JPH11196142A - Baud timing synchronization system - Google Patents

Baud timing synchronization system

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JPH11196142A
JPH11196142A JP36013797A JP36013797A JPH11196142A JP H11196142 A JPH11196142 A JP H11196142A JP 36013797 A JP36013797 A JP 36013797A JP 36013797 A JP36013797 A JP 36013797A JP H11196142 A JPH11196142 A JP H11196142A
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JP
Japan
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phase
interpolation
phase difference
output
sample
Prior art date
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Application number
JP36013797A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Adachi
勝 安達
Shigeyuki Sudo
茂幸 須藤
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Hitachi Denshi KK
Original Assignee
Hitachi Denshi KK
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11196142A publication Critical patent/JPH11196142A/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0016Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors
    • H04L7/002Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation
    • H04L7/0029Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation interpolation of received data signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/027Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information extracting the synchronising or clock signal from the received signal spectrum, e.g. by using a resonant or bandpass circuit
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
    • H04L7/0331Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop with a digital phase-locked loop [PLL] processing binary samples, e.g. add/subtract logic for correction of receiver clock

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve interpolation position accuracy in a detector for supplying through interpolation a symbol sample synchronized with a baud timing from the oversample sequence of PSK signals sampled asynchronously with the baud timing. SOLUTION: From an output waveform of a clock extraction means 131, a zero-crossing phase is estimated in a linear interpolation part 132c of a phase estimation means 132, and phase difference data are outputted. Stored value of an approximate correction ROM 133a for storing an error amount of linear approximation is added to the above phase difference data and a linear interpolation coefficient ROM 134 is referred to.

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】本発明はディジタル位相変調
信号の復調回路に用いられ,特にディジタル信号処理形
の復調回路に好適なボータイミング同期方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a baud timing synchronization system which is used in a demodulation circuit of a digital phase modulation signal and is particularly suitable for a demodulation circuit of a digital signal processing type.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル位相変調信号に対するディジ
タル信号処理形の復調回路の一方式として,ボータイミ
ングとは非同期に標本化したサンプル系列から,ボータ
イミング位相を推定して識別時刻のサンプルを補間計算
によって得ることが行われる。(文献,電子情報通信学
会論文誌 Vol.J72-B-I No.9 ,pp.754-761, 1989年 9
月) 上記は、パケット通信を蓄積一括復調するのに好適な方
式で,DFT(離散フーリエ変換)を用いてクロック成
分の最大スペクトラムを計算で求めて位相を推定し,混
合スプラインと呼ばれる補間式を用いてシンボル値を補
間している。
2. Description of the Related Art As one type of digital signal processing type demodulation circuit for a digital phase modulation signal, a baud timing phase is estimated from a sample sequence sampled asynchronously with a baud timing, and a sample at an identification time is calculated by interpolation. Getting done is done. (References, IEICE Transactions Vol. J72-BI No. 9, pp. 754-761, 1989
The above is a method suitable for accumulating and demodulating packet communication at a time. The maximum spectrum of the clock component is calculated by using DFT (Discrete Fourier Transform) to estimate the phase, and an interpolation formula called a mixed spline is calculated. Is used to interpolate symbol values.

【0003】また別の文献(電子情報通信学会論文誌 V
ol.J79-B-II No.11, pp.968-971, 1996年11月)によ
れば,ボータイミング位相の推定に補間を用いている場
合もある。これは連続信号を逐次的に復調する場合にも
適用できる方法である。再生クロックがゼロレベルを交
差する時刻(以下ゼロクロスと表現する。)を,フィルタ
手段により抽出したクロック成分の連続するサンプリン
グ値の直線補間で求めている。
[0003] Another document (IEICE Transactions V
ol. According to J79-B-II No.11, pp.968-971, November 1996), interpolation may be used to estimate the baud timing phase. This is a method that can be applied to a case where a continuous signal is sequentially demodulated. The time at which the reproduced clock crosses the zero level (hereinafter referred to as zero cross) is obtained by linear interpolation of successive sampling values of the clock component extracted by the filter means.

【0004】後者の例の考え方を図を用いて説明する。
図9はゼロクロス位相を説明する図である。ボー速度で
伝送されるシンボルあたりの非同期オーバサンプルを4
倍とすれば,サンプル間隔はx2−x1=π/2[radian]とな
る。クロック成分のサンプル値をy1,y2とすれば,ゼロ
クロスが発生したことはy2×y1が+の値でなく,かつy2
>0の成立で検出される。このとき本来のゼロクロスか
らのサンプル点の位相誤差θEは,クロック成分を正弦
波信号と考えれば,
The concept of the latter example will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a diagram illustrating the zero-cross phase. 4 asynchronous oversamples per symbol transmitted at baud rate
If it is doubled, the sample interval becomes x2-x1 = π / 2 [radian]. Assuming that the sample values of the clock component are y1 and y2, the occurrence of the zero crossing means that y2 × y1 is not a positive value and y2
Detected when> 0 holds. At this time, the phase error θE of the sample point from the original zero crossing is given by considering the clock component as a sine wave signal.

