JPS6135742B2 - - Google Patents

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JPS6135742B2
JPS6135742B2 JP55185338A JP18533880A JPS6135742B2 JP S6135742 B2 JPS6135742 B2 JP S6135742B2 JP 55185338 A JP55185338 A JP 55185338A JP 18533880 A JP18533880 A JP 18533880A JP S6135742 B2 JPS6135742 B2 JP S6135742B2
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JP
Japan
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carrier wave
signal
phase
axis
quadrant
Prior art date
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Application number
JP55185338A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57112159A (en
Inventor
Takayuki Ozaki
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS57112159A publication Critical patent/JPS57112159A/en
Publication of JPS6135742B2 publication Critical patent/JPS6135742B2/ja
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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
    • H04L27/227Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
    • H04L27/2271Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals
    • H04L27/2273Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals associated with quadrature demodulation, e.g. Costas loop

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】[Detailed description of the invention]

本発明は搬送波再生方法に関する。 PSK変調方式(位相変調)あるいはQAM変調
方式(位相および振幅変調を同時に行なう直交振
幅位相変調)による情報伝送システムにおいて、
その受信側における復調器では搬送波再生回路が
不可欠である。なぜなら、該搬送波再生回路によ
つて再生された搬送波によつて受信信号を同期検
波し、もとの伝送情報を取り出す必要があるから
である。 従来、この搬送波再生回路として種々の形式の
ものが提案されており、代表的なものとしてはい
わゆるコスタス(COSTAS)形の搬送波再生回
路があり、これが主流になつている。このコスタ
ス形搬送波再生回路は、アナログ回路の使用によ
つて位相変検波器の出力の和および差の信号を生
成し、これをもとにいわゆる位相誤差信号(Δ
θ)を得、基準搬送波を形成するというものであ
る。然しながら、このコスタス形を初めとしてそ
の他の形式の搬送波再生回路においても、アナ
ログ回路を主体として構成されること、位相に
関する情報(Δθ)を得ることが基本になつてい
ること、等の特徴があり、不都合な問題を伴うこ
とが多かつた。例えば上記の特徴についてみる
と、アナログ回路が主体となることは集積回路
(IC)化することが容易でないこと等の不都合が
ある。一方、上記の特徴についてみると、位相
に関する情報を得ることが基本であつて、受信信
号から振幅に関する情報を得ることは全く別回路
を設けない限り不可能であるという不都合であ
る。特に、この後者の不都合は前記QAM変調方
式の如く、位相のみならず振幅も同時に処理しな
ければならない場合には致命的である。 従つて本発明は、ここに従来の搬送波再生方法
とは全く異なる思想に基づいた新規な搬送波再生
方法を提案することを目的とし、上述の不都合を
解消すると共に新しい技術的効果も派生可能とす
る(後途)。 上記目的に従い本発明は、通常のX軸およびY
軸からなる直交座標系にx軸およびy軸からなる
小直交座標系を少なくとも1つ設定し、該小直交
座標系を基準とした信号点の象限位置の情報から
基準となる搬送波を再生するようにしたことを特
徴とするものである。 以下図面に従つて本発明を説明する。 第1A図は従来の搬送波再生方法(例えばコス
タス形搬送波再生回路に用いる)を図解的に表わ
すグラフである。本図中X軸およびY軸は直交座
標系を規定する軸であり、4相PSKであれば該直
交座標系の第1,第2,第3および第4象限のい
ずれかに信号点が現われる。該信号がいずれの象
限内にあるかに応じてそれぞれ固有のデータを表
示する。通常、受信搬送波信号はX軸位相検波器
およびY軸位相検波器に入力され、該Y軸位相検
波器は基準搬送波により該信号を検波し、一方、
該x軸位相検波器は該基準搬送波をπ/2だけ位
相シフトした搬送波により前記信号を検波する。
これら検波によつて得た1つの信号点を例示した
のが第1A図中の信号点Sである。ここで前記の
基準搬送波は受信搬送波信号から再生されるもの
であるが、前述の検波を行なうに際しては常に基
準搬送波と受信搬送波信号との間で完全な位相同
期がとれていなければならない。この位相同期が
完全でないと、いわゆる位相誤差を生じ高品位の
データ伝送を期し得ない。そこで、通常は前記基
準搬送波を電圧制御形発振器(VCO)から得る
ものとし、その制御電圧を適宜調整して前述した
完全な位相同期を確保している。すなわち、この
制御電圧は本図中のΔθ再生回路に相当する電圧
である。Δθはいわゆる位相誤差であり、設定さ
れた基準搬送波の位相(図中の点線の直線)と現
実に到来した受信搬送波信号の位相(図中の実線
の直線)との間のずれである。ただし、前記基準
搬送波は絶対且つ固定的なものではなく、受信搬
送波信号から抽出して形成されるものであるか
ら、結局は、本グラフ中のΔθを常に零に収束さ
せるように前記電圧制御形発振器を駆動すること
が、等価的に搬送波を再生することになる。つま
り、搬送波再生とは前記Δθを如何に抽出しこれ
を零に収束させるかという問題に帰着する。 以上述べた事項は搬送波再生における一般的且
つ普遍的事項であつて、本発明も又、この考え方
を基礎としている。然しながら、前述したΔθの
抽出の仕方が、従来とは全く異なるのである。第
1B図は本発明の搬送波再生方法を図解的に表わ
すグラフである。本図において、X軸,Y軸,信
号点S(S1,S2,S3,S4)の意味は第1
A図のそれと同様である。従つて特に注目すべき
点は、x軸およびy軸からなる小直交座標系また
は斜交座標系を各信号点に導入する事である。又
各該象限中、小直交座標系は複数であつても構わ
ない。説明の都合上、第1象限のみを対象とする
と、小直交座標系内において信号点S2は(−Δ
x,+Δy)の領域(象限)にあり、信号点S4
は(+Δx,−Δy)にある。このことは、第1
A図との対応でいくと、信号点S2の場合は+Δ
θ、信号点S4の場合は−Δθという位相誤差を
有することになる。これをハードウエアからみる
と、位相誤差が、コンパレータ(第3図の
ADX,ADY)の助けを借りて、単なる“0”
“1”のデイジタル信号で表現されることを意味
する。つまり、ここにアナログ回路の使用は不要
となる。さらに又、その後の信号処理もデイジタ
ル信号が媒体となるからやはりアナログ回路の使
用は不要となる。つまり、本発明の方法によれば
デイジタル回路を主体とした搬送波再生回路が実
現されるのであり、この結果、集積回路(IC)
化が容易となる。又従つてアナログ固有のドリフ
ト等もないから精度も向上できる。 再び第1B図を参照すると、今度は、信号点が
