JPS6159579B2 - - Google Patents

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JPS6159579B2
JPS6159579B2 JP54041407A JP4140779A JPS6159579B2 JP S6159579 B2 JPS6159579 B2 JP S6159579B2 JP 54041407 A JP54041407 A JP 54041407A JP 4140779 A JP4140779 A JP 4140779A JP S6159579 B2 JPS6159579 B2 JP S6159579B2
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JP
Japan
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phase
signal
phase difference
difference detector
qpsk
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Application number
JP54041407A
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English (en)
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JPS55134563A (en
Inventor
Junji Namiki
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric 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
    • H04L27/227Demodulator 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】 この発明はデイジタル信号の搬送波伝送方式の
一つであるオフセツト直交位相変調方式
(offsetQPSK)の受信器の構成に関る。
従来デイジタル信号の搬送波伝送方式として、
4相位相変調方式(4phasePSK)が広く用いら
れたいた。この方式は、ビツト・レートR〔ビツ
ト/秒〕の2値デイジタル信号をビツト・レート
R/2の2系列の2値(±1)デイジタル信号に
変換し、各々のデイジタル信号で90度位相の異な
る(直交する)搬送波を2相位相変調し、この2
つの搬送波を加え合せて4相位相変調波として伝
送路へ送り出すものである。本方式における搬送
波の位相は2/R秒おきに最大180度の変化を起
す。このような急唆な位相変化は伝送路の帯域制
限、振幅制限、その他歪みなどにより、それ自身
の前後の波形を大きく変化させ、この変化が復調
時の符号間干渉となり、伝送特性を劣化させる。
このような欠点を補うため、近年オフセツト位相
変調方式が提案されている。本方式は例えば1976
年8月発行のIEEE Transaction on Communi−
cationsのP809〜819に
“MSKandQPSKModulation”と題して紹介して
ある。本方式を要約すれば、4相位相変調で用い
たビツト・レートR/2の2系列のデイジタル信号
で直交する搬送波に各々2相変調を掛ける時に、
前記ビツト・レート〔R/2〕の2系列のデイジタ
ル信号を互いに1/2〔2/R〕秒(各々のビツト長
の半分)ずらし、これを直交搬送波に各々乗せ
る。こうすることにより、搬送波の位相変化は、
4相位相変調波の2倍の周期に発生するが、その
位相変化量は最大90度である。
180度に近い位相変化が起きないと言うこと
は、被変調搬送波の包絡線変化を抑える効果を生
む。この効果は帯域制限が比較的ゆるやかな伝送
系においての伝送特性に非線形歪みの影響を受け
にくくする方向に働く。
この特徴に注目して伝送系に不可避な非線形特
性を持つシステムでは、オフセツトQPSKを利用
しようとする動きがある。
オフセツトQPSKは通常のQPSKと同様、同期
検波により復調を行うが、この時必要な参照搬送
波(referencecarrier)の再生が従来のQPSK用
のものでは役に立たない。
オフセツトQPSK用の搬送波再生回路は例えば
特願昭52−70665号明細書に示された“オフセツ
ト”QPSK同期信号抽出器”に見られる様に中間
周波数帯(IF帯)の操作で搬送波を抽出するも
のばかりであり復調信号(ベース・バンド信号)
から搬送波を抽出する方法に付いては現在具体的
提案が成されていない。
この発明の目的は復調信号(ベース・バント信
号)と、その推定送信信号との差を基に搬送波を
同期再生するためのオフセツトQPSK位相差検出
器を提供するものである。
この発明は復調同相信号がIo、−Io、復調直交
信号がQo、−Qo、で各々受信でき、各信号がT
秒おきに変化するオフセツト4相位相変調(−
QPSK)に於いて、同期検波による同相検波出力
I、直交検波出力Qに対しSign(I)、(Io−|I
|)・Sign(Q)に従い出力の極性を変える第一
位相差検出器と、Sign(Q)・(Qo−|Q|)・
Sign(I)に従い出力の極性を変える第二位相差検
出器と、T/2秒おきに2つの入力の一方を変わ
るがわる出力へ導く切換器とを備え、前記第1、
第2位相差検出器の出力を前記切換器の2つの入
力に接続し、同切換器出力から、受信信号搬送波
と検被用搬送波との位相差を検出するオフセツト
QPSK・位相差検出器を提供するものである。