【0005】[0005]

【数1】 (Equation 1)

【0006】として逆正接関数を使用して求めることが
できる。ただ復調回路に実装する場合,逆正接を求める
テーブルが必要となる。位相誤差の推定要求精度が高い
場合,テーブルサイズが増大する。
Can be obtained by using an arctangent function. However, when implementing in a demodulation circuit, a table for calculating the arc tangent is required. If the required accuracy of phase error estimation is high, the table size increases.

【0007】そこで,前記公知例で用いられるように図
9に示す通り直線補間による近似でゼロクロス位相を推
定する。この場合の推定式は,
Therefore, as shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the zero cross phase is estimated by approximation by linear interpolation. The estimation formula in this case is

【0008】[0008]

【数2】 (Equation 2)

【0009】となる。2つの式の違いを図10の位相推定
特性で比較すれば明らかなように,直線補間による近似
推定で最大では,この場合4度程度の誤差が発生するこ
とがわかる。
## EQU1 ## As is clear from comparing the difference between the two equations with the phase estimation characteristic in FIG. 10, it can be seen that in this case, an error of about 4 degrees occurs at the maximum in the approximate estimation by linear interpolation.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】近年のディジタル位相
変調では狭帯域化及び多値化が検討されて来ており,タ
イミング位相誤差をより小さくしたい要求がある。しか
しゼロクロス位相を直線補間で求める場合の誤差を問題
として,理想的な逆正接関数を使用する場合は,必要な
メモリ容量が増大する。本発明が解決しようとする課題
はメモリの大幅な増加を必要としないで,精度の向上を
図る点にある。
In digital phase modulation in recent years, narrowing of the band and multi-leveling have been studied, and there is a demand for further reducing the timing phase error. However, when an ideal arctangent function is used, taking into account the error when the zero-cross phase is obtained by linear interpolation, the required memory capacity increases. The problem to be solved by the present invention is to improve the accuracy without requiring a large increase in the memory.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ため,ボータイミング時刻とは非同期に標本化された,
ディジタル位相変調信号の同相及び直交相成分のオーバ
サンプル系列から,ボー速度周波数のクロック成分を抽
出するクロック抽出手段と,前記クロック成分のゼロレ
ベル交差を検出し,交差点と標本点の位相差を推定する
位相推定手段であって,その推定における交差点はこれ
をはさむ連続した2つの標本値を結ぶ直線とゼロレベル
の交点で定義する直線近似を用いた位相推定手段と,位
相推定手段の出力する位相差データでアドレス指定さ
れ,前記直線近似の近似誤差を補正する補正データを格
納した第1の記憶手段と,第1の記憶手段の格納値と,
前記位相差データを加算した加算データでアドレス指定
され,線形の補間係数を格納した第2の記憶手段と,第
2の記憶手段の出力する補間係数を用いて前記オーバサ
ンプル系列から受信シンボルの識別時刻のサンプルデー
タを補間出力する補間手段を備える。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the object of the present invention, sampling is performed asynchronously with a baud timing time.
Clock extracting means for extracting a baud rate frequency clock component from an oversampled sequence of in-phase and quadrature-phase components of a digital phase modulation signal, and detecting a zero-level crossing of the clock component to estimate a phase difference between the crossing point and a sampling point. Where the crossing point in the estimation is a phase estimating means that uses a linear approximation defined by the intersection of a straight line connecting two consecutive sample values and the zero level, and a phase output by the phase estimating means. A first storage unit that is addressed by the phase difference data and stores correction data for correcting the approximation error of the linear approximation; a value stored in the first storage unit;
Identification of a received symbol from the oversampled sequence using a second storage means addressed by the added data obtained by adding the phase difference data and storing a linear interpolation coefficient, and an interpolation coefficient output from the second storage means; Interpolation means for interpolating and outputting the time sample data is provided.

【0012】受信シンボルの補間は,サンプル間隔を所
定の分割数で等分割した分解能で行なうとする。ゼロク
ロス位相毎に異なる補間係数は,その都度計算するので
なく予め計算しておいた補間係数が前記第2の記憶手段
に格納される。
It is assumed that interpolation of received symbols is performed at a resolution obtained by equally dividing the sample interval by a predetermined number of divisions. The interpolation coefficient different for each zero-cross phase is not calculated each time, but the previously calculated interpolation coefficient is stored in the second storage means.

