WO1999005834A1 - Circuit de calcul de dispersion de la repartition des points de signal - Google Patents

Description

明 細 書

信号点配置分散値算出回路

技術分野

本発明は受信した位相シフ トキーイング信号を復調したベースバ ンド信号の信号点配置分散値を算出する信号点配置分散値算出回路 に関し、 さらに詳細には復調されたベースバンド信号から搬送波を 再生する搬送波再生回路、 または受信信号点配置から復調されたべ 一スパンド信号位相角を送信信号位相角に一致させるための絶対位 相化回路などに利用する信号点配置分散値算出回路に関する。

背景技術

例えば 8 P S K変調、 Q P S K変調、 B P S K変調によって伝送 されてくるデジタル被変調波を受信する放送受信機では、 搬送波再 生にベースバンド信号の信号点配置分散値を求めて信号点配置分散 値に基づいて再生搬送波の周波数を制御することが、 例えば日本特 願平 9— 1 6 3 5 3 0号において示されている。 また、 復調された ベースバンド信号の信号点配置から現在の受信信号位相回転角を求 め、 求められた受信信号位相回転角をもとに復調されたベースバン ド信号を逆位相回転させることによって復調ベースバンド信号を送 信信号位相角に一致させる絶対位相化が行われる。

この場合に、 Q P S K変調の場合には、 復調されたベースバンド 信号 （ I、 Q) は （ 0、 0 ) 、 （ 0、 1 ) 、 （ 1、 1 ) 、 （ 1、 0 ) が基準位置であり、 （ 0、 0 ) を第 1象限に、 （ 0、 1 ) を第 2象 限に、 （ 1、 1 ) を第 3象限に、 （ 1、 0 ) を第 4象限に対応させ、 ( 0、 1 ) を 9 0 ° 時計方向に、 （ 1、 1 ) を 1 8 0 ° 時計方向に、 ( 1、 0 ) を 9 0 ° 反時計方向に回転させることによって第 1象限 の位置に集めて、 第 1象限の位置に集められた復調されたベースバ ンド信号 （ 1、 Q) を信号点配置変換回路によって信号点配置変換 データに変換している。

信号点配置変換回路によって変換された信号点配置変換データか ら分散値を計算し、 分散値を予め定めた基準値 Aと比較することに よって、 予め定めた所定の単位期間中における基準値 A以上の分散 値の発生回数を計数して、 前記単位期間中における基準値 A以上の 分散値の発生回数の総数 D S M Sの値を求めて、 この値に基づいて CZNを判定し、 判定 CZNに基づいて再生搬送波の周波数を制御 している。

上記した従来の場合において信号点配置変換回路は、 ベースバン ド信号 （ 1、 Q) を第 1象限の位置に変換する動作を行っている。 Q P S K変調の場合には、 各象限において I軸あるいは Q軸を入れ 替える処理などによって第 1象限の位置に変換する動作を行ってい る。 また 8 P S K変調等の多値変調の場合には ROMに格納した変 換テーブルを用いて第 1象限の位置に変換することが行われている。

しかしながら上記した従来の信号点配置変換を R OMに格納した 変換テーブルによるときは、 R OMによる変換テーブルの規模が大 きくなつて、 集積回路化する場合に規模が大きすぎるという問題点 があった。

本発明は回路規模が小さくてすむ信号点配置分散値算出回路を提 供することを目的とする。

発明の開示

本発明にかかる信号点配置分散値算出回路は、 復調ベースバンド 信号を位相回転させる位相回転回路と、 復調ベースバンド信号と位 相回転回路によって位相回転されたベースバンド信号とに基づいて 復調べ一スパンド信号の信号点位置を判定し、 判定された信号点位 置に基づいて、 復調ベースバンド信号と位相回転回路による位相回 転されたベースバンド信号とから復調ベースバンド信号の信号点配 置を予め定めた象限の位置に変換する信号点配置変換回路と、 信号 点配置変換されたベースバンド信号に基づき分散値を求める分散値 演算手段とを備えたことを特徴とする。

