JPH10164151A - Method, device for fsk demodulation and data receiving method - Google Patents

Method, device for fsk demodulation and data receiving method

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JPH10164151A
JPH10164151A JP31781996A JP31781996A JPH10164151A JP H10164151 A JPH10164151 A JP H10164151A JP 31781996 A JP31781996 A JP 31781996A JP 31781996 A JP31781996 A JP 31781996A JP H10164151 A JPH10164151 A JP H10164151A
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JP
Japan
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data
state
frequency
fsk
voltage corresponding
Prior art date
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Pending
Application number
JP31781996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Kawamoto
潔 川本
Ritsuko Sasae
律子 佐々江
Keiji Kitagawa
恵司 北川
Souichirou Kotaki
総一朗 小滝
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP31781996A priority Critical patent/JPH10164151A/en
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Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To execute demodulation after permitting reception FSK modulation wave to be an excellent state in a state where frequency difference with a reception local signal is cancelled by reducing a hardware amount. SOLUTION: Reception FSK(frequency shift keying) modulation wave is converted into an intermediate frequency, obtained as a voltage corresponding to a data 1 or 0 state by frequency detection by a frequency discriminator 8 after that and, then, data-modulated by judgement in an identifier 11 by a data judging threshold value. In this case, in parallel with that, the shift state of the output of frequency detection is monitored by a demultiplexer 13 and a multiplier 16, etc. When the data judging threshold value is updated and set for the portion of shifting detected by the monitoring, reception FSK modulation wave is in the excellent state so as to be demodulated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、送信側からFSK
変調波として送信される信号が受信側で受信された上、
データとして復調される際でのFSK復調方法とその装
置、更には、衛星通信や高速移動体通信等、送受信点間
の周波数変動が大きい場合でのデータ受信方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The signal transmitted as a modulated wave is received on the receiving side,
The present invention relates to an FSK demodulation method when demodulated as data and an apparatus thereof, and further relates to a data reception method when frequency fluctuation between transmission / reception points is large, such as satellite communication and high-speed mobile communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4にFSK変調波を周波数検波により
復調する場合での、従来技術に係る復調装置の構成を示
す。これによる場合、送信側から送信された、FSK
(Frequency Shift Keying:変調指数は任意)変調波と
しての信号は、受信側では、アンテナ1を介し受信され
るものとなっている。受信された信号は、その後、帯域
通過ろ波器(BPF:Band Pass Filter)2により帯域
制限され、帯域外雑音成分が除去された状態として、低
雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)3により所
要電力までその信号電力が増幅されるものとなってい
る。その増幅後は、第1局発信号発生器5からの1stロ
ーカル信号とミキサ4で乗算され、その乗算結果とし
て、受信搬送波周波数と1stローカル周波数との和、差
の成分がそれぞれ得られるが、これら成分のうち、BP
F6により差の成分のみが抽出されことで、中間周波数
(IF:Intermediate Frequency)への変換が行われて
いるものである。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a configuration of a demodulating apparatus according to the prior art when an FSK modulated wave is demodulated by frequency detection. In this case, the FSK transmitted from the transmitting side
(Frequency Shift Keying: modulation index is arbitrary) A signal as a modulated wave is received via the antenna 1 on the receiving side. The received signal is then band-limited by a band-pass filter (BPF) 2 and required by a low-noise amplifier (LNA) 3 in a state in which out-of-band noise components have been removed. The signal power is amplified up to the power. After the amplification, the first local signal from the first local signal generator 5 is multiplied by the mixer 4, and as a result of the multiplication, the sum and difference components of the received carrier frequency and the first local frequency are obtained. Of these components, BP
By extracting only the difference component by F6, conversion to an intermediate frequency (IF) is performed.

【0003】以上のようにして得られたIF信号は、そ
の後、振幅制限器7により電力増幅・振幅制限された状
態として、周波数弁別器8により周波数検波されること
で、受信周波数の偏り(高、低)の程度に応じた大きさ
の電圧(極性を含む)が得られているものである。この
電圧は、その後、更に、低域通過ろ波器(LPF: Low
Pass Filter)9により高周波成分が除去され、送信デ
ータの状態に応じた電圧として得られるが、この電圧が
識別器11で基準電圧レベル(データ判定用閾値)と比
較されることによって、送信データがデータ1,0とし
て復調されているものである(因みに、以上の構成や復
調原理については、「ディジタル通信技術」(1986
年3月25日、東海大学出版会発行、pp206―21
2を参照のこと))。
[0003] The IF signal obtained as described above is then subjected to frequency detection by the frequency discriminator 8 in a state in which the power is amplified and the amplitude is limited by the amplitude limiter 7, so that the received signal is biased (high). , Low), the voltage (including the polarity) of the magnitude corresponding to the degree is obtained. This voltage is then further applied to a low-pass filter (LPF: Low-pass filter).
The high-frequency component is removed by the Pass Filter 9 and the voltage is obtained as a voltage corresponding to the state of the transmission data. This voltage is compared with a reference voltage level (data determination threshold) by the discriminator 11 so that the transmission data is The data is demodulated as data 1 and 0 (for reference, the above configuration and demodulation principle are described in “Digital Communication Technology” (1986)).
Published by Tokai University Press, March 25, pp. 206-21
2))).