【0013】クロックのゼロクロス位相の推定における
直線補間誤差の補正値は,シンボル補間のための離散的
な位置に対応して用意すれば良く,前記第1の記憶手段
のサイズは前記所定の分割数分で済む。
The correction value of the linear interpolation error in estimating the zero-crossing phase of the clock may be prepared corresponding to a discrete position for symbol interpolation, and the size of the first storage means is the predetermined number of divisions. In minutes.

【0014】また同じ目的を達成するため別の手段で
は,前記第1,第2の記憶手段に替えて,前記位相差デー
タに対し,誤差を補正した第2の位相差データを出力す
るデコード手段と,このデコード出力でアクセスし,離
散的な位相位置に対して線形の補間係数を格納する記憶
手段を備え,前記補間手段はこの記憶手段の出力する補
間係数を使用する。
In another means for achieving the same object, a decoding means for outputting an error-corrected second phase difference data for the phase difference data in place of the first and second storage means. And storage means for accessing the decoded output and storing linear interpolation coefficients for discrete phase positions. The interpolation means uses the interpolation coefficients output from the storage means.

【0015】さらに別の手段では前記第1,第2の記憶手
段に替えて,前記位相差データでアクセスされ,離散的
な位相位置に対して一様でない直線近似の誤差を補正す
るため,前記の離散的な位相位置に対して非線形な補間
係数を格納した記憶手段を備え,前記補間手段はこの記
憶手段の出力する補間係数を使用する。
Still another means is provided in place of the first and second storage means, in order to correct an error of a linear approximation which is accessed with the phase difference data and is not uniform with respect to discrete phase positions. Storage means for storing non-linear interpolation coefficients for the discrete phase positions, and the interpolation means uses the interpolation coefficients output from the storage means.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図を用いて本発明の実施例を説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0017】図1はPSK信号の遅延検波回路で,本発明第
1の実施例の構成を説明するブロック図である。図1にお
いて10a,10bはミクサ,10cはπ/2移相器,10dは固定発
振器,11a,11bはロールオフフィルタ,12a,12bはA/D
変換器,130は補間部,14は遅延検波部,15は周波数補
償部である。さらに,131はクロック抽出手段で131a,13
1bは乗算器,131cは加算器,131dはBPF(バンドパスフィ
ルタ),132は位相推定手段で132aは段数2のシフトレジ
スタ,132bはゼロクロス検出部,132cは直線補間部であ
る。133aは近似補正ROM,133bは加算器,134は線形補間
係数ROMである。 この実施例でA/D変換器12a,12bはPS
K信号のボー速度周波数の4倍でオーバサンプリングす
るものとする。またサンプル値は符号付き16ビット固定
小数点で扱われるものとする。まず,全体の動作を説明
する。
FIG. 1 shows a PSK signal delay detection circuit according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an example. In FIG. 1, 10a and 10b are mixers, 10c is a π / 2 phase shifter, 10d is a fixed oscillator, 11a and 11b are roll-off filters, and 12a and 12b are A / D.
A converter, 130 is an interpolation unit, 14 is a delay detection unit, and 15 is a frequency compensation unit. Further, 131 is a clock extracting means.
1b is a multiplier, 131c is an adder, 131d is a BPF (bandpass filter), 132 is a phase estimating means, 132a is a shift register having two stages, 132b is a zero-cross detector, and 132c is a linear interpolator. 133a is an approximate correction ROM, 133b is an adder, and 134 is a linear interpolation coefficient ROM. In this embodiment, the A / D converters 12a and 12b are PS
It is assumed that oversampling is performed at four times the baud rate frequency of the K signal. It is assumed that the sample value is handled as a signed 16-bit fixed point. First, the overall operation will be described.

【0018】入力されたPSK信号は固定発振器10dの出力
する自走のキャリア周波数を用いて準同期検波される。
ミクサ10aから同相成分,前記キャリア周波数をπ/2移
相した信号を混合するミクサ10bからは直交相成分を出
力し,それぞれロールオフフィルタ11a,11bを経由して
I信号,Q信号を得る。このI,Q信号をA/D変換器12a,12
bで1シンボルあたり4倍でサンプリングする。このサン
プリングは送信ボータイミングとは非同期に行われる。
The input PSK signal is subjected to quasi-synchronous detection using the free-running carrier frequency output from the fixed oscillator 10d.
A quadrature component is output from a mixer 10b that mixes the in-phase component from the mixer 10a and a signal obtained by shifting the carrier frequency by π / 2, and an I signal and a Q signal are obtained via roll-off filters 11a and 11b, respectively. The I and Q signals are converted to A / D converters 12a and 12a.
Sample at 4 times per symbol with b. This sampling is performed asynchronously with the transmission baud timing.

【0019】受信シンボルの判定にはボータイミングに
同期したアイの開いた時刻のサンプルが必要であるが,
非同期サンプリングのため補間部130でこの同期サンプ
ルを求める。
The determination of the received symbol requires a sample at the time when the eye is opened in synchronization with the baud timing.
This synchronous sample is obtained by the interpolation unit 130 for asynchronous sampling.