S1又はS3の位置に到来したらどうであろう
か。この場合、これら信号点は(+Δx,+Δ
y)および(−Δx,−Δy)の各領域(象限)
にあるから、位相誤差の検出はできない。なぜな
ら、これら信号点は図中点線の直線の上側又は下
側のいずれにも現われる可能性があり、+Δθ又
は−Δθの抽出が不能となるからである。然らば
本発明の方法はこれら信号点S1,S3の到来に
対して全く非力となるのであろうか。ところが実
は、逆に新たな利益がもたらされる。つまり、こ
れら信号点は受信搬送波信号におけるベクトル成
分のスカラ量、すなわち振幅を表示しているので
ある。信号点S1についてみると((+Δx,+Δ
y)の領域)、これは規定振幅より大であり、信
号点S3についてみると((−Δx,−Δy)の領
域)、これは規定振幅より小である。このことは
少なくとも2つの利点をもたらす。すなわち、
同一のハードウエアにより位相情報のみならず振
幅情報も取り出すことができるから特にQAM変
調方式にとつて極めて有利であること、QAM
変調方式、PSK変調方式を問わず、いわゆる
AGC(Automatic Gain Control)制御の併用に
より、AM成分雑音に基づく再生搬送波のジツタ
を抑圧できることである。 第2図は本発明の方法を具体的に説明するため
のグラフであり、4相PSK変調方式の場合を例に
とつた。本図において、各領域(象限),,
およびにおいて、信号点の正しい引き込み位
相および振幅は、黒丸「●」で示されている。
又、これら黒丸は各小直交座標系の原点でもあ
る。もし領域で黒丸(●)に反時計方向の位相
ずれがあつて白丸(Γ)に移動すれば、同様のこ
とは他の領域,及びでも同時に生ずる。 ところで、先ず、X,Y,xおよびyの各軸に
沿つてスレツシヨルドレベルx1,x2,x3お
よびy1,y2,y3を図示するように設定す
る。スレツシヨルドレベルx1,x2,x3につ
いては、信号点がその右側(+側)にあるときを
“1”とし、左側(−側)にあるときを“0”と
する。スレツシヨルドレベルy1,y2,y3に
ついては、信号点がその上側(+側)にあるとき
を“1”とし、下側(−側)にあるときを“0”
とする。又、前述したΔx,Δyについては+Δ
xを“1”、−Δxを“0”、+Δyを“1”、−Δy
を“0”とする。さらに又、X軸の+側を
“1”、−側を“0”とする。そうすると、領域
,,およびの各々について、各小直交座
標系の各象限に現われる信号点(全部で4×4=
16モードが可能)は下記表1に示すデイジタル信
号で表わされる。なお、表1の右側にあるΔθお
よびΔAはそれぞれ位相誤差および振幅誤差であ
り、反時計方向の位相誤差は“1”、その逆は
“0”をもつて表わし、一方、振幅誤差について
は規定より大きいレベルのとき“1”、その逆は
“0”をもつて表わす。ただし、これらΔθおよ
びΔAは、後述するデイジタル処理によつて初め
て明らかにされるものであり、これが求めるべき
対象である。
The present invention relates to a carrier wave regeneration method. In information transmission systems using PSK modulation (phase modulation) or QAM modulation (quadrature amplitude phase modulation that performs phase and amplitude modulation simultaneously),
A carrier recovery circuit is essential in the demodulator on the receiving side. This is because it is necessary to synchronously detect the received signal using the carrier wave regenerated by the carrier wave regeneration circuit and extract the original transmission information. Conventionally, various types of carrier wave regeneration circuits have been proposed, and a typical example is a so-called COSTAS type carrier wave regeneration circuit, which has become mainstream. This Costas-type carrier wave regeneration circuit uses an analog circuit to generate a signal of the sum and difference of the outputs of the phase shift detector, and based on this, a so-called phase error signal (Δ
θ) and form a reference carrier wave. However, carrier wave regeneration circuits of other types, including this Costas type, have the following characteristics: they are mainly composed of analog circuits, and they are basically based on obtaining information about the phase (Δθ). , often accompanied by inconvenient problems. For example, looking at the above characteristics, the fact that analog circuits are the main component has disadvantages such as the fact that it is not easy to integrate them into integrated circuits (ICs). On the other hand, regarding the above-mentioned characteristics, it is basically necessary to obtain information regarding the phase, and it is inconvenient that it is impossible to obtain information regarding the amplitude from the received signal unless a completely separate circuit is provided. In particular, this latter disadvantage is fatal when not only the phase but also the amplitude must be processed simultaneously, as in the QAM modulation method. Therefore, an object of the present invention is to propose a new carrier wave regeneration method based on a concept completely different from the conventional carrier wave regeneration method, and to solve the above-mentioned disadvantages and also make it possible to derive new technical effects. (Later). In accordance with the above object, the present invention provides the conventional X-axis and Y-axis