【0004】また、図5に衛星通信や高速移動体通信
等、ドップラーシフトによる影響が無視され得ない場
合、即ち、送受信点の周波数変動が大きい場合でのFS
K復調装置の構成を示す。図示のように、図4に示すも
のとの相違は、第1局発信号(1stローカル)発生器5
に代って、いわゆる自動周波数制御(AFC:Auto Fre
quency Control)回路が付加されていることである。振
幅制限器7により電力増幅・振幅制限された状態として
のIF信号は、周波数弁別器8に入力される一方では、
そのAFC回路内の位相差算出器20に入力されてお
り、位相差算出器20では、受信ローカル信号との周波
数誤差が算出された上、ループフィルタ21を介し電圧
制御発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillato
r)22に制御電圧として与えられたものとなってい
る。これにより受信ローカル信号との周波数誤差が解消
されるべく、VCO22での発振周波数が制御されるこ
とによって、周波数弁別器8からは、周波数誤差のない
ベースバンド信号が得られているものである。
FIG. 5 shows the FS in the case where the influence of the Doppler shift cannot be ignored, such as in the case of satellite communication or high-speed mobile communication, that is, when the frequency fluctuation of the transmission / reception point is large.
3 shows a configuration of a K demodulator. As shown, the difference from the one shown in FIG. 4 is that the first local signal (1st local) generator 5
Instead of so-called automatic frequency control (AFC: Auto Fre
quency control) circuit. The IF signal in a state where the power is amplified and the amplitude is limited by the amplitude limiter 7 is input to the frequency discriminator 8 while
The signal is input to a phase difference calculator 20 in the AFC circuit. The phase difference calculator 20 calculates a frequency error with respect to a received local signal, and further passes a voltage controlled oscillator (VCO) through a loop filter 21.
r) 22 is given as a control voltage. By controlling the oscillation frequency of the VCO 22 so as to eliminate the frequency error from the received local signal, a baseband signal having no frequency error is obtained from the frequency discriminator 8.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
4に示す復調装置による場合には、周波数弁別器出力を
正負判定することによって、データの復調が行われてい
ることから、周波数誤差Δfが変調度に対し無視し得る
程度に小さければ、図6(a)に示すように、データ
“1”,“0”に対する符号間距離はともに等しくな
り、効率良く復調を行えるものとなっている。これに対
し、周波数誤差Δfが大きくなるに伴い、図6(b)に
示すように、周波数弁別器出力は基準電圧レベル(グラ
ウンドレベル)からΔf相当分だけシフトした波形状態
となり、これがために、符号間距離の減少、したがっ
て、BER(Bit Error Rate)特性の劣化は否めないも
のとなっている。
However, in the case of the demodulator shown in FIG. 4, since the data is demodulated by determining whether the output of the frequency discriminator is positive or negative, the frequency error .DELTA.f is modulated. If the degree is negligibly small, the inter-code distances for data "1" and "0" are both equal, as shown in FIG. 6A, and demodulation can be performed efficiently. On the other hand, as the frequency error Δf increases, the output of the frequency discriminator shifts from the reference voltage level (ground level) by an amount corresponding to Δf as shown in FIG. 6B. It is unavoidable that the inter-symbol distance is reduced and the BER (Bit Error Rate) characteristic is degraded.

【0006】一方、そのような不具合を回避すべく、既
述の図5に示すように、AFC回路によりローカル信号
を送受信間の周波数変動に追従させる方法も一般に採用
されてはいるが、その反面、周波数の引き込み範囲が変
調速度により制限されているばかりか、その回路規模の
縮小化が図れないものとなっている。
On the other hand, in order to avoid such a problem, as shown in FIG. 5 described above, a method of causing a local signal to follow a frequency fluctuation between transmission and reception by an AFC circuit has been generally adopted. In addition to the fact that the frequency pull-in range is limited by the modulation speed, the circuit scale cannot be reduced.