本発明にかかる信号点配置分散値算出回路は、 復調べ一スパンド 信号を復調ベースバンド信号のシンボルレートの 2倍の速さで 2 2 . 5 ° 位相回転させる位相回転回路と、 復調ベースバンド信号と位相 回転回路によって位相回転されたベースバンド信号とに基づいて復 調ベースバンド信号の信号点位置を判定し、 判定された信号点位置 に基づいて、 復調ベースバンド信号と位相回転回路による連続 2回 の位相回転により 4 5度位相回転されたベースバンド信号とから復 調べ一スパンド信号の信号点配置を予め定めた象限の位置に変換す る信号点配置変換回路と、 信号点配置変換されたベースバンド信号 に基づき分散値を求める分散値演算手段とを備えたことを特徴とす る。

本発明にかかる信号点配置分散値算出回路によれば、 位相回転回 路によって復調ベースバンド信号が復調ベースバンド信号のシンポ ルレ一卜の 2倍の速さで 2 2 . 5 ° 位相回転させられ、 信号点配置 変換回路において、 復調ベースバンド信号と位相回転回路によって 位相回転されたベースバンド信号とに基づいて復調ベースバンド信 号の信号点位置が判定され、 判定された信号点位置に基づいて、 復 調ベースバンド信号と位相回転回路による連続 2回の位相回転によ り 4 5度位相回転されたベースバンド信号とから復調ベースバンド - 信号の信号点配置が予め定めた象限の位置に変換され、 分散値演算 手段において、 信号点配置変換されたべ一スパンド信号に基づき分 散値が求められる。

したがって、 復調ベースバンド信号と位相回転回路によって 2 2 . 5 ° 位相回転されたベースバンド信号とに基づいて復調べ一スパン ド信号の信号点位置が判定され、 判定された信号点位置に基づいて、 復調ベースバンド信号と位相回転回路による連続 2回の位相回転に よって 4 5度位相回転されたベースバンド信号とから復調ベースバ ンド信号の信号点配置が変換されるために、 信号点配置変換のため に従来用いられていた R〇Mによる変換テーブルが不必要となって、 信号点配置変換回路は論理回路によって構成できて回路規模は減少 する。

図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の実施の一形態にかかる信号点配置分散値算出 回路の構成を示すブロック図である。

第 2 A図から第 2 G図は、 本発明の実施の一形態にかかる信号点 配置分散値算出回路における作用の説明に供するタイミング図であ る。

第 3図は、 本発明の実施の一形態にかかる信号点配置分散値算出 回路における信号点配置の判定作用の説明に供する模式図である。 第 4 A図および第 4 B図は、 本発明の実施の一形態にかかる信号 点配置分散値算出回路における信号点配置の判定作用の説明に供す る模式図である。

第 5図は、 本発明の実施の一形態にかかる信号点配置分散値算出 回路における信号点配置の判定作用の説明に供する図である。

第 6図は、 本発明の実施の一形態にかかる信号点配置分散値算出 回路における信号点配置の判定に基づく配置変換作用の説明に供す る図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明にかかる信号点配置分散値算出回路を実施の形態に よって説明する。 第 1図は本発明の実施の一形態にかかる信号点配 置分散値算出回路の構成を示すプロック図である。

図示しない復調回路によって復調されたべ一スバンド信号 （ I、 Q) はセレク トラッチ回路 1および 2に各別に供給し、 セレク トラ ツチ回路 1、 2のラッチ出力 （ S I、 S Q) は 2 2. 5度回転リマ ッパ 3に供給して反時計方向に 2 2. 5度座標を回転させ、 2 2. 5度回転リマッパ 3からの出力ベースバンド信号 （ i ' 、 Q ' ) は それぞれセレク トラッチ回路 1、 2に各別に供給する。 ここで、 セ レク トラツチ回路 1、 2はシンボルレートに同期したシンポルレ一 卜周期の 1 / 2周期で入力ベースバンド信号 （ 1、 Q) と （ i ' 、 Q ' ) とを交互にラッチして、 2 2. 5度回転リマツバ 3において シンポルレートの期間において 2回反時計方向に座標回転させて、 2 2. 5 ° X 2 = 4 5 ° の座標回転を行わせる。