【0020】補間部130は受信シンボル周期で補間した
サンプルを出力し,これを用いて遅延検波部14で復調信
号を得る。遅延検波部14は,1シンボル前の補間サンプ
ル値を蓄積しており,この複素共役値と現在の補間サン
プルを乗算することで,遅延検波を行なう。
The interpolator 130 outputs a sample interpolated at the reception symbol period, and uses the sample to obtain a demodulated signal at the delay detector 14. The delay detection unit 14 accumulates the interpolation sample value of one symbol before, and performs delay detection by multiplying this complex conjugate value by the current interpolation sample.

【0021】遅延検波出力には,固定発振器10dとPSK信
号のキャリア周波数との偏差による定常的な位相回転を
含んでいるので,これを補償するため逆回転を与える周
波数補償部15を経由して受信シンボル出力Is,Qs信号が
得られる。
The delayed detection output includes a stationary phase rotation due to a deviation between the fixed oscillator 10d and the carrier frequency of the PSK signal. The received symbol output Is and Qs signals are obtained.

【0022】さて,補間部130で同期サンプルを得るた
めには,例えば後述するような(図3に示す)FIR(有限イ
ンパルス応答)構造の補間フィルタ演算が行われる。こ
のフィルタのタップ係数は補間する位置毎に異なる。し
たがって係数を決定するためには補間するべき位置を,
受信したI,Q信号のサンプル系列から求める必要があ
る。この過程を次に示す。
In order to obtain a synchronous sample in the interpolation unit 130, for example, an interpolation filter operation having a FIR (finite impulse response) structure (shown in FIG. 3) described later is performed. The tap coefficient of this filter differs for each position to be interpolated. Therefore, the position to be interpolated to determine the coefficient is
It is necessary to obtain from the sample sequence of the received I and Q signals. This process is described below.

【0023】まず,I,Q信号データから非線形操作に
よりボー速度周波数のクロック成分スペクトルを強調す
る。これは乗算器131a,131bによってそれぞれを2乗演
算することによって行われる。クロック成分を強調する
為,さらにこの2乗値を加算器131cで加算してBPF131dに
よりクロック成分の正弦波形出力を得る。BPF131dはク
ロック周波数をセンタとする高Qのフィルタとし,同時
にクロック出力が飽和しないように利得を調整する。こ
のクロック成分波形がクロック抽出手段131の出力とな
り,位相推定手段132ヘ入力する。入力された波形サン
プルはシフトレジスタ132aに順次格納される。ここでは
シフトレジスタ132aの段数は2段としビット長は16ビッ
ト,前段をB0,後段をB1と呼ぶことにする。このシフト
レジスタ132aには連続する2つのサンプルが格納される
ことになる。この2つのサンプルB0,B1を用いてゼロク
ロス検出手段132bがクロックのゼロクロスを検出する。
ゼロクロス検出手段132bはB0×B1の結果が正符号でな
く,B0が正のときをゼロクロスとして判定し,ゼロクロ
ス検出を出力する。
First, the clock component spectrum of the baud rate frequency is emphasized from the I and Q signal data by a non-linear operation. This is performed by squaring each of them by the multipliers 131a and 131b. In order to emphasize the clock component, the square value is further added by the adder 131c, and a sine waveform output of the clock component is obtained by the BPF 131d. The BPF 131d is a high-Q filter centered on the clock frequency, and simultaneously adjusts the gain so that the clock output does not saturate. This clock component waveform becomes the output of the clock extracting means 131 and is input to the phase estimating means 132. The input waveform samples are sequentially stored in the shift register 132a. Here, the number of stages of the shift register 132a is two, the bit length is 16 bits, the former stage is called B0, and the latter stage is called B1. This shift register 132a stores two consecutive samples. Using these two samples B0 and B1, the zero-cross detecting means 132b detects the zero-cross of the clock.
The zero-cross detecting means 132b determines that the result of B0 × B1 is not a positive sign and that B0 is positive as a zero-cross, and outputs zero-cross detection.