【0007】本発明の第1の目的は、AFCによること
なく、しかもハードウェア量少なくして受信ローカル信
号との周波数誤差が解消された状態で、受信FSK変調
波を状態良好にして復調し得るFSK復調方法とその装
置を供するにある。本発明の第2の目的は、第1の目的
に加え、受信開始初期より受信ローカル信号との周波数
誤差が解消された状態で、受信FSK変調波を状態良好
にして復調し得るFSK復調方法とその装置を供するに
ある。本発明の第3の目的は、衛星通信や高速移動体通
信等、送受信点間の周波数変動が大きい場合でも、AF
Cによることなく、しかもハードウェア量少なくして受
信ローカル信号との周波数誤差が解消された状態で、受
信FSK変調波を状態良好にして復調し得るデータ受信
方法を供するにある。本発明の第4の目的は、第3の目
的に加え、受信開始初期より受信ローカル信号との周波
数誤差が解消された状態で、受信FSK変調波を状態良
好にして復調し得るデータ受信方法を供するにある。
[0007] A first object of the present invention is to demodulate a received FSK modulated wave in a good state without using AFC and in a state where the frequency error with respect to a received local signal has been eliminated by reducing the amount of hardware. An FSK demodulation method and apparatus are provided. A second object of the present invention is to provide, in addition to the first object, an FSK demodulation method capable of demodulating a received FSK modulated wave in a good state and demodulating the received FSK modulated wave in a state where a frequency error with respect to a received local signal has been eliminated from the beginning of reception. To provide the device. A third object of the present invention is to provide an AF control system even when frequency fluctuation between transmission and reception points is large, such as in satellite communication and high-speed mobile communication.
It is an object of the present invention to provide a data receiving method capable of demodulating a received FSK modulated wave in a good state without relying on C and reducing the amount of hardware and eliminating the frequency error from the received local signal. A fourth object of the present invention, in addition to the third object, is to provide a data receiving method capable of demodulating a received FSK modulated wave in a good state in a state where a frequency error with a received local signal has been eliminated from the beginning of reception. To serve.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的における各種方
法としては、基本的に、受信された信号は中間周波数に
変換後、周波数弁別による周波数検波によりデータ1,
0状態に応じた電圧として得られた上、データ判定用閾
値により判定されることによって、判定結果としてデー
タ1,0の復調が行われるに際し、この復調に並行し
て、周波数検波の出力のシフト状態を監視し、この監視
により検出されたシフト分だけデータ判定用閾値が更新
設定されることで達成され、また、装置構成としては、
その構成要素として、データ判定用閾値による判定結果
を選択信号としてデータ1状態、データ0状態それぞれ
に応じた電圧を分離した上、時間上での移動平均として
の電圧を検出し、データ1状態対応移動平均電圧とデー
タ0状態対応移動平均電圧との加算平均を以てデータ判
定用閾値を連続的に更新設定する閾値更新設定手段、ま
たは、プリアンブルに対する復調が行われる間のみ、デ
ータ判定用閾値による判定結果を選択信号としてデータ
1状態、データ0状態それぞれに応じた電圧を分離した
上、時間上での移動平均としての電圧を検出し、データ
1状態対応移動平均電圧とデータ0状態対応移動平均電
圧との加算平均を以てデータ判定用閾値を一定周期毎に
更新設定する閾値更新設定手段を少なくとも具備せしめ
ることで達成される。
Means for Solving the Problems As various methods for the above purpose, basically, a received signal is converted into an intermediate frequency, and data 1 and 2 are detected by frequency detection by frequency discrimination.
It is obtained as a voltage corresponding to the 0 state, and is determined by the data determination threshold. When demodulation of data 1 and 0 is performed as a determination result, the output of frequency detection is shifted in parallel with the demodulation. This is achieved by monitoring the state, and updating and setting the data determination threshold by the amount of shift detected by this monitoring.
As a component thereof, a voltage corresponding to each of the data 1 state and the data 0 state is separated by using a determination result based on the data determination threshold as a selection signal, and a voltage as a moving average over time is detected, and the data 1 state is handled. Threshold update setting means for continuously updating and setting a data determination threshold by adding and averaging a moving average voltage and a moving average voltage corresponding to a data 0 state, or a determination result by a data determination threshold only during demodulation of a preamble Is used as a selection signal to separate voltages corresponding to the data 1 state and the data 0 state, and detect a voltage as a moving average over time, and obtain a moving average voltage corresponding to the data 1 state and a moving average voltage corresponding to the data 0 state. This is achieved by providing at least threshold update setting means for updating and setting the data determination threshold at regular intervals using the arithmetic mean of .

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
から図3により説明する。先ず本発明の具体的説明に入
る前に、その概要、あるいはその理論的背景について説
明する。既に、図6(b)で説明したように、周波数検
波出力の波形は、送受信間で搬送波周波数に誤差Δfが
生じれば、Δf相当分だけシフトした状態として出現す
るが、これをデータ判定用閾値としてのグラウンドレベ
ルで比較すれば、符号間距離が減少されるといった不具
合を招くことから、そのような場合には、データ判定用
閾値を周波数誤差Δfに追従させΔf相当分だけシフト
させた状態で、データ判定を行えばよいというものであ
る。このためには、送信データ1,0各々に対応する周
波数検波出力のシフト状態を監視し、この監視により検
出されたシフト分だけデータ判定用閾値を更新設定すれ
ばよいというものである。具体的には、送信データ1,
0各々に対応する周波数検波出力をそれぞれ時間上で移
動平均しつつ、これら移動平均の加算平均を以てデータ
判定用閾値を更新設定すればよいというものである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
3 will be described with reference to FIG. First, before starting the specific description of the present invention, its outline or its theoretical background will be described. As already described with reference to FIG. 6B, if an error Δf occurs in the carrier frequency between transmission and reception, the waveform of the frequency detection output appears as a state shifted by an amount corresponding to Δf. If the comparison is made at the ground level as the threshold value, a problem such as a decrease in inter-symbol distance is caused. In such a case, the data determination threshold value follows the frequency error Δf and is shifted by an amount corresponding to Δf. Thus, the data determination may be performed. For this purpose, the shift state of the frequency detection output corresponding to each of the transmission data 1 and 0 is monitored, and the data determination threshold value may be updated and set by the shift detected by the monitoring. Specifically, transmission data 1,
It is only necessary to update and set the data determination threshold using the average of these moving averages while moving average the frequency detection outputs corresponding to each of the 0s over time.