At least one small orthogonal coordinate system consisting of an x-axis and a y-axis is set in an orthogonal coordinate system consisting of axes, and a reference carrier wave is reproduced from information on the quadrant position of a signal point with respect to the small orthogonal coordinate system. It is characterized by the following. The present invention will be explained below with reference to the drawings. FIG. 1A is a graph illustrating a conventional carrier recovery method (eg, used in a Costas type carrier recovery circuit). In this figure, the X-axis and Y-axis are the axes that define the orthogonal coordinate system, and in the case of 4-phase PSK, signal points appear in any of the 1st, 2nd, 3rd, and 4th quadrants of the orthogonal coordinate system. . Each unique data is displayed depending on which quadrant the signal is in. Typically, the received carrier signal is input to an X-axis phase detector and a Y-axis phase detector, which detects the signal with a reference carrier, while
The x-axis phase detector detects the signal using a carrier wave whose phase is shifted by π/2 from the reference carrier wave.
Signal point S in FIG. 1A is an example of one signal point obtained by these detections. Here, the reference carrier wave is reproduced from the received carrier signal, but when performing the above-mentioned detection, complete phase synchronization must always be achieved between the reference carrier wave and the received carrier signal. If this phase synchronization is not perfect, a so-called phase error occurs and high-quality data transmission cannot be expected. Therefore, the reference carrier wave is usually obtained from a voltage controlled oscillator (VCO), and the control voltage thereof is appropriately adjusted to ensure the complete phase synchronization described above. That is, this control voltage corresponds to the Δθ regeneration circuit in this figure. Δθ is a so-called phase error, and is a deviation between the phase of the set reference carrier wave (the dotted straight line in the figure) and the phase of the received carrier signal that actually arrives (the solid line in the figure). However, since the reference carrier wave is not absolute and fixed, but is extracted and formed from the received carrier signal, the voltage control type is adjusted so that Δθ in this graph always converges to zero. Driving the oscillator equivalently reproduces the carrier wave. In other words, carrier wave regeneration boils down to the problem of how to extract the Δθ and converge it to zero. The matters described above are general and universal matters in carrier wave regeneration, and the present invention is also based on this idea. However, the method of extracting Δθ described above is completely different from the conventional method. FIG. 1B is a graph illustrating the carrier wave recovery method of the present invention. In this figure, the meanings of the X-axis, Y-axis, and signal points S (S1, S2, S3, S4) are the first
It is similar to that in Figure A. Therefore, what is particularly noteworthy is that a small rectangular or oblique coordinate system consisting of an x-axis and a y-axis is introduced at each signal point. Moreover, there may be a plurality of small orthogonal coordinate systems in each quadrant. For convenience of explanation, if only the first quadrant is considered, the signal point S2 in the small orthogonal coordinate system is (-Δ
x, +Δy), and the signal point S4
is at (+Δx, -Δy). This is the first
Corresponding to diagram A, in the case of signal point S2, +Δ
θ, and in the case of signal point S4, there is a phase error of −Δθ. Looking at this from the hardware perspective, the phase error is caused by the comparator (see Figure 3).
