JPS60153660A - 周波数ずれ補正方式 - Google Patents

周波数ずれ補正方式

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JPS60153660A
JPS60153660A JP59009476A JP947684A JPS60153660A JP S60153660 A JPS60153660 A JP S60153660A JP 59009476 A JP59009476 A JP 59009476A JP 947684 A JP947684 A JP 947684A JP S60153660 A JPS60153660 A JP S60153660A
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JP
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frequency
operational amplifier
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deviation
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JP59009476A
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Seizo Nakamura
精三 中村
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/233Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation
    • H04L27/2331Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation wherein the received signal is demodulated using one or more delayed versions of itself

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はディジタル信号によって位相変調された信号の
復調に適した遅延位相検波回路における周波数ずれの補
正方式に関する。
(技術的背景) 近年ディジタル信号の伝送を無線で行なう必要性の要求
から狭帯域な変調方式としてGMSK(Gaussia
n Filter Manipulated Mini
mum ShiftKeying )が提案されている
。これはガウスフィルタを通した変調指数0.5の連続
位相変調で、きわめて狭帯域なス被りトラムが得られる
変調方式である。該変調方式で変調された信号を復調す
る方式として、特願昭58−1i2805r遅延位相検
波回路」がある。該復調方式を第1図によって簡単に説
明する。同図においてGMSK等のディジタル位相変調
された信号をアンテナ(図示せず)で受信し、ミクサ(
図示せず)で中間周波数に変換し入力端子1に加える。
前記信号は帯域通過ろ波器2で帯域外雑音や、隣接妨害
波を除去し、増幅器及びリミッタ3を通シ分周器4で分
周する。該分周器4によって周波数及び位相変調度は1
/n(nは2以上の整数)となる。前記分周器4の出力
はエクスクル−シブオア回路5の一方の端子に加えられ
、他方の端子には遅延回路6で一定の遅延、例えば入力
信号のディジタル変調の2ビツトに相当する時間遅延さ
せた信号を加える。エクスクル−シブオア回路5の出力
は低域F波器7を通してコンノRレータ8に加えて、予
め設定された値を越えたら、例えば「1」を越えなけれ
ば「0」を出力端子9に出力するようにした復調方式で
ある。該復調方式における低域涙波器7の出力の一例を
第2図に示す。同図のアイパタンはBb−T−0、2”
5’のGMSKを受信し、遅延回路6の遅延時間を入力
ディジタル信号の2ピントに相当する時間に選んだ場合
を示す。但しBbは変調の際に使用する、ガウスフィル
タの帯域幅、Tはディジタル信号のビットレートの逆数
である。第2図のアイパタンの横軸は時間経過を示し、
Tは1ビツト相当の時間を示す。前記アイパタンは先行
の2ビツトによって、第3図(a)、(b)、(C)、
(d)に示すように4つに分類できる。(、)は時刻0
−T、T〜2Tのときのビット(以下先行ビットと称す
る)が1,1のときを示し、時刻3TにおいてL&で示
したレベルを越えているときは時刻2T〜3Tのビット
(以下現在ビットと称する)が1であると判定し、La
を越えないときは0であると判定する。同様に(b)は
先行ビットが0.1の場合を示し、判定レベルはLbで
ある。(c)は先行ビットが1,0で判定レベルがしい
(d)は先行ビットが0,0で判定レベルがLdである
。このように先行ビットに対応して、判定レベルを決定