【0010】さて、本発明を具体的に説明すれば、図1
に本発明によるFSK復調装置の一例での構成を示す。
図示のように、図4に示すものとの実質的な相違は、識
別器11に対し設定されているデータ判定用閾値が、周
波数検波出力に対する監視結果にもとづき更新可として
設定されている点であり、これ以外は図4に示すものと
同様である。
Now, the present invention will be described in detail with reference to FIG.
1 shows a configuration of an example of the FSK demodulator according to the present invention.
As shown in the drawing, a substantial difference from the one shown in FIG. 4 is that the data determination threshold set for the discriminator 11 is set to be updatable based on the monitoring result for the frequency detection output. Yes, and the rest is the same as that shown in FIG.

【0011】ここで、そのデータ判定用閾値の更新が如
何にして行われるかについて説明すれば、周波数弁別器
8からの、高周波成分が除去された状態の周波数検波出
力は、識別器11でその時点でのデータ判定用閾値と比
較されることによって、データ復調が行われている一方
では、このデータ復調に並行して、周波数検波出力はま
た、そのシフト状態が監視されたものとなっている。即
ち、本例での監視方法は、識別器11からの復調データ
(判定結果)を選択信号として、周波数弁別器8からの
周波数検波出力はデマルチプレクサ13から、データ1
状態、データ0状態それぞれに応じたものとして、分離
・振分けされた上、LPF14.1,14.2各々でそ
の時間上での移動平均が、即応性大にして、しかも連続
的に求められており、更に、これら移動平均は加算器1
5で加算された上、乗算器16でその加算平均が求めら
れているが、この加算平均がデータ判定用閾値として連
続的に更新設定されているものである。
Here, how the data determination threshold value is updated will be described. The frequency detection output from the frequency discriminator 8 from which the high-frequency component has been removed is discriminated by the discriminator 11. While the data is being demodulated by being compared with the data determination threshold at the point in time, in parallel with this data demodulation, the frequency detection output also has its shift state monitored. . That is, in the monitoring method in this example, the demodulated data (determination result) from the discriminator 11 is used as a selection signal, and the frequency detection output from the frequency discriminator 8 is output from the demultiplexer 13 to the data 1
After being separated and sorted according to the state and the data 0 state, the moving average over the time in each of the LPFs 14.1 and 14.2 is obtained with high responsiveness and continuously. Further, these moving averages are added to the adder 1
After addition at 5, the multiplier 16 obtains the average of the addition, and the average is continuously updated and set as the data determination threshold.

【0012】その監視方法について、図6(b)を参照
しつつ、より詳細に説明すれば、周波数誤差Δfが生じ
れば、周波数検波出力は、Δf相当分だけ中心レベル
(グラウンドレベル)からシフトされた状態の波形とし
て出現するものであることは既に述べたところである。
さて、デマルチプレクサ13では、1シンボル(1/変
調速度)区間での中央のサンプル値(○印表示)が、識
別器11からの判定結果如何によりLPF14.1,1
4.2各々に振分けられているが、振分けされたものに
は、雑音成分やビット同期誤差による変動分も含まれて
いることから、LPF14.1,14.2各々で複数シ
ンボル区間に亘って移動平均化されことで、振分けされ
たものは、恰も滑らかな包絡線状に平均化され得るもの
である。
The monitoring method will be described in more detail with reference to FIG. 6B. If a frequency error Δf occurs, the frequency detection output shifts from the center level (ground level) by Δf. It has already been described that the waveform appears as the waveform in the state shown in FIG.
By the way, in the demultiplexer 13, the center sample value (indicated by a circle) in one symbol (1 / modulation rate) section is determined by the LPF 14.1, 1 according to the determination result from the discriminator 11.
4.2, the LPFs 14.1 and 14.2 respectively cover a plurality of symbol sections because the sorted ones include noise components and fluctuations due to bit synchronization errors. As a result of the moving averaging, the sorted items can be averaged in a smooth envelope shape.

【0013】ここで、Δf=0、C(Carrier)/N(N
oise)=∞における周波数検波出力をVH (データ1対
応),VL (データ0対応)、Δfによる出力オフセッ
トをVdFとすれば、LPF14.1出力はVH +VdF
して、また、LPF14.2出力はVL +VdFとして求
められることから、結局、VH =−VL であるとして、
データ判定用閾値VTHは以下のように求められるもので
ある。
Here, Δf = 0, C (Carrier) / N (N
oise) = frequency at ∞ detection output of the V H (data 1 corresponding), V L (data 0 corresponds), if the output offset by Δf and V dF, as LPF14.1 output V H + V dF, also, LPF 14 .2 outputted from the is determined as V L + V dF, after all, as a V H = -V L,
The data determination threshold value V TH is obtained as follows.

