JPS6347313B2 - - Google Patents

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JPS6347313B2
JPS6347313B2 JP56212775A JP21277581A JPS6347313B2 JP S6347313 B2 JPS6347313 B2 JP S6347313B2 JP 56212775 A JP56212775 A JP 56212775A JP 21277581 A JP21277581 A JP 21277581A JP S6347313 B2 JPS6347313 B2 JP S6347313B2
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JP
Japan
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phase
circuit
output
phase detector
cos
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JP56212775A
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JPS58114654A (ja
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Koichiro Takeda
Tokihiro Mishiro
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Priority to US06/452,921 priority patent/US4475218A/en
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Publication of JPS6347313B2 publication Critical patent/JPS6347313B2/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

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  • 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】 (1) 発明の技術分野 本発明は基準搬送波再生回路に関し、特に多相
PSK変調を使用した多重無線装置の復調部に用
いられるベースバンド帯での基準搬送波再生回路
に関する。
(2) 技術の背景 多相PSK変調を利用した多重無線伝送方式は、
同じ帯域幅のとき振幅変調伝送方式や周波数変調
伝送方式より単位時間当りの情報量が大、すなわ
ち伝送速度が大きいという特徴があるため、一定
の帯域幅内で多くの情報を伝送するときに有利な
伝送方式として使用されている。
多相PSK(Phase Shift Keying)変調方式は、
第1図イおよびロに示すように、mビツトの情報
を搬送波のn相(n=2m)にデイジタル位相変調
する伝送方式である。第1図イに示すように、例
えば4相PSK変調では、2ビツト(m=2)の
情報のうち「00」は零位相、「01」はπ/2、
「11」はπ、「10」は3/2πの各位相に送信される
搬送波を変調する。
受信されたPSK変調波を復調するときは、送
信搬送波と同じ位相をもつた基準搬送波の位相と
受信PSK変調波の位相を比較することにより、
各ビツト情報が復調される。
したがつて復調部には送信搬送波と同じ位相を
もつた基準搬送波が必要であるが、送信側では送
信効率を良くするために基準搬送波は伝送せず
PSK変調波だけを伝送する方式がとられている。
そこで受信側はその復調部において受信PSK変
調波から基準搬送波を再生することが必要とな
る。
(3) 従来技術と問題点 この基準搬送波再生回路としては、搬送波周波
数帯での非線形操作を利用して行う方式と、ベー
スバンド帯域での非線形操作を利用して行う方式
が知られている。
そして前者の方式としては逓倍方式、逆変調方
式、再変調方式などがある。これらの各方式は同
期引込範囲も広く高性能、高安定な基準搬送波を
得ることができるが、搬送波周波数帯であるため
周波数が高く、各種信号処理や調整が容易でな
く、また回路の構成や製作が複雑になる難点があ
つた。
一方、後者のベースバンド帯域での非線形操作
を利用した基準搬送波再生方式は、コスタス
(COSTAS)ループといわれる位相同期ループを
含むために一般にコスタス方式といわれている。
この回路方式はベースバンド帯域で行うために周
波数が低く各種信号処理が容易になる。
第2図は従来のコスタス方式による受信4相
PSK変調波に対する基準搬送波再生回路を示し
たものである。入力端子1に入力された受信4相
PSK変調波は第1位相検波器2および第2位相
検波器3に伝達される。第1位相検波器2には基
準搬送波を発生する電圧制御発振器(VCO)4
の出力が90゜移相器5を介して印加され、第2位
相検波器3にはVCO4の出力がそのまま印加さ
れる。
いま受信4相PSK変調波の搬送波とVCO4の
発生した基準搬送波の位相差をθとすると、第2
位相検波器3にはcos θに比例した出力が発生
し、第1位相検波器2にはsin θに比例した出力
が発生する。このように90゜移相器5、第1位相
検波器2および第2位相検波器3を使用してsin
θおよびcos θに比例した出力を発生する、いわ
ゆる直交検波方式を使用している。なお、この場
合説明を簡単にするため、sin θおよびcos θの
比例定数はいずれも1となるような回路構成であ