With the help of ADX, ADY), a mere “0”
This means that it is expressed by a digital signal of "1". In other words, there is no need to use an analog circuit here. Furthermore, since the digital signal is used as a medium for subsequent signal processing, the use of analog circuits is no longer necessary. In other words, according to the method of the present invention, a carrier wave regeneration circuit mainly composed of digital circuits is realized, and as a result, an integrated circuit (IC)
This makes it easier to Furthermore, since there is no drift inherent in analogue, accuracy can also be improved. Referring again to FIG. 1B, what if the signal point now arrives at position S1 or S3? In this case, these signal points are (+Δx, +Δ
y) and (-Δx, -Δy) regions (quadrants)
Therefore, it is not possible to detect the phase error. This is because these signal points may appear either above or below the dotted line in the figure, making it impossible to extract +Δθ or −Δθ. Therefore, is the method of the present invention completely ineffective against the arrival of these signal points S1 and S3? However, in reality, new benefits are brought about. In other words, these signal points represent the scalar amount, or amplitude, of the vector component in the received carrier signal. Regarding signal point S1 ((+Δx, +Δ
y) area), this is larger than the specified amplitude, and looking at the signal point S3 ((-Δx, -Δy) area), this is smaller than the specified amplitude. This provides at least two advantages. That is,
QAM is particularly advantageous for QAM modulation systems because it is possible to extract not only phase information but also amplitude information using the same hardware.
Regardless of the modulation method or PSK modulation method, the so-called
The combined use of AGC (Automatic Gain Control) control makes it possible to suppress jitter in the reproduced carrier wave due to AM component noise. FIG. 2 is a graph for specifically explaining the method of the present invention, taking the case of a four-phase PSK modulation method as an example. In this figure, each area (quadrant),
In and, the correct entrainment phase and amplitude of the signal point is indicated by a black circle "●".
These black circles are also the origin of each small orthogonal coordinate system. If a black circle (●) in a region has a counterclockwise phase shift and moves to a white circle (Γ), the same thing will occur in other regions and at the same time. First, threshold levels x1, x2, x3 and y1, y2, y3 are set along the X, Y, x, and y axes as shown in the figure. Regarding the threshold levels x1, x2, x3, when the signal point is on the right side (+ side), it is set as "1", and when it is on the left side (- side), it is set as "0". For threshold levels y1, y2, y3, when the signal point is on the upper side (+ side), it is "1", and when it is on the lower side (- side), it is "0".
shall be. Also, regarding Δx and Δy mentioned above, +Δ
x is "1", -Δx is "0", +Δy is "1", -Δy
is set to “0”. Furthermore, let the + side of the X-axis be "1" and the - side be "0". Then, for each of the regions, , and, signal points appearing in each quadrant of each small orthogonal coordinate system (total 4 × 4 =
16 modes are possible) are represented by digital signals shown in Table 1 below. Note that Δθ and ΔA on the right side of Table 1 are the phase error and amplitude error, respectively, and the counterclockwise phase error is expressed as "1" and the opposite as "0".On the other hand, the amplitude error is expressed as specified. A higher level is represented by "1", and the opposite is represented by "0". However, these Δθ and ΔA are only revealed through digital processing, which will be described later, and are the objects to be determined.