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】これより、初期状態における周波数誤差Δ
fがデータ判別可能範囲内にある場合には、周波数誤差
Δfにデータ判定用閾値VTHを追従させ得るものであ
る。
Thus, the frequency error Δ in the initial state
When f is within the data discriminable range, the data judgment threshold value V TH can follow the frequency error Δf.

【0016】しかしながら、この方法では、デマルチプ
レクサ13でのデータの振分けは、識別器11からの判
定結果により行われていることから、受信開始時に、も
しも、|VdF|>|VH |,|VL |の状態にあるとす
れば、LPF14.1,14.2各々への振分けが正し
く行われず、データ判定用閾値VTHをΔfに追従させ得
ないことになる。この不具合を回避するためには、送信
側では、データパターンが既知とされているプリアンブ
ルを一定周期毎に送信データに挿入する一方、受信側で
は、そのプリアンブル受信時のみデータ判定用閾値VTH
が更新設定されるようにすればよいものである。尤も、
この方法では、送信データとは無関係な冗長データとし
てのプリアンブルが送信される必要があることから、周
波数利用上での効率低下は否めないものとなっている。
何れにしても、周波数誤差Δfに対する補正は全てベー
スバンド帯域にて処理可とされることから、DSP等に
よるファームウェア処理が可能となり、その分、回路規
模が抑えられつつも、しかも簡単容易に実施可とされた
ものとなっている。
However, in this method, since the data distribution by the demultiplexer 13 is performed based on the judgment result from the discriminator 11, if | V dF |> | V H |, In the state of | V L |, the distribution to the LPFs 14.1 and 14.2 is not performed correctly, and the data determination threshold value V TH cannot follow Δf. To avoid this problem, the transmitting side inserts a preamble whose data pattern is known into the transmission data at regular intervals, while the receiving side inserts the data determination threshold V TH only when the preamble is received.
Should be updated and set. Of course,
In this method, it is necessary to transmit a preamble as redundant data irrelevant to the transmission data, so that it is unavoidable that the efficiency is reduced in frequency utilization.
In any case, since all corrections for the frequency error Δf can be processed in the baseband band, firmware processing by a DSP or the like becomes possible, and the circuit scale is reduced, and the implementation is simple and easy. It has been accepted.

【0017】最後に、周波数検波をディジタル信号処理
により行う場合について説明すれば、図2はその場合で
の構成を示したものである。図示のように、振幅制限器
7までの構成とその動作は図1に示すものに同様であ
る。ここで、その振幅制限器7以降での構成と動作につ
いて説明すれば、振幅制限器7の出力は2方向に分岐さ
れた上、第2局発信号発生器18からの、それぞれπ/
2位相のずれた2ndローカル信号とミキサ17.1,1
7.2各々で乗算された上、LPF19.1,19.2
を介し同相(I:Inphase)、直交(Q:Quadrature)
成分に変換されており、更に、A/D変換器12.1,
12.2によりディジタル変換された状態として、周波
数弁別器8でディジタル処理されたものとなっている。
Finally, the case where frequency detection is performed by digital signal processing will be described. FIG. 2 shows the configuration in that case. As shown, the configuration and operation up to the amplitude limiter 7 are the same as those shown in FIG. Here, the configuration and operation after the amplitude limiter 7 will be described. The output of the amplitude limiter 7 is branched in two directions, and the output of the second local signal generator 18 is π /
2nd local signal with two phases shifted and mixer 17.1, 1
LPF 19.1, 19.2 after multiplication by 7.2
(I: Inphase), quadrature (Q: Quadrature)
And A / D converters 12.1,
The digitally converted state according to 12.2 is digitally processed by the frequency discriminator 8.

【0018】そのディジタル処理では、I成分・Q成分
がI−Q軸上にプロットされた上、微小時間間隔Δt内
での位相の変化量Δφが求めることによって、周波数検
波が行われているものである。図3にI−Q軸上での位
相の変化の様子を示すが、例えば時刻t1からt2にかけ
てa(I1,Q1)からb(I2,Q2)に位相が変化
した場合を想定すれば、位相差Δφは近似的に(I1×
Q2−Q1×I2)として求められるものとなってい
る。よって、周波数成分Fは、変調指数をmとして以下
のように求められるものである。
In the digital processing, the frequency detection is performed by plotting the I and Q components on the IQ axis and determining the phase change amount Δφ within a minute time interval Δt. It is. FIG. 3 shows how the phase changes on the IQ axis. For example, assuming that the phase changes from a (I1, Q1) to b (I2, Q2) from time t1 to t2, The phase difference Δφ is approximately (I1 ×
Q2−Q1 × I2). Therefore, the frequency component F is obtained as follows, where the modulation index is m.