【0024】直線補間手段132cは,前記のゼロクロス検
出を知ると,B0/(B0−B1)を計算する。B1=0のときを除
けばB0<B0−B1となるので,DSP(ディジタルシグナルプ
ロセッサ)のキャリ−付き減算をくり返し用いることで
小数除算が比較的用意に実現できる。除算結果はサンプ
ル値と同じく符号付き16ビットの固定小数点で表され
る。これが位相差データθで補間位置が求まる。今,補
間位置を求める精度をサンプル間隔の1/64とする。4倍
オーバサンプルであったから,サンプル間隔は90度とな
り,この場合1/64で,約1.4度の精度で求めることとす
る。このとき補間位置は前記位相データの符号ビットを
除いた上位6ビットを読み取れば良い。しかしこの位相
差データθは前述したように正弦波を直線で近似した値
であるから誤差が(最大で4度程度)含まれる。これは従
来例で図5に説明した通りで,誤差量はゼロクロス位置
によって異なる。そこでこの位相差データθを近似補正
ROM133aと加算器133bによって補正する。補間位置をサ
ンプル間隔の1/64の精度で求めているので近似補正ROM1
33aは前記位相差データの符号ビットを除く上位6ビット
でアクセスされる補正値を16ビット精度で格納すれば良
い。近似補正ROM132aの格納値を表1に示す。
The linear interpolation means 132c calculates B0 / (B0-B1) upon detecting the zero-cross detection. Since B0 <B0−B1 except when B1 = 0, fractional division can be relatively easily realized by repeatedly using subtraction with carry of a DSP (digital signal processor). The result of the division is represented by a signed 16-bit fixed point, like the sample value. This determines the interpolation position from the phase difference data θ. Now, assume that the accuracy of finding the interpolation position is 1/64 of the sample interval. The sample interval is 90 degrees because the sample is 4 times oversampled. In this case, the sampling interval is 1/64, and the accuracy is about 1.4 degrees. At this time, the interpolation position may be obtained by reading the upper 6 bits excluding the sign bit of the phase data. However, since the phase difference data θ is a value obtained by approximating a sine wave with a straight line as described above, an error is included (about 4 degrees at the maximum). This is as explained in FIG. 5 in the conventional example, and the error amount differs depending on the zero cross position. Therefore, this phase difference data θ is approximately corrected.
The correction is performed by the ROM 133a and the adder 133b. Approximate correction ROM1 because the interpolation position is determined with an accuracy of 1/64 of the sample interval
33a may store the correction value accessed with the upper 6 bits excluding the sign bit of the phase difference data with 16-bit precision. Table 1 shows the values stored in the approximation correction ROM 132a.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】この補正値と位相差データを加算器133bで
加算し,符号ビットを除くその上位6ビットを新たな補
間位置データとすれば良い。
The correction value and the phase difference data are added by the adder 133b, and the upper 6 bits excluding the sign bit may be used as new interpolation position data.

【0027】この補間位置データで予め計算しておいた
線形補間係数ROMの値を参照し,前記補間手段130で補間
を行なう。
The interpolation means 130 performs interpolation by referring to the value of the linear interpolation coefficient ROM calculated in advance with the interpolation position data.

【0028】この補間動作を次に述べる。図2は補間動
作を説明する図である。図2にはクロック抽出波形のサ
ンプル列の一例を,また補間すべき受信シンボル列のI
信号サンプル列の一例を示してある。図示したようにク
ロック波形のサンプルの,B1とB0の間にゼロクロスが発
生している。このときサンプル位相はボータイミング位
相からθだけ遅れてサンプリングしていることが先の位
相推定手段132とその補正手段133a,bによって検出され
る。
The interpolation operation will be described below. FIG. 2 is a diagram illustrating an interpolation operation. Figure 2 shows an example of the sample sequence of the clock extraction waveform, and the I of the received symbol sequence to be interpolated.
An example of a signal sample sequence is shown. As shown in the figure, a zero cross occurs between B1 and B0 of the sample of the clock waveform. At this time, it is detected by the phase estimating means 132 and its correcting means 133a, b that the sampling phase is sampled with a delay of θ from the baud timing phase.

【0029】したがってI信号はθだけ前の時刻のデー
タを補間によって求めてやれば良い。通常ゼロクロスに
対しアイが開く位置は4倍サンプルの場合2サンプル前の
位置にある。しかしこのゼロクロスを求める過程でクロ
ック成分はBPF131dを経由しているためクロック成分に
は位相遅延が生じる。本実施例では4倍サンプルで前記B
PF131dを次数2のIIR(無限インパルス応答)ディジタル
フィルタとしたとすると,遅延量は1サンプル(90度)と
なる。したがってアイの開口点はゼロクロスから3サン
プル前となって,図2のI4とI3の間に当たる。
Therefore, the I signal may be obtained by interpolating data at a time preceding by θ. Normally, the position where the eye opens with respect to the zero cross is the position two samples before in the case of a 4 × sample. However, in the process of obtaining the zero cross, the clock component passes through the BPF 131d, so that the clock component has a phase delay. In the present embodiment, the B
If the PF131d is an IIR (infinite impulse response) digital filter of order 2, the delay amount is one sample (90 degrees). Therefore, the eye opening point is three samples before the zero crossing, and falls between I4 and I3 in FIG.