【表】 上記表1の見方を、1つのサンプルをとつて説
明する。例えば表1の最上欄のデータは第2図の
グラフ中、信号点S1に関するデータであり、こ
れは(X,Y)=(1,1)の領域にあり(Δ
x,Δy)は(−Δx,+Δy)であるから
(0,1)であり、x1より−側であるからx1
=0であり、x2より+側であるからx2=1で
あり、x3よりも当然+側であるからx3=1で
あり、y1よりも、y2よりも、y3よりもそれ
ぞれ+側であるから、y1=1、y2=1、y3
=1が与えられる。 さて求めるべきものは、前記の4×4=16モー
ドのいずれかに現われる信号点の位相誤差Δθが
“1”か“0”か(+Δθか−Δθか)であり、
そして又、必要に応じて振幅誤差ΔAが“1”か
“0”か(振幅が規定より大か小か)についてで
ある。これらΔθ,ΔAを求める論理は次記(1)お
よび(2)式である。 Δθ=1x2y1y2+2x31y2 +2x3y2y3+x1x22y3 …(1) ΔA=x1x2y1y2+23y1y2 +23y2y3+x1x223 …(2) 上式中の−は論理の反転、+は論理和(OR)を
表わす。 ところで、上記(1)および(2)式を演算する前に判
別信号qを定めておく必要がある。つまり、第2
図のグラフにおいて、各小直交座標系のうち、各
第2象限および第4象限にある信号点のデータは
位相情報の確定のみ有効であり、一方、各第1象
限および第3象限にある信号点のデータは振幅情
報の確定にのみ有効である(第1B図において説
明済)。そこで、これら第2又は第4象限にある
か、第1又は第3象限にあるかに応じて、それぞ
れΔθの情報またはΔAの情報を有効とする必要
がある。これら象限の判別のために前記判別信号
qが必要であり、下記(3)式の論理で求められる。
例えばq=1であればΔθの情報を有効とし、q
=0であればΔAの情報を有効とする。 q=1x2y1y2+x1x21y2 +2312+2x3y1y2 +2x323+232y3 +x1x22y3+1x22y3 …(3) 上記(1),(2)および(3)式についてもう少し詳しく
説明すると、上記(1)式の右辺の第1,第2,第3
および第4項はそれぞれ第2図中の領域,,
およびに対応し、例えばその第1項につい
て、信号点が第2象限または第4象限にあるとす
るとx1x2y1y3の論理はそれぞれ“1”又
は“0”となる。他の項についても同じである。
結局、(1)式は、いずれかの領域で信号点が+Δθ
で現われれば“1”、−Δθで現われれば“0”と
なる。 次に上記(2)式についてみると、その右辺の第
1,第2,第3および第4項はそれぞれ第2図中
の領域,,およびに対応し、例えばその
第1項について信号点が第1象現または第3象限
にあるとするとx1x2y1y2の論理はそれぞ
れ“1”又は“0”となる。他の項についても同
じである。結局(2)式は、いずれかの領域で信号点
が+ΔAで現われれば“1”、−ΔAで現われれば
“0”となる。 さらに上記(3)式ではその右辺における第1,第
2項と第3,第4項と、第5,第6項と、第7,
第8項とがそれぞれ領域,,およびに対
応し、例えば領域(第1,第2項)において信
号点が第2又は第4象限にあれば(x1X2y1
y2+x1x2y1y2)の論理は“1”でΔθ
が有効、ΔAが無効となり、それ以外は“0”で
あつてΔθが無効、ΔAが有効となる。このこと
は他の領域についても同じである。結局、いずれ
かの領域で現われる信号点が第2,第4象限にあ
ればq=1、第1,第3象限にあればq=0とな
る。 かくして得られた“1”又は“0”のデータΔ
θは前記電圧制御形発振器を制御して基準搬送波
との同期検波を完全なものとする。又、必要であ
れば、前述のとおり得られた“1”又は“0”の
データΔAは前述のAGC制御の併用により、レ
ベル変動抑圧に利用できる。 第3図は本発明の方法を適用した搬送波再生回
路の一実施例を示すブロツク図である。本図にお
いて、受信搬送波信号Sioは増幅器31で増幅さ
れた後、ハイブリツド回路32を介してX軸位相
検波器33XおよびY軸位相検波器33Yにそれ
ぞれ分波される。ここでは通常の手法によりπ/
2移相器34を介して、又はこれを介さずして、
基準搬送波Cより直交位相検波される。この基準
搬送波Cを出力するのは、前述した電圧制御形発
振器(VCO)38である。検波器33Xからの
アナログ信号はコンパレータで構成されるA/D
(アナログ/デイジタル)変換器ADXによりデイ
ジタル信号に変換される。同様にY軸系について
もA/D変換器ADYによりデイジタル信号に変
換される。ここに、これらA/D変換器(一種の
前述したコンパレーダでもある)ADXおよび
ADYは、前記スレツシヨルドレベル(x1,x
2,x3)および(y1,y2,y3)を内蔵し
ており、前記表1に対応するデータ(x1,x
2,x3),(y1,y2,y3)を出力する。こ
れらは、他方において、データ再生のための出力
putとして復調器(図示せず)に印加される。
ただし、これは本発明の主題には関係ない。一
方、これらのデータ(x1,x2,x3)(y
1,y2,y3)はそれぞれデイジタル論理回路
35―1,35―2および35―3に印加され、
それぞれ既述した論理式(1),(2)および(3)に沿つた
論理演算を実行し、それぞれに前記Δθ,ΔAお
よびqに係る出力を送出する。前述したとおり、
例えばq=1でΔθが有効、q=0でΔAが有効
となるから、そのために、ANDゲート36〓およ
び36Aを設け、Δθ又はΔAをqに応じて択一
的に取り出す。なお、デイジタル論理回路35―
1,35―2および35―3は、通常のデコーダ
手段を用いて当業者により容易に構成できるので
詳述しない。 ANDゲート36〓からの位相誤差信号(Δ
θ)はロー・パス・フイルタ(LPF)37を介し
て発振器(VCO)38に印加され、位相ずれを
零に導く。 ANDゲート36Aからの振幅誤差信号(Δ
A)はロー・パス・フイルタ(LPF)39を介し
て、AGC増幅器31に印加され、例えば既述の
ジツタを抑圧する。 上述の説明は4相PSK変調方式を例にとつて行
なつたが、QAM変調方式にも当然応用できる。
というよりか、QAM変調方式においてはさらに
効果的となる。位相も振幅も同時に必要な情報だ
からである。ただし、本発明の方法の基本的な考
え方は何ら変更されるものではないから、図と表
と論理式とをもつて詳細な説明に代える。第4図
は前述の第2図に対応している。ただし16QAM
変調方式であるから、第2図に示した4相PSK変
調方式の場合の信号点〜は、〜に拡大さ
れている。これに伴い、第2図のスレツシヨルド
レベル(x1,x2,x3)は(x1〜x7)に
拡大され、第2図の(y1,y2,y3)は(y
1〜y7)に拡大されている。 この場合前記表1に対応する、各領域〜と
(Δx,Δy,x1〜x7,y1〜y7,Δθ,
ΔθA)との関係は、下記表2に示すとおりであ
る。
[Table] The interpretation of Table 1 above will be explained using one sample. For example, the data in the top column of Table 1 is data related to signal point S1 in the graph of Figure 2, which is in the region (X, Y) = (1, 1) (Δ
x, Δy) is (-Δx, +Δy), so it is (0, 1), and it is on the negative side of x1, so x1
= 0, and since it is on the + side of x2, x2 = 1. Since it is naturally on the + side of x3, x3 = 1, and because it is on the + side of y1, y2, and y3, respectively. , y1=1, y2=1, y3
=1 is given. Now, what we need to find is whether the phase error Δθ of the signal point appearing in any of the 4×4=16 modes is “1” or “0” (+Δθ or −Δθ),