しかるに、 2 2. 5度回転リマツバ 3による座標回転によって、 2 2. 5度時計方向にベースバンド信号 （ S I、 S Q) を位相回転 するのと等価であって、 2 2. 5度回転リマッパ 3からの出力べ一 スバンド信号 （ i ' 、 Q ' ) は、

i ' = S I cos ( 2 2. 5 ° ) - S Qsin ( 2 2. 5 ° ) q ' = S Qcos ( 2 2. 5 ° ) + S I sin ( 2 2. 5 ° ) の演算によって得られ、 2 2. 5度回転リマッパ 3は係数乗算およ び加減算の演算回路で構成できる。

2 2. 5度回転リマッパ 3からの出力ベースバンド信号 （ i ' 、 q ' ) はラッチ回路 5、 6に供給して、 シンボルレートの周期で各 別にラッチする。 したがって、 ラッチ回路 5、 6からは 4 5度の座 標変換に基づくベ一スバンド信号 （ i、 q ) が出力される。

復調されたベースバン ド信号 （ 1、 Q) 、 2 2. 5度回転リマッ パ 3からの出力べ一スバンド信号 （ i ' 、 Q ' ) 、 ラッチ回路 5、 6からの出力ペースバンド信号 （ i、 Q ) は信号点配置変換および 分散値算出回路 7に供給して信号点配置変換と分散値算出を行う。 信号点配置変換および分散値算出回路 7は、 ベースバン ド信号 ( 1、 Q) をシンボルレートの周期でラッチするラッチ回路 7 1の 出力ベースバンド信号 （ L I、 L Q) と、 2 2. 5度回転リマッパ 3からの出力ベースバンド信号 （ i ' 、 Q ' ) をシンボルレートに 同期したシンボルレート周期の 1 2周期でラッチするラッチ回路 7 2の出力ベースバンド信号 （ l i、 1 Q ) と、 ラッチ回路 5、 6 からの出力ベースバンド信号 （ i、 Q ) とを入力して、 復調ベース バンド信号 （ 1、 Q) の信号点配置を第 1象限の位置に変換する信 号点配置変換回路 7 3 と、 信号点配置変換回路 7 3によって第 1象 限の位置に変換されたベースバンド信号 （H I、 HQ) の平均値を 演算する平均値演算回路 7 4とを備えて、 復調されたベースバンド 信号 （ I、 Q) を信号点配置変換回路 7 3によって第 1象限位置に 変換し、 信号点配置変換回路 7 3からの出力ベースバンド信号 （H I、 HQ) に基づいて平均値演算回路 7 4において平均値が演算さ れる。 平均値演算回路 7 4からの出力ベースバンド信号を （A I、 T/JP98/02204 一 7 一

A Q) とする。

信号点配置変換および分散値算出回路 7はさらに、 ベースバンド 信号 （H I ) からベースバンド信号 （A I ) を減算する減算回路 7 5 と、 減算回路 7 5からの出力ベースバンド信号を 2乗する 2乗回 路 7 7 と、 ベースバンド信号 （HQ) からベースバンド信号 （AQ) を減算する減算回路 7 6 と、 減算回路 7 6からの出力ベースバンド 信号を 2乗する 2乗回路 7 8と、 2乗回路 7 7からの出力 （ I S Q) と 2乗回路 7 8からの出力 （Q S Q) を加算する加算回路 7 9 と、 加算回路 7 9からの出力 （AD I Q) を基準値 Aと比較する比較器 8 0と、 比較器 8 0の出力を計数するカウン夕 8 1 とを備えている。 ここで、 I軸側のみのベースバンド信号 （ I ) 、 ラッチ回路 7 1 の出力ベースバン ド信号 （L I ) 、 セレク トラッチ回路 1の出力べ ースバンド信号 （S I ) 、 2 2. 5度回転リマツバ 3の出力ベース バンド信号 （ i ' ) 、 ラッチ回路 5からの出力ベースバンド信号