【0019】[0019]

【数2】 (Equation 2)

【0020】以上の演算により周波数弁別後の出力とし
ては、変調指数mによらず一定の値を得ることができ
る。
By the above calculation, a constant value can be obtained as an output after frequency discrimination regardless of the modulation index m.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上、説明したように、請求項1〜3に
よる場合には、AFCによることなく、しかもハードウ
ェア量少なくして受信ローカル信号との周波数誤差が解
消された状態で、受信FSK変調波を状態良好にして復
調し得るFSK復調方法とその装置が、また、請求項
4,5による場合は、受信開始初期より受信ローカル信
号との周波数誤差が解消された状態で、受信FSK変調
波を状態良好にして復調し得るFSK復調方法とその装
置が、更に、請求項6による場合にはまた、衛星通信や
高速移動体通信等、送受信点間の周波数変動が大きい場
合でも、AFCによることなく、しかもハードウェア量
少なくして受信ローカル信号との周波数誤差が解消され
た状態で、受信FSK変調波を状態良好にして復調し得
るデータ受信方法が、更にまた、請求項7によれば、受
信開始初期より受信ローカル信号との周波数誤差が解消
された状態で、受信FSK変調波を状態良好にして復調
し得るデータ受信方法がそれぞれ得られるものとなって
いる。
As described above, according to the first to third aspects, the reception FSK is eliminated without using the AFC, and with the frequency error from the reception local signal eliminated by reducing the amount of hardware. The FSK demodulation method and the FSK demodulation method capable of demodulating a modulated wave in a good state are provided. In the case of the fourth and fifth aspects, the reception FSK modulation is performed in a state where a frequency error with a reception local signal is eliminated from the beginning of reception. An FSK demodulation method and apparatus capable of demodulating a wave in a good state is further provided by the AFC even in the case of claim 6 even when the frequency fluctuation between transmission and reception points is large, such as in satellite communication or high-speed mobile communication. A data reception method capable of demodulating a received FSK modulated wave in a good state without causing a frequency error with respect to a received local signal by reducing the amount of hardware and reducing the amount of hardware. Still further, according to the seventh aspect, a data receiving method capable of demodulating a received FSK modulated wave in a good state and demodulating the received FSK modulated wave in a state in which a frequency error with a received local signal has been eliminated from the beginning of reception can be obtained. ing.

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

【図1】図1は、本発明によるFSK復調装置の一例で
の構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of an FSK demodulator according to the present invention;

【図2】図2は、周波数検波をディジタル信号処理によ
り行う場合での、本発明によるFSK復調装置の一例で
の構成を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an example of an FSK demodulator according to the present invention when frequency detection is performed by digital signal processing;

【図3】図3は、ディジタル周波数検波における周波数
成分算出方法を説明するための図
FIG. 3 is a diagram for explaining a frequency component calculation method in digital frequency detection.

【図4】図4は、FSK変調波を周波数検波により復調
する場合での、従来技術に係る復調装置の構成を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a demodulation device according to the related art when demodulating an FSK modulated wave by frequency detection.

【図5】図5は、送受信点の周波数変動が大きい場合で
のFSK復調装置の構成を示す図
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an FSK demodulator when a frequency variation at a transmission / reception point is large;

【図6】図6(a),(b)は、周波数弁別器出力を正
負判定することによるデータ復調原理とそのデータ復調
上での不具合を説明するための図
FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining the principle of data demodulation by determining whether the output of the frequency discriminator is positive or negative, and a problem in the data demodulation;

