JPS6327142A - 変復調方式 - Google Patents

変復調方式

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JPS6327142A
JPS6327142A JP17133886A JP17133886A JPS6327142A JP S6327142 A JPS6327142 A JP S6327142A JP 17133886 A JP17133886 A JP 17133886A JP 17133886 A JP17133886 A JP 17133886A JP S6327142 A JPS6327142 A JP S6327142A
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Japan
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signal
phase
supplied
modulation
time
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JP17133886A
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Yoshizo Shibano
儀三 芝野
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は変復調方式に関し、さらに詳細にいえば、デ
ィジタルデータを送出するにあたってPSK変調を施し
、受信側において遅延復調を施すことにより元のディジ
タルデータを得ることができる変復調方式に関する。
〈従来の技術〉 従来からディジタル信号の伝送を行なう方式として、送
信側においてPSK変調が施された信号を送出し、受信
側において上記信号を復調することにより元のディジタ
ル信号を得る方式が知られている。
このようなPSK変調方式は、ディジタル信号の′0″
゛′1′を搬送波の位相に対応させて伝送する方式であ
り、C/N劣化を少なくす丞ことができるという優れた
特性を有しているので、最近ではディジタル信号の伝送
に広く採用されるようになってきている。
上記PSK変調方式についてさらに詳細に説明すると、
例えば、 第7図に示すように、信号がマークの状態において、信
号の1タイムスロット期間を通じて位相を直線的に18
0度増加させ、信号がスペースの状態において、信号の
1タイムスロット期間を通じて位相を直線的に180度
減少さ゛せるようにした、いわゆるMSK方式、および 第8図に示すように、信号がマークの状態において、信
号の1タイムスロット期間を2分して位相を90度ずつ
2段階に増加させ、信号がスペースの状態において、信
号の1タイムスロット期間を2分して位相を90度ずつ
2段階に減少させるようにした、いわゆるDSK方式等 が採用されている。
そして、上記MSK方式は、位相変化が連続的であるか
ら占有周波数帯域が狭いという利点を有し、上記DSK
方式は、マルチパスフェーディングに強く、広帯域デー
タ伝送に好適であるという利点を有している。
また、上記のようにPSK変調が施された信号を復調す
る方式として、遅延検波方式と同期検波方式が一般的に
採用されている。
上記遅延検波方式は、受信信号を2分し、一方を遅延回
路により変調の1信号周期、または1/2信号周期だけ
遅延させて位相比較器に供給するとともに、他方をその
まま位相比較器に供給JることによりPSK変調信号を
復調し、元のディジタル信号を青るものである。
さらに詳細に説明すると、第5図Aに示す遅延検波装置
において、入力電圧を Vin= cos(Ωt+θ(t)) (但しΩは搬送波の角周波数であり、tは時間であり、
θ(1)は位相変調関数である。)とづれば、上記入力
電圧■団を2分して、一方を位相比較器(22)の一方
の端子に供給し、他方を遅延回路(21)により所定時
間TRだけ遅延させて位相比較器(22)の他方の端子
に供給するのであるから、上記一方の端子に供給される
信号VCは VC= ■in=  cos (Ωt +θ(t))で
あり、上記他方の端子に供給される信号Vdは、Vd=
cos(Ω(t−TR>+θ(t−TR> )となる。
そして、上記位相比較器(22)として、例えば第5図
Bに示す構成を採用することにより、同図Cに示すよう