( i ) 、 ラッチ回路 7 2からの出力ベースバンド信号 （ 1 i ) 、 信 号点配置変換回路 7 3からの出力べ一スバンド信号 （H I ) の出力 タイミングを第 2図 A〜第 2 G図に示す。 ベースバンド信号 （ I ) の発生周期がベースバンドレートに対応している。 なお第 2 C図お よび第 2 D図における i a、 i b、 i c、 · · · は 2 2. 5度回転 リマツバ 3からの出力を模式的に示したものである。

ここで、 信号点配置変換回路 7 3における信号点配置変換につい ては後記する。 平均値演算回路 7 4、 減算回路 7 5および 7 6、 2 乗回路 7 7および 7 8、 加算回路 7 9によって、 信号点配置変換回 路 7 3によって信号点配置変換されたべ一スパンド信号 （H I、 H Q) の分散値が算出される。 基準値 A以上の分散値が比較器 8にお いて検知され、 予め定めた所定の単位期間中における基準値 A以上一 の分散値の発生回数がカウンタ 8 1 において計数されて、 前記単位 期間中における基準値 A以上の分散値の発生回数の総数 D S M Sが カウンタ 8 1によって求められる。

次に、 信号点配置変換回路 7 3における信号点配置変換について 8 P S K変調の場合を例に説明する。

8 P S K変調の場合に、 第 3図に模式的に示すように矢印に示す 範囲〃 1 〃〜 〃 8 〃 の各区間にくる信号点配置を第 1象限の位置に 変換する。 入力されるベースバンド信号の信号点配置は未知である。

いま、 第 4 A図および第 4 B図に示す 2 2. 5度の範囲である ( a) のエリア、 （ b ) のエリア、 （ c ) のエリア、 （ d ) のエリ ァ、 （ e ) のエリア、 （ f ) のエリア、 （ g) のエリアおよび （h ) のエリア、 さらに範囲 （第 5図および第 6図においてエリアと表示 してある） 〃 1 〃、 " 3 〃、 〃 5 〃、 〃 7 〃 に対して、 それぞれの 位置から 2 2. 5度回転リマッパ 3によって反時計方向に 2 2. 5 度座標回転させた場合、 回転前後についてみた場合は、 第 5図に示 すごとくで I軸、 Q軸、 1 i軸、 1 q軸の極性およびレベルについ ての変化から信号点配置を次のように判定することができる。

2 2. 5度の回転の前後において、 ベースバンド信号 1 i の符号 がべ一スバンド I の符号に対して反転し、 かつベースバンド信号 Q の符号が正であるとき信号点配置が （ a ) のエリアの場合であると 判定される。 2 2. 5度の回転の前後において、 ベースバンド信号 1 Qの符号がベースバンド Qの符号に対して反転し、 かつベースバ ンド信号 I の符号が正であるとき信号点配置が （ b) のエリアの場 合であると判定される。 2 2. 5度の回転の前後において、 ベース バンド信号 1 i の符号がベースバンド I の符号に対して反転し、 か 一 つべ一スバンド信号 Qの符号が負であるとき信号点配置が （ c ) の エリアの場合であると判定される。 2 2. 5度の回転の前後におい て、 ベースバンド信号 1 Qの符号がベースバンド Qの符号に対して 反転し、 かつベースバンド信号 I の符号が負であるとき信号点配置 が （ d) のエリアの場合であると判定される。