【符号の説明】 1…アンテナ、2…帯域通過ろ波器、3…低雑音増幅
器、4,17.1,17.2…ミキサ、5…第1局発信
号発生器、6…帯域通過ろ波器、7…振幅制限器、8…
周波数弁別器、9,14.1,14.2,19.1,1
9.2…低域通過ろ波器、10…ビット同期回路,11
…識別器、12.1,12.2…A/D変換器、13…
デマルチプレクサ、15…加算器、16…乗算器、18
…第2局発信号発生器
[Description of Reference Codes] 1 antenna, 2 band-pass filter, 3 low-noise amplifier, 4, 17.1, 17.2 mixer, 5 first local oscillator, 6 band-pass filter Wave filter, 7 ... Amplitude limiter, 8 ...
Frequency discriminator, 9, 14.1, 14.2, 19.1, 1
9.2: Low-pass filter, 10: Bit synchronization circuit, 11
... Identifier, 12.1, 12.2 A / D converter, 13 ...
Demultiplexer, 15 ... Adder, 16 ... Multiplier, 18
... Second local oscillator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小滝 総一朗 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Soichiro Kotaki 216 Totsukacho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信側からFSK変調波として送信され
る信号が受信側で受信された上、データとして復調され
る際でのFSK復調方法であって、受信された信号は中
間周波数に変換された後、周波数弁別による周波数検波
によりデータ1,0状態に応じた電圧として得られた
上、データ判定用閾値により判定されることによって、
判定結果としてデータ1,0の復調が行われるに際し、
該復調に並行して、上記周波数検波の出力のシフト状態
を監視し、該監視により検出されたシフト分だけデータ
判定用閾値が更新設定されるようにしたFSK復調方
法。
An FSK demodulation method in which a signal transmitted as an FSK modulated wave from a transmitting side is received by a receiving side and then demodulated as data, wherein the received signal is converted to an intermediate frequency. After that, after being obtained as a voltage corresponding to the data 1, 0 state by frequency detection by frequency discrimination, by being determined by the data determination threshold,
When demodulation of data 1 and 0 is performed as a determination result,
An FSK demodulation method in which the shift state of the output of the frequency detection is monitored in parallel with the demodulation, and the data determination threshold value is updated and set by the shift detected by the monitoring.
【請求項2】 送信側からFSK変調波として送信され
る信号が受信側で受信された上、データとして復調され
る際でのFSK復調方法であって、受信された信号は中
間周波数に変換された後、周波数弁別による周波数検波
によりデータ1,0状態に応じた電圧として得られた
上、データ判定用閾値により判定されることによって、
判定結果としてデータ1,0が復調されるに際し、デー
タ判定用閾値による判定結果を選択信号としてデータ1
状態、データ0状態それぞれに応じた電圧を分離した
上、時間上での移動平均としての電圧を検出し、データ
1状態対応移動平均電圧とデータ0状態対応移動平均電
圧との加算平均を以てデータ判定用閾値が連続的に更新
設定されるようにしたFSK復調方法。
2. An FSK demodulation method in which a signal transmitted as an FSK modulated wave from a transmitting side is received by a receiving side and then demodulated as data, wherein the received signal is converted to an intermediate frequency. After that, after being obtained as a voltage corresponding to the data 1, 0 state by frequency detection by frequency discrimination, by being determined by the data determination threshold,
When the data 1 and 0 are demodulated as the determination result, the determination result based on the data determination threshold is used as the selection signal and the data 1 and 0 are demodulated.
A voltage corresponding to each of the state and the data 0 state is separated, a voltage as a moving average over time is detected, and data determination is performed based on an addition average of the moving average voltage corresponding to the data 1 state and the moving average voltage corresponding to the data 0 state. FSK demodulation method in which the threshold for use is continuously updated and set.
【請求項3】 送信側からFSK変調波として送信され
る信号を受信側で受信した上、データとして復調するた
めのFSK復調装置であって、受信した信号を中間周波
数に変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段から
の中間周波数を周波数弁別により周波数検波した上、デ
ータ1,0状態に応じた電圧を出力する周波数検波手段
と、該周波数検波手段からの、データ1,0状態に応じ
た電圧をデータ判定用閾値により判定することで、判定
結果としてデータ1,0を復調するデータ判定手段と、
データ判定用閾値による判定結果を選択信号としてデー
タ1状態、データ0状態それぞれに応じた電圧を分離し
た上、時間上での移動平均としての電圧を検出し、デー
タ1状態対応移動平均電圧とデータ0状態対応移動平均
電圧との加算平均を以てデータ判定用閾値を連続的に更
新設定する閾値更新設定手段とを少なくとも含むFSK
復調装置。
3. An FSK demodulator for receiving a signal transmitted as an FSK modulated wave from a transmitting side on a receiving side and demodulating the data as data, comprising: frequency conversion means for converting the received signal to an intermediate frequency; Frequency detecting means for detecting the intermediate frequency from the frequency converting means by frequency discrimination and outputting a voltage corresponding to the data 1,0 state; and detecting the data 1,0 state from the frequency detecting means. A data determination unit that demodulates data 1 and 0 as a determination result by determining the voltage using the data determination threshold;
Using the determination result based on the data determination threshold as a selection signal, a voltage corresponding to each of the data 1 state and the data 0 state is separated, and a voltage as a moving average over time is detected. FSK including at least threshold update setting means for continuously setting and updating a data determination threshold using an addition average with a 0-state-corresponding moving average voltage.
Demodulator.
【請求項4】 送信側からFSK変調波として送信され
る、一定周期毎にプリアンブルが挿入された状態の信号
が受信側で受信された上、データとして復調される際で
のFSK復調方法であって、受信された信号は中間周波
数に変換された後、周波数弁別による周波数検波により
データ1,0状態に応じた電圧として得られた上、デー
タ判定用閾値により判定されることによって、判定結果
としてデータ1,0が復調されるに際し、プリアンブル
に対する復調が行われる間のみ、データ判定用閾値によ
る判定結果を選択信号としてデータ1状態、データ0状
態それぞれに応じた電圧を分離した上、時間上での移動
平均としての電圧を検出し、データ1状態対応移動平均
電圧とデータ0状態対応移動平均電圧との加算平均を以
てデータ判定用閾値が一定周期毎に更新設定されるよう
にしたFSK復調方法。