に、出力が位相差に比例するものを使用すると、位相差
Δθは、 Δθ=QTR+θ(1)−θ(t−TR)となる。但し
、上記遅延時間TRは、MSK方式、DSK方式におい
てはTR=T/2 (但し王は信号の1タイムスロット
である)となるように設定することが必要である。
また、ΩTR= (2n−1)π、またはΩ= yr/
TR= (2n−1)2 π/Tとすれば、位相比較の
基準点を位相器の動作範囲の中央へ持って来ることがで
きる。
以下、DSK方式の場合を例にとって説明するが、MS
K方式の場合にも同様に適用することができる。
先ず、θ(1)−θft−TR> =0の場合において
は、 Δθ=ΩTR= (2n−1)π であるから、この点が位相変位のない状態の位相基準点
になり、この点を基準としてθ(1) −θ(t−TR
)だけ変化した点に対応する出力が得られることになる
また、信号がマーク・スペースである場合の位相関数θ
(1)は第6図Aに示すとおりであり、θft−T/2
>は同図Bに示すとおりである。
したがって、θ(1)−θft−T/2)は同図Cに示
すように、マークの期間中はπ/2、スペースの期間は
−π/2となり、同図りに示す出力特性に基いて、同図
Eに示す出力波形が得られることになる。即ち、マーク
期間中は3VO/4、スペース期間中は■0/4の出力
が得られる。
この結果、位相比較器(22)の出力が■0/2を越え
た場合にマーク、■0/2以下であればスペースである
と判定することができる。
上記同期検波回路は、受信信号を2分し、それぞれを位
相比較器に供給するとともに、位相同期ループに組込ま
れた電圧制御発振器からの出力信号(受信信号の搬送周
波数と一致する周波数の信号)をそのまま一方の位相比
較器に供給し、上記出力信号の位相を90度だけずらせ
た状態で他方の位相比較器に供給し、最終的に上記側位
相比較器からの出力信号に基いて元のディジタル信号を
得るものである( rGMsK変調方式の伝送特性」室
田和昭、平出賢吉、電子通信学会論文誌81/10Vo
1.J64−B pH10@照)。
〈発明が解決しようとする問題点〉 上記PSK変調を施した信号を上記遅延検波方式にによ
り復調する場合には、受信信号を2分して一方を単に遅
延させるのみでよいから構成を簡素化することができる
という利点を有しているが、高周波帯でのディジタル信
号伝送に適用した場合には、復調の信頼性が低下すると
いう問題がある。
この点について詳細に説明すると、遅延検波方式の動作
基準点はΔθ−ΩT/2である。したがって、温度変動
等により搬送波角周波数がΔΩだけ変動すると、動作基
準点もΔΩT/2だけ変動することになる。そして、こ
の変動が大きい場合には、マーク、スペースの判定を、
位相比較器の出力レベルがVO/2を越えたか否かによ
り行なうことができなくなるのである。例えば搬送波周
波数が2.5GHzであり、光振器(ここではSAW発
振器の場合を例にとっている)の温度変vJ度が±3X
10−’である場合には、周波数変動率が±750KH
zになる。そして、この場合におけるデータ伝送速度を
32Kbpsに設定すれば、T = 32111SQC
となり、ΔΩT/2=23.44π、即ち動作基準点の
変動がほぼ23.44πとなる。
実際には、温度変動の他に、雑音、マルチパスによる干
渉波等によっても影響を受け、動作基準点がさらに変動
するので、位相比較器の出力レベルを所定の基準レベル
と比較することによりマークであるかスペースであるか
を判別することは到底不可能になってしまうのである。
上記同期検波方式はコスタス・ループによる搬送周波数
の再生を基礎とするものであり、位相検波方式の如き周
波数変動に起因する不都合は発生せず、高精度での信号
復調を行なわせることができるのである。
しかし、上記同期検波方式においては、以下のような問
題を有している。
即ち、受信信号の搬送周波数と等しい周波数の信号を得
るために、局部発振器としての電圧制御発振器、および
位相同期ループが必要になり、構成が複雑化するととも
に、コストアップの原因になるのである。特に車両に搭
載する無FA別においては、小型化、簡素化、およびコ
ストダウンが強く斐求されるので、上記の問題は致命的
なものである。
〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
PSK変調が施された信号の復調を遅延検波方式により