2 2. 5度の回転の前後において、 ベースバンド信号 1 Qおよび Qの符号が正のままで、 かつベースバンド信号 1 i > 1 qであると き信号点配置が （ e ) のエリアの場合であると判定される。 2 2. 5度の回転の前後において、 ベースバンド信号 1 iおよび I の符号 が正のままで、 かつベースバンド信号 1 i < I 1 Q I であるとき信 号点配置が （ ί ) のエリアの場合であると判定される。 2 2. 5度 の回転の前後において、 ベースバンド信号 1 Qおよび Qの符号が負 のままで、 かつベースバンド信号 1 i < 1 Qであるとき信号点配置 が ( g ) のエリアの場合であると判定される。 2 2. 5度の回転の 前後において、 ベ一スバンド信号 1 i および I の符号が負のままで、 かつベースバンド信号 I 1 i I ぐ 1 Qであるとき信号点配置が （h) のエリアの場合であると判定される。

ベースバンド信号 I、 Qの符号が正で、 かつ （ a) のエリアおよ び （ e ) のェリァでないとき信号点配置が範囲〃 1 〃の場合である と判定される。 ベースバンド信号 I の符号が正、 ベースバンド信号 Qの符号が負で、 かつ （b) のエリアおよび （ f ) のエリアでない とき信号点配置が範囲〃 3 〃 の場合であると判定される。 ベースバ ンド信号 I、 Qの符号が負で、 かつ （ c ) のエリアおよび （ g ) の エリァでないとき信号点配置が範囲〃 5 〃 の場合であると判定され る。 ベースバンド信号 I の符号が負、 ベースバン ド信号 Qの符号が 正で、 かつ （ d ) のエリアおよび （h ) のエリアでないとき信号点 配置が範囲〃 7 〃の場合であると判定される。

したがって、 信号点配置変換回路 7 3の入力に基づいて、 第 5図 に示したように、 復調されたベースバンド信号 （ 1 、 Q ) のエリア が判定され、 判定結果に基づいて信号点配置変換が第 6図に示すよ うになされる。

( a ) のエリアと判定されたときはベースバンド信号 i (以下 i 軸とも記す） を絶対値化したうえで、 ベースバンド信号 i をベース バンド信号 Q (以下 Q軸とも記す） とする入れ替えを行い、 ベース バンド信号 Qをベースバンド信号 i とする入れ替えを行って、 前者 を変換されたべ一スバンド信号 H I、 後者を変換されたベースバン ド H Qとして出力する。 （ b ) のエリアと判定されたときはベース バンド信号 i、 ベースバンド信号 qを変換されたベースバンド信号 H I 、 H Qとして出力する。 （ c ) のエリアと判定されたときはべ ースバンド信号 Qを絶対値化したうえで、 ベースバンド信号 i をべ ースバンド信号 qとする入れ替えを行い、 ベースバンド信号 qをべ ースバンド信号 i とする入れ替えを行って、 前者を変換されたべ一 スバンド信号 H I、 後者を変換されたべ一スバンド信号 H Qとして 出力する。 （ d ) のエリアと判定されたときはベースバンド信号 i を絶対値化しかつべ一スパンド信号 Qを絶対値化して、 前者を変換 されたベースバンド信号 H I、 後者を変換されたベースバンド信号 H Qとして出力する。

( e ) のエリアと判定されたときはベースバンド信号 i、 ベース バンド信号 qを、 前者を変換されたベースバンド信号 H I、 後者を 変換されたべ一スバンド信号 H Qとして出力する。 （ f ) のエリア - と判定されたときはベースバンド信号 Qを絶対値化したうえで、 ベ —スバンド信号 i をベースバンド信号 qとする入れ替えを行い、 ベ ースバンド信号 qをベースバンド信号 i とする入れ替えを行って、 前者を変換されたベースバンド信号 H I、 後者を変換されたベース バンド信号 H Qとして出力する。 （ g ) のエリアと判定されたとき はベースバンド信号 i を絶対値化しかつベースバンド信号 qを絶対 値化して、 前者を変換されたベースバンド信号 H I、 後者を変換さ れたベースバンド信号 H Qとして出力する。 （ h ) のエリアと判定 されたときはベースバンド信号 i を絶対値化したうえで、 ベースバ ンド信号 i をベースバンド信号 Qとする入れ替えを行い、 ベースバ ンド信号 Qをベースバンド信号 i とする入れ替えを行って、 前者を 変換されたベースバンド信号 H I、 後者を変換されたべ一スバンド 信号 H Qとして出力する。