Also, it is determined whether the amplitude error ΔA is "1" or "0" (whether the amplitude is larger or smaller than the specified value) as necessary. The logic for determining these Δθ and ΔA is the following equations (1) and (2). Δθ=1x2y1y2+2 x3 1y2 +2x3y2y3+x1x22y3...(1) ΔA=x1x2y1y2+23y1y2 +23y2y3+x1x223...(2) In the above formula, - represents logic inversion, and + represents logical sum (OR). By the way, it is necessary to determine the discrimination signal q before calculating the above equations (1) and (2). In other words, the second
In the graph shown in the figure, the data of the signal points in the second and fourth quadrants of each small orthogonal coordinate system are valid only for determining the phase information, while the data of the signal points in the first and third quadrants Point data is only useful for determining amplitude information (as explained in Figure 1B). Therefore, depending on whether it is in the second or fourth quadrant, or in the first or third quadrant, it is necessary to make the information of Δθ or the information of ΔA valid, respectively. The discrimination signal q is required to discriminate these quadrants, and is obtained by the logic of equation (3) below.
For example, if q=1, the information of Δθ is valid, and q
If =0, the information on ΔA is valid. q=1x2y1y2+x1x21y2 +2312+2x3y1y2 +2x323+232y3 +x1x22y3+1x22y3...(3) To explain equations (1), (2), and (3) above in more detail, the first, second, and third on the right side of equation (1) above
and the fourth term are the areas in Figure 2, respectively.
Corresponding to and, for example, regarding the first term, if the signal point is in the second quadrant or the fourth quadrant, the logic of x1 x2y1y3 will be "1" or "0", respectively. The same applies to other terms.
After all, equation (1) shows that the signal point is +Δθ in any region.
If it appears at , it becomes "1", and if it appears at -Δθ, it becomes "0". Next, looking at equation (2) above, the first, second, third, and fourth terms on the right side correspond to the areas, and in Figure 2, respectively, and for example, for the first term, the signal point is If it is in the first quadrant or the third quadrant, the logic of x1x2y1y2 will be "1" or "0", respectively. The same applies to other terms. After all, equation (2) becomes "1" if the signal point appears at +ΔA in any region, and "0" if it appears at -ΔA. Furthermore, in equation (3) above, the first and second terms, the third and fourth terms, the fifth and sixth terms, and the seventh,
The 8th term corresponds to the area, , and, respectively. For example, if the signal point is in the 2nd or 4th quadrant in the area (1st, 2nd term),
The logic of y2+x1x2y1y2) is “1” and Δθ
is valid, ΔA is invalid, and otherwise is "0", Δθ is invalid, and ΔA is valid. This also applies to other areas. After all, if a signal point appearing in any region is in the second or fourth quadrant, q=1, and if it is in the first or third quadrant, q=0. The data Δ of “1” or “0” thus obtained
θ controls the voltage-controlled oscillator to complete synchronous detection with the reference carrier wave. Furthermore, if necessary, the "1" or "0" data ΔA obtained as described above can be used for level fluctuation suppression by combined use of the AGC control described above. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a carrier wave recovery circuit to which the method of the present invention is applied. In this figure, the received carrier signal S io is amplified by an amplifier 31 and then demultiplexed via a hybrid circuit 32 to an X-axis phase detector 33X and a Y-axis phase detector 33Y, respectively. Here, π/
2 via the phase shifter 34 or not via the phase shifter 34,
Quadrature phase detection is performed from the reference carrier C. This reference carrier wave C is output by the voltage controlled oscillator (VCO) 38 described above. The analog signal from the detector 33X is sent to an A/D composed of a comparator.