簡単に、かつ精度よく行なうことができる変復調方式を
提供することを目的としている。
く問題点を解決するだめの手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の変復調方式は
、ディジタルパルス信号の1タイムスロット内の前部お
よび/または後部に総和が所定時間の基準位相部を形成
し、残余のタイムスロットの前半においては、伝送信号
のマーク状態に対応させて位相を段階的に所定方向に変
化させ、後半においては上記位相変化と逆の変化で段階
的に基準位相まで復元させ、伝送信号のスペース状態に
対応させて位相をマーク状態の場合と逆の方向に変化さ
せるべく位相変調を施して信号を送出し、送出された信
号を受信した後、2分して一方を遅延させ、他方と位相
比較することにより元のディジタル信号を得るものであ
る。
こし、上記残余のタイムスロットを複数に区画して、前
半の区画においては段階的に所定位相まで変化させ、後
半の区画においては上記位相変化と逆の変化で段階的に
基準位相まで復元させ、しかも、伝送信号のマーク状態
に対応させて前半の区画における位相変化を所定方向に
設定し、伝送信号のスペース状態に対応させて前半の区
画における位相変化をマーク状態の場合と逆の方向に設
定づべく位相変調を施して信号を送出するものであって
もよい。
また、上記復調側としては、信号を受信して2分した後
、一方を、復調後のNRZ信号に基いて生成される同期
クロック信号に対応して、基準位相部の総和時間と等し
く設定された時間だけ遅延させて他方と位相比較し、さ
らに直流成分を除去するとともに波形整形を施した後、
上記同期クロック信号を所定時間だけ遅延させた信号を
クロック入力とするフリップフロップによりNRZ信号
に変換するものであってもよい。
〈作用〉 以上の変復調方式であれば、ディジタルパルス信号の1
タイムスロット内の前部および/または後部に総和が所
定時間の基準位相部を形成するとともに、残余のタイム
スロットの前半に6いては、伝送信号のマーク状態に対
応させて位相を段階的に所定方向に変化させ、後半にお
いては上記位相変化と逆の変化で段階的に基準位相まで
復元させ、伝送信号のスペース状態に対応させて位相を
マーク状態の場合と逆の方向に変化させるべく位相変調
を施して信号を送出するので、送出された信号を受信し
た後、2分して一方を遅延させ、他方と位相比較するこ
とにより元のディジタル信号を得ることができる。
そして、上記残余のタイムスロットを複数に区画して、
前半の区画においては段階的に所定位相まで変化させ、
後半の区画においては上記位相変化と逆の変化で段階的
に基準位相まで復元させ、しかも、伝送信号のマーク状
態に対応させて前半の区画における位相変化を所定方向
に設定し、伝送信号のスペース状態に対応させて前半の
区画における位相変化をマーク状態の場合と逆の方向に
設定すべく位相変調を施して信号を送出するものである
場合にも、上記と同様に、受信信号を2分して一方を遅
延させ、他方と位相比較することにより、元のディジタ
ル信号を得ることができる。
また、上記復調側が、信号を受信して2分した後、一方
を、復調後のNRZ信号に暴いて生成される同期クロッ
ク信号に対応して、基準位相部の総和時間と等しく設定
された時間だけ遅延させて他方と位相比較し、さらに直
流成分を除去するとともに波形整形を施した後、上記同
期クロック信号を所定時間だけ遅延させた信号をクロッ
ク入力とするフリップフロップによりNRZ信号に変換
するものであれば、搬送波位相比較を行なうことにより
得られる信号の平均値が搬送波の周波数変動等の影響を
受けることなく一定値に保持され、直流成分を除去した
状態でNRZ信号に変換することにより元のディジタル
信号を得ることができる。
即ち、本件特許出願人が昭和61年7月14日付にて特
許出願した変復調方式(2)においては、信号のマーク
、スペースに対応させて位相を段階的に変化させるとと
もに、基準位相部をテ゛イジタルパルス信号の1タイム
スロットTの1/2、または1/4に設定することによ
り遅延検波を行なうことができるようにしているのであ
るが、搬送周波数の変動△Ωが大ぎくなった場合には、
位生比較器の基準動作点の変動量△Ω×T/2、または
△Ω×T/4がかなり大きくなり、遅延検波動作の安定
度を余り向上させることができず、したがって、上記変
動△Ωが安定度を阻害することのない所定量となるよう