すれば極めて、効率の良い検波を行なうことができる。
ところで送信周波数と、受信周波数が一致しておれば問
題は無いが温度変化等の影響で前記周波数がずれると第
2図に示す中心値Aが周波数ずれの方向に従って上又は
下に移動し、アイノやタン全体も上又は下にずれる。し
かしアイノ々タンの形状及び幅は変化が無い。これを一
般式で示すと次のようになる。ディジタル信号で変調さ
れた信号をI(t) = sin ((ω。十Δω)を
十〇(t)) ・・・(1)と表わす。ここでω。は搬
送波の角周波数、Δωは送信機、受信機間の角周波数の
ずれ、θ(1)はディジタル信号による位相変調である
。(1)式はI(t)=sIn(ωct+(Δωt+θ
(t) ) 1 ”12)と書きなおすことができる。
(2)式から位相ψ(1)をψ(t)=Δωを十〇(t
’) ・・・(3)と書けば、時刻t2とtlの時の位
相はそれぞれψ(t2) =Δωt2+θ(t2) ・
・・(4)甑い):Δωt1+θ(tl) ・・・(5
)となる。Dを遅延回路の遅延時間とし、t2.− t
1=Dとすれば遅延位相検波回路の出力V。utはVo
ut ”ψ(t2)−ψ(tl) =Δωt2+θ(t2)−Δωt1−θ(tl)=(Δ
ω(t2−tl))+(θ(t2)−〇(tl)) −
(6)となる。(6)式の第1項は送信機、受信機間の
角周波数のずれによる出力でΔωが決まれば一定であシ
、第2項はディジタル位相変調による出力である。
即ち出力アイノ4タンは送信機、受信機の周波数にずれ
があると、該ずれに応じて、形状はそのままで、上また
は下にずれることになる。アイノ4タンが上又は下にず
れると第3図で示した判定レベルLB % Lb XL
c % Ldの相対的な位置もずれて正しい判定ができ
なく表る。
第4図はビットレートが16−kb/sの場合の−例で
、横軸は送信周波数と、受信周波数のずれを示し、縦軸
はビット誤り ”$ BERである。周波数がずれると
第4図の曲線(a)に示す如く誤り率が非常に悪くなる
という欠点がある。
(発明の目的) 本発明はかかる欠点に鑑みなされたもので、送信周波数
と受信周波数の周波数ずれを防止することによって誤り
率が悪くなるのを防ぐものである。
(発明の構成) 本発明は、(1)ディジタル信号によって位相変調され
た信号の復調に用いる遅延位相検波方式において、遅延
位相検波回路の出力端に演算増幅器を接続し、該演算増
幅器の出力によって周波数のずれを検出するずれ検出手
段と、該ずれ検出手段の出力を低域ろ波器を介して前記
演算増幅器のレファレンス電圧とすることを特徴とし、
また(2)ディジタル信号によって位相変調された信号
の復調に用いる遅延位相検波方式において、遅延位相検
波回路の出力によって周波数のずれを検出するずれ検出
手段と、前記遅延位相検波回路の出力がずれ検出手段の
上限値及び下限値の範囲を越えたときに、低域ヂ波器を
介して局部発振周波数を制御することを特徴とする。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
(実施例) 第5図は本発明に係る一実施例である。同図において1
0は演算増幅器、11はコンパレータ、12は低域P波
器、第1図と同一符号のものは同一または均等部分を示
す。低域沢波器12の出力を演算増幅器10のレファレ
ンス電圧として使用し、コンパレータ11は比較回路を
2回路持つコンパレータであり、第2図に示すアイパタ
ンの最大電圧BU及び最低電圧BLを比較電圧とする。
送信周波数と、受信周波数がずれてアイ・ぐタンの最大
電圧値が予め決められた最大電圧BU’を越えたら、例
えば正の電圧をコンパレータ11から出力する。
また逆にアイ・ぐ夕/の最低電圧値が予め決められた最
低電圧BLよシ低くなったら、例えば負の電圧をコンパ
レータ11から出力する。第6図に演算増幅器10の構
成の一例を示す。低域F波器7の出力は入力端子13に
接続され、抵抗15を通して演算増幅器170反転入力
端子に接続する。入力端子14は、非反転入力端子で低
域F波器12を通してコンパレータ11の出力を加える
。演算増幅器17の出力端子と反転入力との間には抵抗
16を接続する。抵抗15と、抵抗16の値を例えば等
しくすると入力端子13と出力端子18との間の関係は
振幅が同じで極性が反転したものとなる。端子18は演
算増幅器10の出力端子である。演算増幅器の構成をこ
のようにすれば、低域ろ波器7の出力が周波数ずれによ
り、例えばプラス側にずれたときに(このとき演算増幅
器10の出力はマイナス側にずれる)低域F波器12を
通したコンパレータ11の出力がプラスになるような極
性にすることによって、即ち閉ループを形成する演算増
幅器10の出力は正しい値に補正され、第3図(a)、
(b)、(c)、(d)の比較レベルLa、I4)。
LcSLdの相対値がずれることなく、第4図の(b)
に示したように周波数ずれに対するビット誤シ率BER
が大幅に改善される。
以上説明したように第1の実施例では送信周波数と、受