【0030】本実施例の場合,ここで用いる補間式はI
2,I3,I4の3点を使ってθ前のシンボルを補間する2次
のラグランジェ補間とする。I2,I3,I4のサンプルに対し
てその補間係数をh0,h1,h2とすれば,補間位置データ
に対応する各補間係数は,表2及び図3の通りである。
In the case of this embodiment, the interpolation formula used here is I
A second-order Lagrange interpolation is used to interpolate the symbol before θ using the three points 2, 3, and 4. Assuming that the interpolation coefficients for the samples I2, I3, and I4 are h0, h1, and h2, the interpolation coefficients corresponding to the interpolation position data are as shown in Table 2 and FIG.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】この係数を使用してシンボルの補間が行わ
れる。図4は補間部130の構成の一例を示す図である。
Symbol interpolation is performed using these coefficients. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the interpolation unit 130.

【0033】図4において130a,130bがFIRフィルタ部で
あり,130cがシンボルバッファシフトレジスタ,130d,
130e,130fが乗算器,130gが加算器,130hが係数レジス
タである。
In FIG. 4, 130a and 130b are FIR filters, 130c is a symbol buffer shift register, and 130d and 130d.
130e and 130f are multipliers, 130g is an adder, and 130h is a coefficient register.

【0034】FIRフィルタ部130aではI信号データをシン
ボルバッファレジスタ130cから読み出し,係数レジスタ
130hの格納値との累積加算演算を行って補間値を出力す
る。
The FIR filter unit 130a reads out the I signal data from the symbol buffer register 130c,
Performs cumulative addition with the stored value of 130h and outputs the interpolated value.

【0035】係数レジスタ130hへの格納は,補間手段13
0がゼロクロス検出を知るとそのときの補間位置データ
の指定する係数値を読込むものとする。
The storage in the coefficient register 130h is performed by the interpolation means 13
When 0 knows the zero-cross detection, the coefficient value specified by the interpolation position data at that time is read.

【0036】またシンボルバッファシフトレジスタ130c
は3サンプル前の位置を補間する為,段数5である。ここ
はI信号サンプルがI0に入力される度,1段づつデータが
シフトする。
The symbol buffer shift register 130c
Has 5 stages to interpolate the position three samples earlier. Here, every time an I signal sample is input to I0, data is shifted by one stage.

【0037】したがって4倍のサンプル毎にI信号サンプ
ル列を入力し,ゼロクロス検出周期で補間サンプルを出
力する。
Therefore, a sequence of I signal samples is input for each quadruple sample, and an interpolated sample is output at a zero-cross detection cycle.

【0038】Q信号に対しても動作は全く同様なので説
明は省略する。
The operation is exactly the same for the Q signal, and a description thereof will be omitted.

【0039】以上,本実施例によればゼロクロス検出に
直線補間を用いた誤差をサイズ64wordの近似補正ROM1
33a及び加算器133bによって補正できるので,受信シン
ボルの補間位置精度が向上する。
As described above, according to the present embodiment, the error using linear interpolation for zero-cross detection is used to reduce the size of the approximate correction ROM 1 of 64 words in size.
Since the correction can be performed by the adder 33a and the adder 133b, the accuracy of the interpolation position of the received symbol is improved.

【0040】次に本発明第2の実施例について説明す
る。図5は本発明の第2の実施例の構成を説明するブロッ
ク図である。第1の実施例と同等の部分には同じ符号を
付けた。第2の実施例の特徴は,直線補間誤差の補正の
ためアドレス変換デコーダ133cを設けたことにある。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the second exemplary embodiment of the present invention. Portions equivalent to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. A feature of the second embodiment is that an address conversion decoder 133c is provided for correcting a linear interpolation error.

【0041】位相推定手段132の出力する位相差データ
の符号ビットを除く上位6ビットは,アドレス変換デコ
ーダ133cヘ入力する。ここで直線補間の誤差分を補正し
た場合に,最も近い別のアドレスデータにデコードされ
る。このデコードアドレスを線形補間係数ROM134ヘ入力
して係数データを参照する構成である。
The upper 6 bits excluding the sign bit of the phase difference data output from the phase estimating means 132 are input to the address conversion decoder 133c. Here, when the error of the linear interpolation is corrected, it is decoded to another address data closest to the address data. The decoding address is input to the linear interpolation coefficient ROM 134 to refer to coefficient data.

【0042】デコード規則は,本実施例の場合,表3の
変換テーブルに示す通りとする。
In the case of this embodiment, the decoding rules are as shown in the conversion table of Table 3.

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】この場合の位相推定特性を図6に示す。FIG. 6 shows the phase estimation characteristics in this case.

【0045】第1の実施例と同様に補間位置精度が向上
することがわかる。
It can be seen that the accuracy of the interpolation position is improved as in the first embodiment.