に搬送周波数を選定する必要があった。しかし、上記本
件発明においては、基準位相部をT/2.T/4以外の
値に設定した場合であっても、受信信号と遅延信号との
差をとることにより得られる信号の幅に影響されること
なく、単に振幅のみにより遅延検波を行なうことができ
る。したがって、上記変動量〇が大きい場合には、基準
位相部を小さくすることにより基準動作点の変動を所定
範囲内に保持させるとともに、安定度を高く保持させた
ままで遅延検波動作を行なわせることができるのである
〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。
第1図はこの発明の変調方式を例示する図であり、同図
A、Bは位相変化部の前後にそれぞれ時間tl、t2ず
つの位相部分を形成している。但し、tl+t2−△T
(但し6丁はディジタル信号の1タイムスロットTより
短い所定時間である)となるように上記時間t1.t2
を設定している。
そして、タイムスロットの残余の期間において、マーク
の場合には、同図Aに示すように、上記期間の初期にお
いて所定位相θまで位相を変化させ、終期において位相
Oに変化させる。逆にスペースの場合には、同図8に示
すように、マークの場合と逆、即ち一θ、0と位相を変
化させる。
第1図C,Dは上記時間t1.t2をt1=△T、t2
 =Oに設定した場合を示しており、残余の部分の位相
変化は上記第1図A、Bの場合と同じである。
但し、第1図A、Bの場合と、第1図C,Dの場合とで
は特性は変化しない。即ち、t1+t2=Δ丁の関係を
満足している限りは、後述する説明から明らかなように
、特性が変化しないのであるから、以下第1図C,Dの
場合について説明する。但し遅延時間TRを6丁に設定
している。
第2図は上記被変調信号を遅延復調する動作を説明する
図であり、マーク・マーク・スペースの順に信号が供給
された場合を示している。
位相比較器の一方の端子には、第2図Aに示すように、
マーク・マーク・スペースに対応する信号0(t)が供
給され、他方の端子には、第2図Bに示すように、上記
信号θ<1>より所定時間△Tだけ遅れた信号θ(t−
6丁)が供給される。
したがって、両信号の差 θ(1)−θ(t−6丁)は、第2図Cに示すように、
マークに対応するタイムスロットの最初の6丁の期間で
一〇2次の6丁の期間でθとなり、逆にスペースに対応
するタイムスロットの最初の6丁の期間で02次の6丁
の期間で−θとなる(但し、マークからスペース、或は
その逆に変化する場合には、上記タイムスロットの最初
の6丁の期間における値が逆になる)。そして、第2図
りに示す位相比較器の特性に基いて、第2図Eに示すよ
うに、マークに対応するタイムスロットの最初の6丁の
期間でVl、最後の6丁の期間でv2の出力レベルとな
り、逆にスペースに対応するタイムスロットの最初の△
Tの期間でV2.JPA後の6丁の期間で■1の出力レ
ベルとなる。即ち、マーク、スペース共に位相比較器の
出力レベルの平均値は(Vl +V2 )/2となる。
したがって、上記第2図Eの出力信号から直流成分を除
去しく第2図F参照)、1タイムスロットの当初におい
て、マークであれば零、または負から正、スペースであ
れば零、または正から負にそれぞれ変化することに基い
てNRZ信号(第2図H参照)を生成することにより、
元のディジタルデータを得ることができる。
尚、搬送波の周波数変動に起因して位相比較の基準点、
即ち位相比較器出力の基準レベルが変動し、マークとス
ペースとの判定ができなくなってしまうという従来方式
の問題点については、以下に詳述するように完全に解消
されるのである。
即ち、位相比較器からの出力信号列の平均値は、信号列
の形(具体的には、マーク・マーク・マークと続くか、
マーク・スペース・マークと続くか等の具体的な信号配
列)に影響されることなく、一定値となるのであるから
、コンデンサ等により出力波形から直流成分を除去すれ
ば、上記基準点の変動に関係なく、零を中心として正負
に等振幅に振れる安定した波形(第2図F参照)を得る
ことができる。したがって、基準レベル変動には何ら影
響されることなく、確実にマーク、スペースの判定を行
なうことができる。
第3図は復調回路の一実施例を示す電気回路図であり、
入力信号Vinをシュミットトリガ回路(1)に供給し
、シュミットトリガ回路(1)からの出力信号を2分し