この発明によれば搬送波は位相同期ループによ
り再生される為、IF帯の共振器、逓倍器等は一
切必要でなく、位相同期ループへの制御信号もベ
ース・バンド帯で検出するのでデイジタル回路が
利用でき、装置の小型化、低価格化が大いに期待
できる。
次に本発明に付いて図面を参照して詳細に説明
する。
第1図a,bはそれぞれ通常のQPSKとオフセ
ツトQPSKの復調ベース・バンド信号の同相成分
(I)と直交成分(Q)の各々波形で隣接符号間干渉
が最も少ない。正しいタイミングでサンプルした
値をI、Q二軸で表わすIQ平面に表わしたスキ
ヤター・ダイアグラムである。また第2図は両
QPSKのIQ成分の時間変化を示したものである。
同図aはIQ成分を同時サンプルすることにより
送信信号が得られ、bは半サンプル周期ずれたサ
ンプルにより送信信号が得られることを示してい
る。すなわちI成分に付いて正しいタイミングで
サンプルしてもこの時のQ成分は位相変化過程に
ある。従つて第1図aのスキヤター・ダイアグラ
ムは1,2,3,4の4信号点しか存在しないの
に対し、第1図bは先の4点に対応する10,2
0,30,40の外に、正しいタイミングでサン
プルされなかつた成分、位相変化過程の丁度まん
中でサンプルされた為に表われた信号点12,2
3,34,41が表われる。これら4信号点は一
般的に伝送路の帯域制限の影響で第3図の様に
様々な値をとりその結果、信号点は棒状分布3
5,36,37,38の様になる。
第4図aには同相信号に対して正しいタイミン
グでサンプルした時のスキヤター・ダイアグラム
を示す。信号点分布100,101は各々I成分
としてIo、−Ioの値を持つ。このスキヤター・ダ
イアグラムの平面をI=Io、I=−Io、I=o、
Q=oを各々境界とする8つの領域に分けその各
領域に図の様な極性を与え、これをF(I、Q)
で表わす。信号点分布100,101がこの線上
で一様であると仮定し、その分布をD(I、Q)
で表わす。すると同図aの状態で S=∫F(I、Q)D(I、Q)dIdQを求め
ると明かにS=oである。これに対し、受信信号
搬送波が遅れたことにより分布(I、Q)が時計
方向にすこし回転した場合を考えると、この時の
Sは同図bよりS>oであることが分る。逆にD
(I、Q)が反時計方向に回転した場合にはS<
oになる。この説明より同相信号をサンプルする
時点でSを求めると搬送波の位相差が分る。
第5図aは直交信号に対して正しいタイミング
でサンプルした時のスキヤター・ダイアグラムを
示す。信号分布102,103をD′(I、Q)
で表わす。
この図に対してもQ=Qo、Q=−QoQ=o、
I=oを各々境界とする8つの領域に分け、その
各領域に図の様な極性を与えこれをF′(I、
Q)で表わす。
第5図aでS′=∫F′(I、Q)・D′(I、Q)
dIdQを求めるとS′=oであるが同図bの様に
D′(I、Q)を時計方向に回転するとS>oと
なり反時計方向に回転するとS<oとなり、搬送
波の位相差が分る。そこで受信信号搬送波と検波
用搬送波の位相差を検出する為には同相信号サン
プル時にはG(I、Q)=F(I、Q)、 直交信号サンプル時にはG(I、Q)=
F′(I、Q)、となる様F(I、Q)とF′(I、
Q)とを同相、直交両成分に対するサンプル・タ
イミングで切り換えて利用するG(I、Q)と、
自然に入れ換るD(I、Q)とD′(I、Q)と
をまとめたH(I、Q)とを用いて、 S=∫G(I、Q)・H(I、Q)dIdQ を求めていれば良い。両搬送波の位相差は∫の極
性によつて決定される。より具体的にはサンプル
された信号(I、Q)をG(I、Q)によつてそ
の極性を求め、この極性変化を低域波器により
平均化する。この平均化された出力が先のSに対
応する。
第6図は本発明のオフセツトQPSK位相差検出
器の第一の実施例を示すブロツク図である。これ
は先の説明におけるG(I、Q)の機能を持つて
いる。I、Qは端子390,391より入る検波
出力の同相、直交成分である。G(I、Q)は第
1位相差検出器F(I、Q)と第2位相差検出器
F′(I、Q)とから成つている。まずF(I、
Q)部分は絶対値回路300、極性(Sign
(x))識別器301、比較器304、掛算器30
8,309、インバータ−306とから成りブロ
ツク381を構成し、F(I、Q)=SIGN(I)・
(Io−|I|)・Sign(Q)なる数式で表わされこ
れは第4図aに対応する。
またF′(I、Q)部分は絶対値回路303、
極性(Sign(y))識別器302、比較器30
7、掛算器310,311、インバーター305
とから成りブロツク382を構成し、F′(I、
Q)=SIGN(Q)、(Qo−|Q|)・SiGN(I)なる
数式で表わされこれは第5図aに対応する。
F(I、Q)とF′(I、Q)との切り換えは
切換器312により行われ、この切換器は発振器
313から端子393に加えられるタイミング信
号により切換えが行われる。そしてG(I、Q)
としての出力は端子392に現れる。
第7図は本発明のオフセツトQPSK位相差検出
器を用いたオフセツトQPSK用の搬送波同期再生
回路を示す。
オフセツトQPSK変調波は端子490より掛算
器400,401、位相推移器402、検被用搬
送波発振器403とから成る直交振幅同期検波回
路に入り、検被同期成分、直交成分は各々サンプ
ル・ホールド回路407,408でクロツク発振
器406の出力の立上りと立下りの各々でサンプ
ル・ホールドされる。両回路出力は端子390,
391を通つてオフセツトQPSK位相差検出器3
80へ入りその出力は端子392へ現われる。こ
の出力はルーブ・フイルター405を通過後先の
検被用搬送波発振器403の周波数を制御し、受