信周波数のずれにもと′づく比較レベルの相対値のずれ
が補正され誤シ率の劣化が防止できる。更に本発明では
、低域p波器7の出力アイパタンの平均値を使わず、最
大値及び最小値に着目じているので入力信号の1,0の
比率のアンパーランスにもとづく制御誤差も発生しない
ので、低域ろ波器12の時定数を短かくすることができ
るため、追随性の良い方式とすることができる。
次に第7図に示す第2の実施例について説明する。同図
において19は検出回路で、電波を受信したかどうかを
検出する、20は遅延時間を与えるタイマで検出回路1
9で電波を受信したという信号が出ても、一定時間(例
えば20ミリ秒)だけ信号を遅延させる、21はコンパ
レータで第5図に示すコンパレータ1ノと同様な働きを
するものであるが、比較電圧を切換えるようになってお
シ、電波が受信されてから一定時間(前記タイマが遅延
させている時間)は第2図に示す最大電圧BU及び最低
電圧BLよりも内側の電圧を比較電圧とし、その後は最
大電圧Btt及び最低電圧BLを比較電圧とする。次に
比較電圧を切換える理由について説明する。無線による
ディノタル信号を受信するには、まず信号のクロックを
再成しなければならない。クロック可成をなるべくすみ
やかに確立させるために送信側では、送信機を起動して
送信を開始したときに一定時間(例えば30ミリ秒)ク
ロック可成しやすい信号(これをビット同期信号といい
、例えば11001100の連続)を送出する。
しかる後にフレーム同期信号を送り、その後で盛運なデ
ータを送出すると言う平頭をとる。ビット同期信号が送
られているときのアイ・ぐタンを第8図(a)に示す。
このアイノソタンは11001100の連続という特殊
な符号の組合せのため、最大電圧Bu又は最低電圧BL
には到達しない。従って第5図のコンパレータ11のよ
うに最大電圧Bu及び最低電圧BLを比較電圧とする方
式では第8図(b)のように周波数ずれによって、アイ
ノRタンが片寄っていてもそれを検出できないから補正
することができない。そこで第8図(a)の電圧値PU
及びPLを比較電圧とすれば第8図(b)に示す周波数
ずれはすぐに検出できるから補正が可能となる。しかし
ビット同期の期間が過ぎて、フレーム同期信号又はデー
タの期間になったときには、第2図に示すアイバタンと
なるので、比較電圧を電圧値Pu及びPLのままにして
おくと符号の1,0のアンバランスによる片寄シのため
、正しい補正ができガくなる。そこでビット同期の期間
が過ぎたら、比較電圧を電圧値Pu y PLから最大
電圧BU を最低電圧BLに切換える。この様にすれば
、ビット同期の期間にすみやかに周波数ずれの補正を行
なうことができ、フレーム同期、データ信号の期間は悪
影響を与えないで、周波数ずれの補正を行なうことがで
きる。尚前述第2の実施例において受信電波が受信され
てから一定時間比較電圧を電圧PU%PLにするだけで
なく、低域p波器12の遮断周波数を上げ(時定数を短
くすることに相当する)ることも、周波数ずれの補正を
すみやかに行なううえで有効である。
以上第1、第2の実施例の説明を行なったが、周波数ず
れの補正は、受信機の局部発振の周波数を制御しても同
様に可能であり、この方式を第9図に示す。第9図に示
す実施例は、アンテナ(図示せず)で受信した信号と局
部発振器23の出力をミクサ22で混合して中間周波数
に変換し、この中間周波数を制御することによって周波
数のずれを補正するものである。即ち遅延位相検波回路
の出力をコンツクレータ21と低域r波器12を通して
局部発振器23に加え、該局部発振器23を制御する。
従って中間周波数が制御されることになる。
との方式は演算増幅器10を用いずに遅延位相検波回路
の出力によって局部発振器23を制御するものであるか
ら第7図に示す実施例同様に周波数ずれの補正をすみや
かに行なうことができる。
(発明の効果) 以上説明した如く本発明は周波数ずれの補正を行なうこ
とによって誤り率を改善すると共にすみやかな周波数補
正が可能である。従って過酷な環境条件のため送信、受
信の周波数がずれやすく、かつ短時間に送信、受信をく
シがえすディジタル移動無線方式に用いて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の遅延位相検波回路、第2図は従来の遅延
位相検波回路の出方アイ・ぐタン図、第3図は出力アイ
・ぐタンの分類図、第4図は周波数すれとピットエラー
レートを示す図、第5図は本発明に係る周波数ずれ補正
方式のブロック図、第6図は演算増幅器の回路図、第7
図は本発明に係る第2の実施例のブロック図、第8図(
a)はビット同10.17・・・演算増幅器、11.2
1・・・コア i4レータ、12・・・低域F波器、1
5.16・・・抵抗、19・・・検出回路、2o・・・
タイマ、22・・・ミクサ、23・・・局部発振器。 第1図 す 第2図 OT 27 3T 第3図 (Ql (b+ (d ) (C) 手続補正書(師) 1 事件の表示 昭和59年 特 許 願第009476号2、発明の名