ている。そして、復調後のNRZ信号を入力とする同期
クロック再生回路(3)から出力される同期クロック信
号により制御されるシフトレジスタ(以下SRと略称す
る)制御パルス発生回路(4)のパルス信号を受けて遅
延時間が設定されるSR遅延回路(2)に上記一方の出
力信号を供給している。
上記SRM延回路(2)からの出力信号、および上記他
方の出力信号を、それぞれDフリップフロップ[5) 
+61のクロック入力端子に供給し、しかも、上記Dフ
リップフロップ(6)の◇出力信号を両Dフリップフロ
ップ(5)のD入力端子に供給している。そして、両フ
リップフロップ(51(6)のQ出力信号をXNORゲ
ート(刀に供給することにより位相比較結果を得る。
その後、ローパスフィルタ(9)、およびシュミットト
リガ回路(ト))を通してコンデンサ(11)により直
流成分を除去して第2図Fに示す@号を得、上記同期ク
ロック再生回路(3)から出力される同期クロック信号
を遅延回路(12)により所定時間だけ遅延させた信号
(第2図G参照)がクロック入力端子に供給されるD−
フリップフロップ(13)のD入力端子に上記第2図F
に示す信号を供給することにより、第2図Hに示すNR
Z信号を得ることができる。
以上の説明から明らかなように上記の実施例は、従来の
遅延検波回路にコンデンサ(11)、D−フリップフロ
ップ(13)、および遅延回路(12)を追加しただけ
の簡単な構成で、搬送周波数等の変動による影響を受け
ることなく、信号の復調を正確に行なうことができると
いう利点を有するのである。
また、遅延時間Δ丁を微小値に設定することができるの
で(即ち、上記第2図Fに示す信号が1″1″レベル、
或は′0”レベルである期間が存在すれば、譬えその期
間が短くても確実にそのレベルを検出することができる
ので)、位相比較器の基準動作点の変動をΔΩ△丁(但
し、八〇は搬送波各局波数の変動値である)に減少させ
ることができる。したがって、安定性を一層向上させる
ことができる。即ち、上述したように、従来方式におい
ては基準点変動が±23.44πであっても、例えば△
Tを1 / (32X 200 ) n5ecに設定す
ることにより、基準点変動を±0.2344πにまで減
少させることができ、遅延検波方式において充分に許容
できる値になる。そして、Δ丁を上記のように著しく小
さくした場合には、位相検出部の出力の変化範囲が非常
に小さくなってしまうのであるが、上記の実施例におい
ては位相を段階状に変化させているので、変化量そのも
のは変化せず、変化状態の検出には何ら不都合はない。
また、△Tを上記のように定めた場合には、信号系で取
扱う周波数は最大6.4MH2となるが、最近のディジ
タル技術において充分に取扱える周波数範囲内であり、
何ら不都合は発生しない。
さらに、位相変化部の前部および/または後部に基準位
相部を形成しているので、復調時に各タイムスロットの
信号間の干渉を防止することができる。
第4図は他の実施例を説明する図であり、上記実施例と
異なる点は、同図Aに示すように、マークに対応する位
相変化部が、O20,2θ、θ。
Oと変化するようにし、逆にスペースに対応する位相変
化部が、0.−θ、−20.−θ、Oと変化するように
した点のみである。
したがって、第4図Aに示す信号をθ(1)とすれば、
信号θ(を−△T〉は第4図Bに示す波形となり、両信
号の差 θ(1)−θ(t−△T)は、第4図Cに示すように、
マークに対応するタイムスロットの最初の△Tの期間で
−69次のΔ丁の期間でθ、その後所定時間をおいてθ
、さらに所定時間をおいて一〇となり、逆にスペースに
対応するタイムスロットの最初の△Tの期間で09次の
Δ丁の期間で一θ、その後所定時間をおいて−θ、さら
に所定時間をおいてθとなる(但し、マークからスペー
ス、或はその逆に変化する場合には、上記タイムスロッ
トの最初のΔ丁の期間における値が逆になる)。
そして、第4図Cの位相差を第4図りに示す特性を有す
る位相比較器に供給することにより、第4図Fに示す出
力波形を得ることができる。即ち、上記第3図の復調回
路においてSR遅延回路(21による遅延時間を△Tと
することにより、元のディジタルデータに対応するNR
Z信号を得ることができるのである。
尚、上記実施例においては、時間△Tを小さくすれば、
位相基準点の搬送周波数変動に起因する偏移ΔΩΔTが