4. An FSK demodulation method in which a signal transmitted as a FSK modulated wave from a transmitting side and having a preamble inserted at regular intervals is received by a receiving side and demodulated as data. Then, after the received signal is converted to the intermediate frequency, it is obtained as a voltage corresponding to the data 1 and 0 states by frequency detection by frequency discrimination, and is determined by the data determination threshold, thereby obtaining a determination result. When the data 1 and 0 are demodulated, only during the demodulation of the preamble is performed, the determination result based on the data determination threshold is used as a selection signal to separate the voltages corresponding to the data 1 state and the data 0 state, respectively, and to be separated in time. Of the data 1 state and the moving average voltage corresponding to the data 0 state, and a data determination threshold value. FSK demodulation method in which is updated and set at regular intervals.
【請求項5】 送信側からFSK変調波として送信され
る、一定周期毎にプリアンブルが挿入された状態の信号
を受信側で受信した上、データとして復調するためのF
SK復調装置であって、受信した信号を中間周波数に変
換する周波数変換手段と、該周波数変換手段からの中間
周波数を周波数弁別により周波数検波した上、データ
1,0状態に応じた電圧を出力する周波数検波手段と、
該周波数検波手段からの、データ1,0状態に応じた電
圧をデータ判定用閾値により判定することで、判定結果
としてデータ1,0を復調するデータ判定手段と、プリ
アンブルに対する復調が行われる間のみ、データ判定用
閾値による判定結果を選択信号としてデータ1状態、デ
ータ0状態それぞれに応じた電圧を分離した上、時間上
での移動平均としての電圧を検出し、データ1状態対応
移動平均電圧とデータ0状態対応移動平均電圧との加算
平均を以てデータ判定用閾値を一定周期毎に更新設定す
る閾値更新設定手段とを少なくとも含むFSK復調装
置。
5. An FSK for receiving a signal with a preamble inserted at regular intervals, which is transmitted from a transmitting side as an FSK modulated wave, at a receiving side and demodulating the signal as data.
An SK demodulation device, comprising: frequency conversion means for converting a received signal to an intermediate frequency; and frequency detection of the intermediate frequency from the frequency conversion means by frequency discrimination, and then outputting a voltage corresponding to the data 1, 0 state. Frequency detection means,
A data judging means for demodulating data 1 and 0 as a judgment result by judging a voltage corresponding to a data 1 and 0 state from the frequency detecting means by a data judging threshold, and only while demodulating a preamble is performed. By using the determination result based on the data determination threshold as a selection signal, voltages corresponding to the data 1 state and the data 0 state are separated, and a voltage as a moving average over time is detected. An FSK demodulator comprising: at least threshold update setting means for updating and setting a data determination threshold at regular intervals using an addition average with a data 0 state-corresponding moving average voltage.
【請求項6】 衛星通信や高速移動体通信等、送受信点
間の周波数変動が大きい場合でのデータ受信方法であっ
て、送信点からFSK変調波として送信される信号が受
信点で受信された上、中間周波数に変換された後、周波
数弁別による周波数検波によりデータ1,0状態に応じ
た電圧として得られた上、データ判定用閾値により判定
されることによって、判定結果としてデータ1,0が復
調されるに際し、データ判定用閾値による判定結果を選
択信号としてデータ1状態、データ0状態それぞれに応
じた電圧を分離した上、時間上での移動平均としての電
圧を検出し、データ1状態対応移動平均電圧とデータ0
状態対応移動平均電圧との加算平均を以てデータ判定用
閾値が連続的に更新設定されるようにしたデータ受信方
法。
6. A data receiving method in a case where frequency fluctuation between transmission and reception points is large, such as in satellite communication and high-speed mobile communication, wherein a signal transmitted as an FSK modulated wave from a transmission point is received at a reception point. After being converted to the intermediate frequency, the data is obtained as a voltage corresponding to the state of the data 1 and 0 by frequency detection by frequency discrimination, and is determined by the data determination threshold. At the time of demodulation, the determination result based on the data determination threshold is used as a selection signal to separate voltages corresponding to the data 1 state and the data 0 state, and a voltage as a moving average over time is detected to handle the data 1 state. Moving average voltage and data 0
A data receiving method in which a threshold value for data determination is continuously updated and set based on an addition average with a moving average voltage corresponding to a state.
【請求項7】 衛星通信や高速移動体通信等、送受信点
間の周波数変動が大きい場合でのデータ受信方法であっ
て、送信点からFSK変調波として送信される、一定周
期毎にプリアンブルが挿入された状態の信号が受信点で
受信された上、中間周波数に変換された後、周波数弁別
による周波数検波によりデータ1,0状態に応じた電圧
として得られた上、データ判定用閾値により判定される
ことによって、判定結果としてデータ1,0が復調され
るに際し、プリアンブルに対する復調が行われる間の
み、データ判定用閾値による判定結果を選択信号として
データ1状態、データ0状態それぞれに応じた電圧を分
離した上、時間上での移動平均としての電圧を検出し、
データ1状態対応移動平均電圧とデータ0状態対応移動
平均電圧との加算平均を以てデータ判定用閾値が一定周
期毎に更新設定されるようにしたデータ受信方法。
7. A data receiving method in a case where frequency fluctuation between transmission / reception points is large, such as in satellite communication or high-speed mobile communication, wherein a preamble is transmitted as a FSK modulated wave from a transmission point and inserted at regular intervals. The received signal is received at the receiving point and is converted to an intermediate frequency. After that, the signal is obtained as a voltage corresponding to the data 1 and 0 states by frequency detection by frequency discrimination, and is determined by the data determination threshold. Thus, when data 1 and 0 are demodulated as the determination result, only during the demodulation of the preamble, a voltage corresponding to each of the data 1 state and the data 0 state is used as a selection signal using the determination result based on the data determination threshold as a selection signal. After separating, detecting the voltage as a moving average over time,
A data receiving method in which a data determination threshold is updated and set at regular intervals by adding and averaging a moving average voltage corresponding to a data 1 state and a moving average voltage corresponding to a data 0 state.
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