It is converted into a digital signal by the (analog/digital) converter ADX. Similarly, the Y-axis system is also converted into a digital signal by the A/D converter ADY. Here, these A/D converters (also a kind of comparator as mentioned above) ADX and
ADY is the threshold level (x1, x
2, x3) and (y1, y2, y3), and the data (x1, x
2, x3), (y1, y2, y3). These are on the other hand applied to a demodulator (not shown) as output D put for data recovery.
However, this is not relevant to the subject matter of the present invention. On the other hand, these data (x1, x2, x3) (y
1, y2, y3) are applied to digital logic circuits 35-1, 35-2 and 35-3, respectively,
Logical operations are executed according to the aforementioned logical formulas (1), (2), and (3), respectively, and outputs related to the aforementioned Δθ, ΔA, and q are sent out, respectively. As mentioned above,
For example, Δθ is valid when q=1, and ΔA is valid when q=0, so AND gates 36 and 36A are provided to selectively take out Δθ or ΔA depending on q. In addition, the digital logic circuit 35-
1, 35-2 and 35-3 will not be described in detail since they can be easily constructed by those skilled in the art using conventional decoder means. Phase error signal (Δ
θ) is applied to an oscillator (VCO) 38 via a low pass filter (LPF) 37 to bring the phase shift to zero. Amplitude error signal (Δ
A) is applied to the AGC amplifier 31 via a low pass filter (LPF) 39 to suppress, for example, the previously mentioned jitter. Although the above explanation has been made using the four-phase PSK modulation method as an example, it can naturally be applied to the QAM modulation method as well.
In fact, it is even more effective in QAM modulation. This is because both phase and amplitude are required information at the same time. However, since the basic idea of the method of the present invention is not changed in any way, detailed explanations will be replaced with figures, tables, and logical formulas. FIG. 4 corresponds to FIG. 2 described above. However, 16QAM
Since it is a modulation method, the signal point ~ in the case of the four-phase PSK modulation method shown in FIG. 2 is expanded to ~. Accordingly, the threshold levels (x1, x2, x3) in Figure 2 are expanded to (x1 to x7), and (y1, y2, y3) in Figure 2 are expanded to (y
1 to y7). In this case, each region ~ and (Δx, Δy, x1 to x7, y1 to y7, Δθ,
The relationship with ΔθA) is as shown in Table 2 below.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 そして、この場合に、ΔQ,ΔAおよびqが採
るべき論理は、上記(1),(2)および(3)式よりさらに
データ量が多くなることから、下記(4),(5)および
(6)式の如くなる。 Δθ=1x2y1y2+1x22y3y4 +23x42y3y4 +23x4y1y2 +45x61y2 +45x623y4 +671y2+6723y4 +4x5x645y6 +x45667 +6x745y6 +6x767+x1x24y5y6 +x1x26y7+2x3x44y5y6 +2x3x46y7 …(4) ΔA=x1x2y1y2+x1x22y3y4 +2x3x42y3y4 +2x3x4y1y2 +45x6y1y2 +45x62y3y4 +67y1y2+672y3y4 +45x6y4y5y6 +45x667 +6745y6 +6767+x1x245y6 +x1x267+2x3445y6 +2x3x467 …(5) q=x2y2(1y1+x11) +x22y4(1y3+x13) +2x42y4(3y3+x33) +2x4y2(3y1+x31) +4x6y2(51+x5y1) +4x62y4(53+x5y3) +x6y2(71+x7y1) +12y4(73+x7y3) +4x64y6(x55+5y5) +4x66(x57+5y7) +64y6(x75+7y5) +6y6(x77+7y7) +x24y6(x1y5+15) +x26(x1y1+11) +2x44y6(x3y5+35) +2x46(x1y7+17) …(6) 以上説明したように本発明によれば、集積回路
(IC)化に好適なデイジタル回路で構成でき、位
相情報のみならず振幅情報までも同一のハードウ
エアで出力できるという従来にない搬送波再生回
路を実現可能となり、さらに信号点が従来の信号
点のように原点から等角度に並んでいないPSK変
調方式、QAM方式にも全く同等の構成で実現で
きる。
[Table] In this case, the logic that ΔQ, ΔA, and q should take is the following (4) and (5 )and