小さくなる一方、位相比較器からの出力信号の時間的幅
が小さくなるのであるが、出力信号の変化量そのものは
変化しないのであるから、復調fj度を高く維持するこ
とが可能である。
即ち、何れの実施例においても、Δ丁を任意に設定する
ことが可能になるのであるから、搬送数に大きな周波数
変動がある場合でも、確実な遅延検波を行なうことがで
き、システム全体として設計の許容度を大きくし、経済
性を向上させることができることになる。
〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、ディジタルパルス信号の1タ
イムスロット内の全部および/または後部に総和が所定
時間の基準位相部を有し、残余のタイムスロットの少な
くとも前半においては、伝送信号のマーク状態に対応さ
せて位相を段階的に所定方向に変化させ、伝送信号のス
ペース状態に対応させて位相をマーク状態の場合と逆の
方向に変化させるべく位相変調を施して信号を送出する
ので、搬送波周波数の変動の影響を受けることなく、上
記基準位相部の時間と等しい時間だけ信号を遅延させる
遅延検波方式により簡単に精度よく元のディジタル信号
を青ることができるという特有の効果を秦する。
【図面の簡単な説明】
第1図は変調方式の一実施例を説明する図、第2図は復
調方式の一実施例を説明する図、第3図は復調回路の一
実施例を示す電気回路図、第4図は復調方式の他の実施
例を説明する図、第5図は従来の遅延検波装置を説明す
る図、第6図は第5図の遅延検波装置の動作を説明する
図、 第7図、および第8図は従来の変調方式を説明する図。 特許出願人  住友電気工業株式会社 第1図 (A)         (B)        (C
1+D)第2図−1 +01                      
(E)に) − 偽  0  も                 偽
  Ot      〜   Oを第2図−2 第4図 (D)                      
fElOに−θ に に÷11 2yc +A)    第5図 38ゝ  1 0K+      3 位相差Δθ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ディジタルパルス信号の1タイムスロ ット内の前部および/または後部に総和 が所定時間の基準位相部を形成し、残余 のタイムスロットの前半においては、伝 送信号のマーク状態に対応させて位相を 段階的に所定方向に変化させ、後半にお いては上記位相変化と逆の変化で段階的 に基準位相まで復元させ、伝送信号のス ペース状態に対応させて位相をマーク状 態の場合と逆の方向に変化させるべく位 相変調を施して信号を送出し、送出され た信号を受信した後、2分して一方を遅 延させ、他方と位相比較することにより 元のディジタル信号を得ることを特徴と する変復調方式。 2、上記残余のタイムスロットを複数に区 画して、前半の区画においては段階的に 所定位相まで変化させ、後半の区画にお いては上記位相変化と逆の変化で段階的 に基準位相まで復元させ、しかも、伝送 信号のマーク状態に対応させて前半の区 画における位相変化を所定方向に設定し、 伝送信号のスペース状態に対応させて前 半の区画における位相変化をマーク状態 の場合と逆の方向に設定すべく位相変調 を施して信号を送出する上記特許請求の 範囲第1項記載の変復調方式。 3、復調側が、信号を受信して2分した後、一方を、復
    調後のNRZ信号に基いて生 成される同期クロック信号に対応して、 基準位相部の、総和時間と等しく設定され た時間だけ遅延させて他方と位相比較し、 さらに直流成分を除去するとともに波形 整形を施した後、上記同期クロック信号 を所定時間だけ遅延させた信号をクロッ ク入力とするフリップフロップにより NRZ信号に変換するものである上記特 許請求の範囲第1項記載の変復調方式。
JP17133886A 1986-07-21 1986-07-21 変復調方式 Pending JPS6327142A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04146061A (ja) * 1990-10-05 1992-05-20 Yoshida Kogyo Kk <Ykk> ドリルの研削装置

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