タa1 〜aN は、相関器106に内蔵されている相関フ
ィルタにおいてフィルタ係数として使用される。この相
関フィルタは、図4に示されるように、矩形波信号gI
又はgQ を1シンボル周期T中にN回サンプリングする
ことにより得られるデータg1 〜gN と各フィルタ係数
1 〜aN の排他的論理和を求めるN個のEOR401
と、各EOR401により求められた排他的論理和の総
和を求める加算器402から構成されている。加算器4
02によって得られる情報は、矩形波信号gI 又はgQ
とフィルタ係数a1 〜aN の間の相関、すなわち同相成
分又は直交成分と参照波形との波形相関値CI 又はCQ
を表している。このようにして得られる波形相関値CI
及びCQ の値は、フィルタ係数a1 〜aN と矩形波信号
1 〜gN の全サンプルが一致している場合及び全サン
プルが不一致である場合にピークを迎える。従って、フ
ィルタ係数a1 〜aN を、すべての初期位相に関し、メ
モリ105上に格納しておく必要はない。すなわち、初
期位相に関してはπラジアン分格納しておけば足りる。
【0014】図5には、図1に示されるFSK復調回路
の動作、特に検波器106及び判定器107の動作の流
れが示されている。この図においては、まず、相関器1
06によってメモリ105から任意のフィルタ係数a1
〜aN が読み込まれる(500)。相関器106は、読
み込んだフィルタ係数a1 〜aN と、同相成分Iに係る
矩形波信号gI のサンプリングデータg1 〜gN との波
形相関値CI を求め、求めた波形相関値CI を所定のし
きい値と比較する(502)。この比較の結果波形相関
値CI の絶対値がしきい値を超えていないとされた場合
には、検波器106は、フィルタを次のフィルタにシフ
トする(504)。例えばそれまで用いられていたフィ
ルタ係数a1 〜aN が、周波数偏位f1 、初期位相φ1
に対応する値であった場合、ステップ504において
は、周波数偏位f1 、初期位相φ2に対応するフィルタ
係数a1 〜aN がメモリ105から読み込まれる。も
し、読み込むべきフィルタ係数a1 〜aN がない場合に
は、すなわちメモリ105上に格納されているすべての
フィルタ係数a1 〜aN に関しすでに波形相関値CI
演算が終了している場合には、相関器106は動作を終
了する(506)。それ以外の場合には、相関器106
の動作はステップ502に戻る(506)。
【0015】ステップ502において波形相関値CI
絶対値がしきい値を超えたとされた場合には、相関器1
06は、周波数偏位の絶対値fn を識別する(50
8)。すなわちステップ502において波形相関値CI
の絶対値がしきい値を超えたとされたフィルタ係数a1
〜aN がf1 及びf2 のいずれに対応しているかによ
り、表2に従い、LSBを決定することができる。
【0016】
【表2】 相関器106は、続いて、502において波形相関値C
I の絶対値がしきい値を越えたと判定されたフィルタ係
数a1 〜aN に対応する初期位相φm に対し、対応する
初期位相φm が90°(π/2ラジアン)ずれた参照波
形に係るフィルタ係数a1 〜aN をメモリ105から読
み込む(510)。相関器106は、このようにして読
み込んだフィルタ係数a1 〜aN と、直交成分Qに係る
矩形波信号gQ のサンプリングデータg1 〜gN との波
形相関値CQ を、図4に示される相関フィルタを用いて
求め、(512)、得られた波形相関値CQ 及びすでに
ステップ502においても止められている波形相関値C
I に基づき表3に従いMSBを決定する(514)。
【0017】
【表3】 判定器107は、このようにして得られた復調データを
後段の回路に出力する(516)。このように、図1に
示される構成によれば、比較的簡素な回路構成にて、か
つメモリ105の記憶容量を大容量とせずに、FSK変
調波たる受信波形データを正確に復調することができ
る。なお、以上の説明では4値FSKを例としたが、本
発明は、一般にn値(n:2以上の自然数)のFSKに
適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るFSK復調回路の出力構成を示
すブロック図である。
【図2】 リミッタアンプの出力波形を示す図である。
【図3】 メモリの記憶内容を概念的に示す図である。
【図4】 相関フィルタの一例構成を示すブロック図で
ある。
【図5】 相関器及び判定器の一例動作を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
100 局部発振器、101 移相器、102 ミキ
サ、103 チャネルフィルタ、104 リミッタアン
プ、105 メモリ、106 相関器、107判定器、
401 EOR、402 加算器、a1 〜aN フィル
タ係数(矩形波形)、g1 〜gN 矩形波信号のサンプ
リングデータ、f1 ,f2 周波数偏位の絶対値、φ1
〜φ4 初期位相。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多値の変調データに対応する複数通りの
    周波数偏位を以てFSK変調されている受信信号を、そ
    の周波数偏位を保存しながら、直交信号に変換する手段
    と、 受信信号が採り得る波形を示す複数通りの参照波形を周
    波数偏位に対応付けて予め記憶しておく手段と、 上記複数通りの参照波形に属しかつ直交信号との波形相
    関値が所定値を超える注目波形に対応する周波数偏位
    を、受信信号の周波数偏位として検出する手段と、 受信信号の周波数偏位に基づき変調データの値を判定す
    る手段と、 を備えることを特徴とするFSK復調回路。
  2. 【請求項2】 多値の変調データに対応しかつ搬送周波
    数に対する正負の差分として与えられている複数通りの
    周波数偏位を以てFSK変調されている受信信号を、そ
    の周波数偏位の絶対値及び符号並びにその初期位相を保
    存しながら、同相成分及び直交成分を含む直交信号に変
    換する手段と、 受信信号が採り得る波形を示す複数通りの参照波形を、
    周波数偏位の絶対値と初期位相との可能な組合せに対応
    付けて予め記憶しておく手段と、 同相成分及び直交成分のうちいずれかである第1成分と
    の波形相関値が所定値を超えかつ上記複数通りの参照波
    形に属する第1注目波形に関し、第1成分との波形相関
    値を検出する手段と、 上記複数通りの参照波形に属しかつ対応する上記絶対値
    及び初期位相がそれぞれ第1注目波形に対応する上記絶
    対値又は初期位相と実質的に同一であり及び実質的に直
    交する第2注目波形に関し、同相成分及び直交成分のう
    ち第1成分と異なる第2成分との波形相関値を検出する
    手段と、 第1又は第2注目波形に対応する上記絶対値を受信信号
    の周波数偏位の絶対値として検出する手段と、 第1注目波形と第1成分との波形相関値及び第2注目波
    形と第2成分との波形相関値に基づき、受信信号の周波
    数偏位の符号を決定する手段と、 受信信号の周波数偏位の絶対値及び符号に基づき、変調
    データの値を判定する手段と、 を備えることを特徴とするFSK復調回路。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のFSK復調回路におい
    て、参照波形の記憶に際しては、初期位相の範囲をπラ
    ジアンとすることを特徴とするFSK復調回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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