【0046】次に本発明第3の実施例について説明す
る。図7は本発明の第3の実施例の構成を説明するブロッ
ク図である。第1の実施例と同等の部分には同じ符号を
付けた。第3の実施例の特徴は,位相推定手段132の出力
する位相差データで直接補間係数を参照できるように,
補間係数ROMの格納値自体を補正した点にある。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the third exemplary embodiment of the present invention. Portions equivalent to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The feature of the third embodiment is that the interpolation coefficient can be directly referred to by the phase difference data output from the phase estimation means 132.
This is in that the stored value itself of the interpolation coefficient ROM is corrected.

【0047】即ち,第2の実施例のアドレス変換操作の
替わりに,ROMの内容を入れ替えたものである。この場
合入力される位相位置に対して非線形な関係で補間係数
が与えられることになるので,これを非線形補間係数RO
M135として図7に図示した。補完部130はこの非線形補間
係数ROM135を参照する構成である。
That is, the contents of the ROM are replaced in place of the address conversion operation of the second embodiment. In this case, an interpolation coefficient is given in a non-linear relationship to the input phase position.
This is shown in FIG. 7 as M135. The complementing unit 130 is configured to refer to the non-linear interpolation coefficient ROM 135.

【0048】図8に,非線形補間係数ROM135の格納値の
一例を示す。第1,第2の実施例で用いた2次ラグランジ
ェ補間係数を比較のため線分で示しておく。
FIG. 8 shows an example of the values stored in the nonlinear interpolation coefficient ROM 135. The secondary Lagrange interpolation coefficients used in the first and second embodiments are indicated by line segments for comparison.

【0049】本実施例によれば,ROMの内容を書き換え
るだけで補間位置精度の向上が図れる利点がある。
According to this embodiment, there is an advantage that the interpolation position accuracy can be improved only by rewriting the contents of the ROM.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば,非
同期サンプリングされたPSK信号のサンプル列から,ク
ロック位相を推定し,ボータイミングに同期したシンボ
ルサンプルを補間によって与えるボータイミング同期方
式の補間位置精度を向上する効果がある。
As described above, according to the present invention, a clock phase is estimated from a sample sequence of an asynchronously sampled PSK signal, and symbol samples synchronized with the baud timing are interpolated to provide a symbol sample synchronized with the baud timing. This has the effect of improving position accuracy.

【0051】特に,クロック成分のゼロクロスを直線補
間で近似する場合に比べ,回路規模やメモリの大幅な増
加を伴わずに,精度向上が行える効果がある。
In particular, compared with the case where the zero cross of the clock component is approximated by linear interpolation, there is an effect that the accuracy can be improved without a large increase in the circuit scale and the memory.

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

【図1】 本発明第1の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】 補間動作を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an interpolation operation.

【図3】 第1の実施例の補間係数の一例である。FIG. 3 is an example of an interpolation coefficient according to the first embodiment.

【図4】 補間部130の構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration of an interpolation unit 130.

【図5】 本発明第2の実施例の構成を説明するブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図6】 アドレス変換デコーダ133cを介在した場合の
位相特性である。
FIG. 6 shows phase characteristics when an address conversion decoder 133c is interposed.

【図7】 本発明第3の実施例の構成を説明するブロッ
ク図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図8】 第3実施例の非線形補間係数ROM135の補間係
数の一例である。
FIG. 8 is an example of an interpolation coefficient of a non-linear interpolation coefficient ROM 135 according to the third embodiment.

【図9】 ゼロクロス位相を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a zero-cross phase.

【図10】 (数1式と数2式の)位相推定特性である。FIG. 10 shows phase estimation characteristics (of Equations 1 and 2).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10a,10b:ミクサ, 10c:π/2移相器, 10d:固定発
振器, 11a,11b:ロールオフフィルタ, 12a,12b
:A/D変換器, 130:補間部, 130a,130b:FIRフィ
ルタ部, 130c:シンボルバッファシフトレジスタ,
130d,130e,130f:乗算器, 130g:加算器, 130h:
係数レジスタ, 14:遅延検波部, 15:周波数補償
部, 131:クロック抽出手段, 131a,131b:乗算器,
131c:加算器, 131d:BPF(バンドパスフィルタ),
132:位相推定手段, 132a:シフトレジスタ, 132
b:ゼロクロス検出部, 132c:直線補間部, 133a:
近似補正ROM, 133b:加算器, 133c:アドレス変換
デコーダ, 134:線形補間係数ROM, 135:非線形補
間係数ROM,
10a, 10b: mixer, 10c: π / 2 phase shifter, 10d: fixed oscillator, 11a, 11b: roll-off filter, 12a, 12b
: A / D converter, 130: interpolation unit, 130a, 130b: FIR filter unit, 130c: symbol buffer shift register,
130d, 130e, 130f: Multiplier, 130g: Adder, 130h:
Coefficient register, 14: delay detector, 15: frequency compensator, 131: clock extraction means, 131a, 131b: multiplier,
131c: adder, 131d: BPF (bandpass filter),
132: phase estimation means, 132a: shift register, 132
b: Zero cross detection unit, 132c: Linear interpolation unit, 133a:
Approximation correction ROM, 133b: adder, 133c: address conversion decoder, 134: linear interpolation coefficient ROM, 135: nonlinear interpolation coefficient ROM,