るものとする(以下同様とする)。
第1絶対値回路(第1ABS)6は第1位相検波
器2から出力されたsin θによりsin2θに比例し
た出力を発生し、第2絶対値回路(第2ABS)7
は第2位相検波器3から出力されたcos θにより
cos2θに比例した出力を発生する。
第1減算器8は第1ABS6の出力sin2θと第
2ABS7の出力cos2θの差信号cos2θ(cos2θ=cos2θ
−sin2θ)に比例した出力を発生する。
また第1加算器9は第1位相検波器2の出力
sin θと第2位相検波器3の出力cos θにより
(θ+π/4)の位相をもつ和信号{sin θ+cos θ =√2sin(θ+π/4)}を発生し、第2減算器10 は各位相検波器2および3の出力により(θ−
π/4)の位相をもつ差信号{sin θ−cos θ=√ 2sin(θ−π/4)}を発生する。
第3絶対値回路(第3ABS)11は第1加算器
9の和出力(sin θ+cos θ)を受けて(sin θ
+cos θ)2に比例した出力を発生し、第4絶対値
回路(第4ABS)12は第2減算器10の差出力
(sin θ−cos θ)を受けて(sin θ−cos θ)2
に比例した出力を発生する。
第3減算器13は第3ABS11および第4ABS
12の出力にもとづきこれらの差信号として
sin2θに比例した出力を発生する。すなわち(sin
θ+cos θ)2−(sin θ+cos θ)2=4sin θ cos
θ=2sin2θという演算が行われてsin2θに比例し
た出力が発生することになる。
同様にして第2加算器14は(sin2θ+cos2θ)
に比例した出力を発生し、これにより第5絶対値
回路(第5ABS)15は(sin2θ+cos2θ)2に比例
した出力を発生する。また第4減算器16は
(sin2θ−cos2θ)に比例した出力を発生し、これ
により第6絶対値回路17は(sin2θ−cos2θ)2
比例した出力を発生する。かくして第5減算器1
8は第5ABS15および第6ABS17の出力にも
とづきsin4θに比例した出力を発生する。
いま、第3図に示すように、VCO4の発生し
た基準搬送波SCが受信4相PSK変調波の搬送波
RC(「00」と同相)に対してθだけ遅れていると
する。このような場合には、第1位相検波器2お
よび第2位相検波器3から発生するsinおよびcos
の位相角は、受信4相PSK変調波が「00」のと
きは基準搬送波SCに対し(0+θ)だけ進み、
「01」のときは(π/2+θ)だけ進み、「11」のと きは(π+θ)だけ進み、「10」のときは(3/2π +θ)だけ進むので、両位相検波器2および3の
発生する出力の位相角はPSK変調信号に応じて
変化することになる。
しかしながら第5減算器18の出力すなわち
sin4θにおいては、いずれのPSK変調信号の場合
も基準信号RCに対して4θの進みになる。すなわ
ち「00」のときはsin4(0+θ)=sin4θになり、
「01」のときはsin4(π/2+θ)=sin(2π+4θ)
= sin4θになり、「11」のときはsin4(π+θ)=sin
(4π+4θ)=sin4θになり、「10」のときはsin4(3
/2 π+θ)=sin(6π+4θ)=sin4θとなる。
したがつてこの第5減算器18の出力sin4θを
利用してループフイルタ19を介してVCO4の
発振周波数すなわち位相を制御すれば位相角θが
零となるように位相同期制御が行なわれ、受信
PSK変調波の搬送波RCに同期した基準搬送波SC
を再生することができる。
このように第2図に示す従来の基準搬送波再生
回路はベースバンド帯で十分高性能でかつ高安定
性を有するものであるが、多数の加算器、減算器
および絶対値回路を必要とするため、その構成が
複雑であるという問題があつた。
(4) 発明の目的 したがつて本発明の目的はこのような問題を解
決するために、簡単な回路構成により従来のもの
と同じく高性能、高安定性を有するベースバンド
帯での基準搬送波再生回路を提供することであ
る。
(5) 発明の構成 そしてこのために本発明の基準搬送波再生回路
では、n相PSK入力信号(n=2m、m≧2の整
数)を直交検波するための第1の位相検波器およ
び第2の位相検波器と発振手段を有する基準搬送
波再生回路において、前記第1の位相検波器およ
び第2の位相検波器の各出力を入力とする第1の
排他的論理和回路と、前記第2の位相検波器の出
力を入力とする絶対値回路と、前記第1の排他的
論理和回路および絶対値回路の各出力を入力とす
る第2の排他的論理和回路を有することを特徴と
する。
(6) 発明の実施例 本発明を第4図および第5図にもとづき詳述す
る。
第4図は本発明の一実施例構成を示すものであ
つて、この例では受信4相PSK変調波に対する
搬送基準波再生回路を示し、第5図はその動作説
明図である。
図において、20は受信4相PSK変調波の入
力端子、21は第1位相検波器、22は第2位相
検波器、23はVCO、24は90゜移相器、25は第
1排他的論理和回路(第1EX―OR)、26は絶
対値回路(ABS回路)、27は第2排他的論理和
回路(第2EX―OR)、28はループフイルタ、
29は低域フイルタ、30は波形変換器である。
次に第4図の動作について第5図を参照しつつ
説明する。
いま入力端子20に入力される受信4相PSK
変調波の搬送波とVCO23が発生する基準搬送
波との位相差をθとすると、第1位相検波器2
1、第2位相検波器22および90゜移相器24に
より直交検波が行なわれ、第1位相検波器21か
らsin θに比例する出力が発生し、第2位相検波
器22からcos θに比例する出力が発生する。こ
れは第2図の場合と同様である。
次に第1EX―OR25の入力端子aに第2位相
検波器22から第5図イに示すcos θが印加さ