範囲 " 1 " と判定されたときはベースバンド信号 I、 ベースバン ド信号 Qをそれぞれ変換されたベースバンド信号 H I 、 H Qとして 出力する。 範囲 " 3 " と判定されたときはベースバンド信号 Qを絶 対値化したうえで、 ベースバンド信号 I をベースバンド信号 Qとす る入れ替えを行い、 ベースバンド信号 Qをベースバンド信号 I とす る入れ替えを行って、 前者を変換されたベースバンド信号 H I、 後 者を変換されたベースバンド信号 H Qとして出力する。 範囲〃 5 〃 と判定されたときはベースバンド信号 I を絶対値化しかつベースバ ンド信号 Qを絶対値化して、 前者を変換されたベースバンド信号 H I、 後者を変換されたベースバンド信号 H Qとして出力する。 範囲 ,, 7 〃 と判定されたときはベースバンド信号 I を絶対値化したうえ で、 ベースバンド信号 I をべ一スバンド信号 Qとする入れ替えを行 い、 ベースバンド信号 Qをべ一スバンド信号 I とする入れ替えを行 つて、 前者を変換されたべ一スバンド信号 H I、 後者を変換された ベースバンド信号 H Qとして出力する。

以上からも明らかなように、 信号点配置変換回路 7 3は、 第 5図 に基づく判定および該判定に基づき第 6図に示す変換を行えばよく、 論理回路によって構成することができる。 この結果、 回路構成が小 規模になって集積回路化したとき必要面積が少なくてすむことにな る。

信号点配置変換回路 7 3からの出力ベースバンド信号 （H I 、 H Q ) によって平均値演算および分散値演算が行われて、 D S M Sが 求められることは既に説明したとおりである。

産業上の利用可能性

以上説明したように本発明にかかる信号点配置分散値算出回路に よれば、 信号点分散値の計算に当たって、 信号点配置変換のための R O Mに格納した変換テーブルが不要となって、 回路規模が小さく なって、 集積回路化した場合に必要面積が小さくてすむ効果が得ら れる。

Claims

請 求 の 範 囲

. 復調ベースバンド信号を位相回転させる位相回転回路と、 復調 ベースバンド信号と位相回転回路によって位相回転されたベース バンド信号とに基づいて復調ベースバンド信号の信号点位置を判 定し、 判定された信号点位置に基づいて、 復調ベースバンド信号 と位相回転回路による位相回転されたべ一スバンド信号とから復 調ベースバンド信号の信号点配置を予め定めた象限の位置に変換 する信号点配置変換回路と、 信号点配置変換されたべ一スパンド 信号に基づき分散値を求める分散値演算手段とを備えたことを特 徵とする信号点配置分散値算出回路。

. 復調ベースバンド信号を復調ベースバンド信号のシンポルレー 卜の 2倍の速さで 2 2 . 5 ° 位相回転させる位相回転回路と、 復 調ベースバンド信号と位相回転回路によって位相回転されたべ一 スパンド信号とに基づいて復調ベースバンド信号の信号点位置を 判定し、 判定された信号点位置に基づいて、 復調ベースバンド信 号と位相回転回路による連続 2回の位相回転により 4 5度位相回 転されたベースバンド信号とから復調べ一スパンド信号の信号点 配置を予め定めた象限の位置に変換する信号点配置変換回路と、 信号点配置変換されたベースバンド信号に基づき分散値を求める 分散値演算手段とを備えたことを特徴とする信号点配置分散値算 出回路。