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ボータイミング時刻とは非同期に標本化
された,ディジタル位相変調信号の同相及び直交相成分
のオーバサンプル系列から,ボー速度周波数のクロック
成分を抽出するクロック抽出手段と,前記クロック成分
のゼロレベル交差を検出し,交差点と標本点の位相差を
推定する位相推定手段であって,その推定における交差
点はこれをはさむ連続した2つの標本値を結ぶ直線とゼ
ロレベルの交点で定義する直線近似を用いた位相推定手
段と,位相推定手段の出力する位相差データでアドレス
指定され,前記直線近似の近似誤差を補正する補正デー
タを格納した第1の記憶手段と,第1の記憶手段の格納
値と,前記位相差データを加算した加算データでアドレ
ス指定され,線形の補間係数を格納した第2の記憶手段
と,第2の記憶手段の出力する補間係数を用いて前記オ
ーバサンプル系列から受信シンボルの識別時刻のサンプ
ルデータを補間出力する補間手段を備えることを特徴と
する,ディジタル位相変調信号のボータイミング同期方
式。
1. Clock extraction means for extracting a clock component of a baud rate frequency from an oversampled sequence of in-phase and quadrature-phase components of a digital phase modulation signal sampled asynchronously with a baud timing time, and said clock component. Is a phase estimator that detects the zero-level crossing of, and estimates the phase difference between the crossing and the sample point. The crossing in the estimation is defined as the intersection of a straight line connecting two consecutive sampled values and the zero level Phase estimation means using linear approximation, first storage means addressed by the phase difference data output from the phase estimation means and storing correction data for correcting an approximation error of the linear approximation; first storage means And a second storage unit that is addressed by an added data obtained by adding the stored value of the phase difference data and stores a linear interpolation coefficient. Characterized in that it comprises interpolating means for interpolating the output sample data of the identification time of the received symbol from the over-sample sequence by using an output interpolating coefficients, baud timing synchronization method of the digital phase-modulated signal.
【請求項2】 請求項1記載のクロック抽出手段及び位
相推定手段と,位相推定手段の出力する位相差データ
を,前記直線近似の近似誤差を補正した第2の位相差デ
ータにデコードするデコード手段と,このデコード出力
によってアドレス指定され,線形の補間係数を格納した
記憶手段と,この記憶手段の出力する補間係数を用いて
一項記載のオーバサンプル系列から受信シンボルの識別
時刻のサンプルデータを補間出力する補間手段を備える
ことを特徴とする,ディジタル位相変調信号のボータイ
ミング同期方式。
2. The clock extracting means and the phase estimating means according to claim 1, and decoding means for decoding the phase difference data output from the phase estimating means into second phase difference data in which the approximation error of the linear approximation has been corrected. And storage means for storing a linear interpolation coefficient addressed by the decoded output, and using the interpolation coefficient output from the storage means to interpolate the sample data of the identification time of the received symbol from the oversampled sequence described in one item. A baud timing synchronization method for a digital phase modulation signal, comprising an interpolation means for outputting.
【請求項3】 請求項1記載のクロック抽出手段及び位
相推定手段と,位相推定手段の出力する位相差データを
用いてアドレス指定され,入力される位相差に対して非
線形な補間係数を格納した記憶手段と,この記憶手段の
出力する補間係数を用いて一項記載のオーバサンプル系
列から受信シンボルの識別時刻のサンプルデータを補間
出力する補間手段を備えることを特徴とする,ディジタ
ル位相変調信号のボータイミング同期方式。
3. A clock extracting means and a phase estimating means according to claim 1, and an address specified by using phase difference data output from the phase estimating means, and a non-linear interpolation coefficient for the input phase difference is stored. Storage means, and interpolation means for interpolating and outputting sample data at the identification time of the received symbol from the oversampled sequence described in the paragraph using the interpolation coefficient output from the storage means. Baud timing synchronization method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009186241A (en) * 2008-02-04 2009-08-20 Sumitomo Electric Ind Ltd Receiving device range-finding system, positioning system, computer program, and reception time point determining method
US8983014B2 (en) 2013-03-22 2015-03-17 Fujitsu Limited Receiver circuit and semiconductor integrated circuit
US9112673B2 (en) 2013-08-09 2015-08-18 Fujitsu Limited Reception circuit

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