れ、入力端子bに第1位相検波器21から第5図
ロに示すsin θが加えられると、第1EX―OR2
5は排他的論理演算により一方の入力が正で他方
の入力が零または負のときに出力を発生するか
ら、その出力波形は第5図ハのようになる。この
出力波形は基本波として第5図ニに示すように
(−sin2θ)を含んでいるので、例えば位相反転型
の低域フイルタを通過させることにより第5図ハ
の出力波形から第5図ホに示すようなsin2θを得
ることができる。したがつて第1EX―OR25の
内部にこの低域フイルタ機能を同時に持たせるこ
とによりその出力端子eにsin2θを直ちに発生さ
せることができる。勿論、別個にsin2θだけを通
過させる低域フイルタ29を設けてもよい。
ABS26は第2位相検波器22から出力され
たcos θを受けてcos2θを出力するが、cos2θ−
2cos2θ−1という関係があるので、このcos2θを
2倍して1だけ負方向にレベルシフトするだけの
簡単な操作によりcos2θの出力からcos2θを得るこ
とができる。ABS26の内部でこの変換操作を
同時に行うことにより、その出力端子にcos2θを
直ちに発生させることができる。勿論、別個に
cos2θからcos2θを発生する波形変換器30を設け
てもよい。
またABS26としてcos2θからcos2θを発生す
る回路方式の他にcos θを全波整流してその中に
含まれる基本波成分であるcos2θを出力する回路
方式を使用してもよい。
このようにして得られたsin2θおよびcos2θを第
2EX―OR27にそれぞれ印加してそれらの排他
的論理和を求めれば、前記第1EX―OR25にお
けると同様な操作により、その出力端子にsin4θ
を出力することができる。このようにして得られ
たsin4θに比例した出力信号を使用して、ループ
フイルタ28を経由してVCO23を制御するこ
とにより、前記第2図と同様にして、受信4相
PSK変調波の搬送波と同期した基準搬送波を得
ることができる。
なお、EX―ORと絶対値回路による変換操作
を繰返すことにより、相数は4相に限定されず、
2m(m≧2の整数)相のPSK変調波の基準搬送波
再生回路が得られることは明らかである。
(7) 発明の効果 以上説明の如く、本発明によれば絶対値回路の
出力にcos2θの成分が存在し、排他的論理和回路
の出力にsin2θの成分が存在することを巧みに応
用することにより、極めて簡単な回路構成によ
り、高性能でかつ高安定な特性をもつたベースバ
ンド帯での基準搬送波再生回路を得ることができ
る。したがつてこれによりこの基準搬送波再生回
路の低コスト化をはかりしかも回路調整を簡素化
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は多相PSK変調方式の説明図、第2図
は従来の4相PSK変調波復調用の基準搬送波発
生回路、第3図は第2図の動作説明図、第4図は
本発明の一実施例構成図、第5図は第4図の動作
説明図である。 図中、1は入力端子、2は第1位相検波器、3
は第2位相検波器、4は電圧制御発振器、5は
90゜移相器、6は第1絶対値回路、7は第2絶対
値回路、8は第1減算器、9は第1加算器、10
は第2減算器、11は第3絶対値回路、12は第
4絶対値回路、13は第3減算器、14は第2加
算器、15は第5絶対値回路、16は第4減算
器、17は第6絶対値回路、18は第5減算器、
19はループフイルタ、20は入力端子、21は
第1位相検波器、22は第2位相検波器、23は
VCO、24は90゜移相器、25は第1排他的論理
和回路、26は絶対値回路、27は第2排他的論
理和回路、28はループフイルタ、29は低域フ
イルタ、30は波形変換器をそれぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 n相PSK入力信号(n=2m、m≧2の整数)
    を直交検波するための第1の位相検波器および第
    2の位相検波器と発振手段を有する基準搬送波再
    生回路において、前記第1の位相検波器および第
    2の位相検波器の各出力を入力とする第1の排他
    的論理和回路と、前記第2の位相検波器の出力を
    入力とする絶対値回路と、前記第1の排他的論理
    和回路および絶対値回路の各出力を入力とする第
    2の排他的論理和回路を有することを特徴とする
    基準搬送波再生回路。
JP56212775A 1981-12-28 1981-12-28 基準搬送波再生回路 Granted JPS58114654A (ja)

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JP56212775A JPS58114654A (ja) 1981-12-28 1981-12-28 基準搬送波再生回路
DE8282306960T DE3272641D1 (en) 1981-12-28 1982-12-24 Carrier recovery circuit
EP82306960A EP0083236B1 (en) 1981-12-28 1982-12-24 Carrier recovery circuit
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JPS58114654A JPS58114654A (ja) 1983-07-08
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US4475218A (en) 1984-10-02
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