(6) becomes as follows. Δθ=1x2y1y2+1x22y3y4 +23x42y3y4 +23x4y1y2 +45x61y2 +45x623y4 +671y2+6723y4 +4x5x645y6 +x45667 +6x745y6 +6x767+x1x24y5y6 +x1x 26y7+2x3x44y5y6 +2x3x46y7 …(4) ΔA=x1x2y1y2+x1x22y3y4 +2x3x42y3y4 +2x3x4y1y2 +45x6y1y2 +45x62y3y4 +67y1y2+672y3y4 +45x6y4y5y6 + 45x667 +6745y6 +6767+x1x245y6 +x1x267+2x3445y6 +2x3x467 …(5) q=x2y2 (1y1+x11) +x22y4 (1y3+x13) +2x42y4 (3y3+x33) +2x4y2 (3y1+x31) +4x6y2 (51+x5y1) +4x62y4 (53+x5y3) +x6y2 (71+x7y1) +12y4 (73+x7y3) +4x64y6 (x55+5y5) +4x66 (x57+5y7) +64y6 (x75+7y) 5) +6y6(x77+7y7) +x24y6(x1y5+15) +x26(x1y1+11) +2x44y6(x3y5+35) +2x46( x1y7+17) ...(6) As explained above, according to the present invention, it can be configured with a digital circuit suitable for integrated circuit (IC), and it is possible to output not only phase information but also amplitude information using the same hardware. This makes it possible to realize a carrier wave regeneration circuit that is not available in the prior art, and it can also be realized with the same configuration for PSK modulation systems and QAM systems, where signal points are not arranged at equal angles from the origin like conventional signal points.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1A図は従来の搬送波再生方法を図解的に示
すグラフ、第1B図は本発明の搬送波再生方法を
図解的に表わすグラフ、第2図は本発明の方法を
具体的に説明するためのグラフ、第3図は本発明
の方法を適用した搬送波再生回路の一実施例を示
すブロツク図、第4図はQAM変調方式に関し本
発明の方法を適用した場合について、第2図との
対応で描いたグラフである。 図において、33XはX軸位相検波器、33Y
はY軸位相検波器、35―1,35―2および3
5―3はそれぞれデイジタル論理回路、38は電
圧制御形発振器、ADXおよびADYはそれぞれ
A/D変換器、Cは基準搬送波、Sioは受信搬送
波信号である。
FIG. 1A is a graph schematically showing a conventional carrier wave recovery method, FIG. 1B is a graph schematically showing a carrier wave recovery method of the present invention, and FIG. 2 is a graph specifically explaining the method of the present invention. , FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a carrier regeneration circuit to which the method of the present invention is applied, and FIG. 4 is a diagram showing a case where the method of the present invention is applied to a QAM modulation system, in correspondence with FIG. This is a graph. In the figure, 33X is an X-axis phase detector, 33Y
is the Y-axis phase detector, 35-1, 35-2 and 3
5-3 are digital logic circuits, 38 is a voltage controlled oscillator, ADX and ADY are A/D converters, C is a reference carrier wave, and Sio is a received carrier signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 位相変調又は直交振幅位相変調された受信搬
送波信号を、直交位相検波器において基準の搬送
波により検波することにより得られた信号点
(S)を規定するための、X軸およびY軸からな
る直交座標系に対し、該直交座標系の4つの象限
の内に、少なくとも1つの、x軸およびy軸から
なる小直交座標系を設定し、前記信号点(S)
が、対応する1つの該小直交座標系を基準とし
て、その第2象限又は第4象限にあるかに応じて
前記基準の搬送波に対する+側又は−側の位相ず
れを検出し、該位相ずれを零に収束させるように
該基準の搬送波を制御することを特徴とする搬送
波再生方法。 2 信号点(S)が小直交座標系の第1象限又は
第3象限にあるかに応じて受信搬送波信号の振幅
成分を検出する特許請求の範囲第1項記載の搬送
波再生方法。
[Claims] 1. An X-axis for defining a signal point (S) obtained by detecting a received carrier signal subjected to phase modulation or quadrature amplitude phase modulation using a reference carrier wave in a quadrature phase detector. and the Y-axis, at least one small orthogonal coordinate system consisting of the x-axis and the y-axis is set within the four quadrants of the orthogonal coordinate system, and the signal point (S)
is in the second or fourth quadrant of the corresponding small orthogonal coordinate system as a reference, detecting a phase shift on the + side or - side with respect to the reference carrier wave depending on whether it is in the second or fourth quadrant, and detecting the phase shift. A carrier wave regeneration method characterized by controlling the reference carrier wave so as to converge it to zero. 2. The carrier wave regeneration method according to claim 1, wherein the amplitude component of the received carrier signal is detected depending on whether the signal point (S) is in the first quadrant or the third quadrant of a small orthogonal coordinate system.
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