称 周波数ずれ補正方式 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 6、補正の内容 別紙のとおシ「特許請求の範囲」の欄
を特徴する 特許請求の範囲 (1) ディジタル信号によって位相変調された信号の
復調に用いる遅延位相検波方式において、遅延位相検波
回路の出力端に演算増幅器を接続し、該演算増幅器の出
力によって周波数のずれを検出するずれ検出手段と、該
ずれ検出手段の出力を低域F波器を介して前記演算増幅
器のレファレンス電圧とすることを特徴とした周波数ず
れ補正方式。 (2)演算増幅器の出力が、ずれ検出手段に予め設定さ
れた上限値及び下限値の範囲を越えたときに低域P波器
を介して演算増幅器のレファレンス電圧を制御すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の周波数ずれ補
正方式。 (3)ずれ検出手段の比較値を、信号受信時から一定時
間内は最大値及び最小値の範囲より狭い範囲を比較値と
し、前記一定時間経過後は最大値及び最小値を比較値と
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の周波
数ずれ補正方式。 (4) ディジタル信号によって位相変調された信号の
復調に用いる遅延位相検波方式において、遅延位相検波
回路の出力によって周波数のずれを検出するずれ検出手
段と、前記遅延位相検波回路の出力がずれ検出手段の上
限値及び下限値の範囲を越えたときに、低域r波器を介
して局部発振周波数を制御することを特徴とした周波数
ずれ補正方式。 (5)ずれ検出手段の比較値を信号受信時から一定時間
内は最大値及び最小値の範囲よシ狭い範囲を比較値とし
、前記一定時間経過後は最大値及び最小値を比較値とす
ることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の周波数
ずれ補正方式。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ディジタル信号によって位相変調された信号の
    復調に用いる遅延位相検波方式において、遅延位相検波
    回路の出力端に演算増幅器を接続し、該演算増幅器の出
    力によって周波数のずれを検出するずれ検出手段と、該
    ずれ検出手段の出力を低域P波器を介して前記演算増幅
    器のレファレンス電圧とすることを特徴とした周波数ず
    れ補正方式。
  2. (2)演算増幅器の出力が、ずれ検出手段に予め設定さ
    れた上限値及び下限値の範囲を越えたときに低域F波器
    を介して演算増幅器のレファレンス電圧を制御すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の周波数ずれ補
    正方式。
  3. (3)ずれ検出手段の比較値を、信号受信時から一定時
    間内は最大値及び最小値の範囲よシ狭い範囲を比較値と
    し、前記一定時間経過後は最大値及び最小値を比較値と
    することを特徴とする特許請求の範囲第1記載の周波数
    ずれ補正方式。
  4. (4)ディジタル信号によって位相変調された信号の復
    調に用いる遅延位相検波方式において、遅延位相検波回
    路の出力によって周波数のずれを検出するずれ検出手段
    と、前記遅延位相検波回路の出力がずれ検出手段の上限
    値及び下限値の範囲を越えたときに、低域F波器を介し
    て局部1発振周波数を制御することを特徴とした周波数
    ずれ補正方式。
  5. (5)ずれ検出手段の比較値を信号受信時から一定時間
    内は最大値及び最大値の範囲よシ狭い範囲を比較値とし
    、前記一定時間経過後は最大値及び最小値を比較値とす
    ることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の周波数
    ずれ補正方式。
JP59009476A 1984-01-24 1984-01-24 周波数ずれ補正方式 Expired - Lifetime JPH0657020B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62217733A (ja) * 1986-03-19 1987-09-25 Oki Electric Ind Co Ltd デ−タ伝送装置における自動利得制御回路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59257A (ja) * 1982-06-25 1984-01-05 Pioneer Electronic Corp デイジタル変調信号読取装置

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