信信号搬送波との同期を維持する。
第8図は本発明の第二の実施例を示すブロツク
図である。検被した同相、直交両成分は入力端子
390′,391′から入りアナログ・デイジタル
変換器500,501によつてデイジタル・コー
ド化される。これらのコードはリード・オンリ
ー・メモリー(ROM)502,503にアドレ
スとして供給される。ROM502,503はア
ドレスとして加えられている(I、Q)の値に対
し各々F(I、Q)、F′(I、Q)の出力を出す
様な内容が書き込まれている。両ROMの出力は
アンド回路504,505オア回路506により
構成される切換器312′により選択的に出力端
子392′へ導かれるなお先の切換器を切換える
信号は発振器313′から端子393′に加えられ
るタイミング信号である。
以上記した様に本発明によればデイジタル回路
が利用できるベース・バンド帯で制御信号を検出
するオフセツトQPSK位相差検出器が構成でき、
搬送波位相同期ループの小型化、低価格化が計れ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は通常のQPSKとオフセツト・QPSKの
IQ直交平面に於けるサンプル値を示したスキヤ
ター・ダイアグラム、第2図は通常のQPSKとオ
フセツトQPSKの位相の時間変化を示した図、第
3図は一般伝送路通過後のオフセツトQPSKのス
キヤター・ダイアグラム、第4図、第5図は第一
位相差検出器、第二位相差検出器の特性を示した
スキヤター・ダイアグラム、第6図は本発明の第
一の実施例のブロツク図。 図中381が第一位相差検出器、382が第二
位相差検出器、312が切換器、313がタイミ
ング発振器を各々示す。 第7図は本発明のオフセツトQPSK位相差検出
器を用いた搬送波再生回路のブロツク図を示す。
第8図は本発明の第二の実施例のブロツク図。 図中502が第一位相差検出器、503が第二
位相差検出器、312′が切換器、313′がタイ
ミング発振器、500,501がアナログ・デイ
ジタル変換器を各々示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 復調同相信号がIo、−Io、復調直交信号が
    Qo、−Qo各々受信でき、各信号がT秒おきに変
    化するオフセツト4相位相変調(O−QPSK)に
    於いて、同期検波による同相検波出力I、直交検
    波出力Qに対しSign(I)・(Io−|I|)・Sign
    (Q)に従い出力の極性を変える第一位相差検出
    器と、Sign(Q)・(Qo−|Q|)Sign(I)に従い
    出力の極性を変える第二位相差検出器と、前記第
    一位相差検出器および第二位相差検出器の各出力
    を入力として受け前記2つの入力をT/2秒おきに
    交互に出力へ導く切換器とを備え、同切換器出力
    から、受信信号搬送波と同期検波用搬送波との位
    相差を検出することを特徴とするオフセツト
    QPSK・位相差検出器。
JP4140779A 1979-04-05 1979-04-05 Offset qpsk phase difference detector Granted JPS55134563A (en)

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JP4140779A JPS55134563A (en) 1979-04-05 1979-04-05 Offset qpsk phase difference detector

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JP4140779A JPS55134563A (en) 1979-04-05 1979-04-05 Offset qpsk phase difference detector

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JPS55134563A JPS55134563A (en) 1980-10-20
JPS6159579B2 true JPS6159579B2 (ja) 1986-12-17

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ID=12607499

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JPS57131151A (en) * 1981-02-06 1982-08-13 Nec Corp Carrier wave reproducing circuit
IT1145719B (it) * 1981-11-12 1986-11-05 Cselt Centro Studi Lab Telecom Circuito di recupero della partante di un segnale modulato in ampiezza e fase da segnali numerici
US5189564A (en) * 1985-06-21 1993-02-23 Nobutaka Amada Magnetic recording/reproducing method and apparatus

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JPS55134563A (en) 1980-10-20

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