JP2002534909A - 周波数ズレ補正用の回転手段を有する復調器 - Google Patents
周波数ズレ補正用の回転手段を有する復調器Info
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Abstract
Description
の復調器が: −ローカル発振器および角度変調信号の表示を供給するチャネル出力を含む復調
チャネルと; −ローカル発振器周波数誤差信号を誘導するためにチャネル出力にカップリング
された周波数誤差検出手段と; −2つの入力と、周波数誤差補正角度変調信号を供給する出力とを有する周波数
誤差補正手段であり、この2つの入力の一方の入力がチャネル出力にカップリン
グされ、他方の入力が周波数誤差補正手段にカップリングされている、周波数誤
差補正手段とを備える復調器に関する。
ンシーバおよび通信デバイスに関する。
の周知の受信機は、ローカル発振器を有する直角位相周波数転置段と、これに接
続された引数検出器と、で実現された復調チャネルを備えている。復調チャネル
のチャネル出力には、周波数誤差検出手段と周波数誤差補正手段が接続されてい
る。この周波数誤差検出手段は、微分器と、直流ズレ検出器と、ローカル発振器
周波数と復調器に対する入力となる受信信号の搬送周波数との間の考えられる周
波数ズレを表すローカル発振器周波数誤差信号を供給する積分器と、を直列に配
置して実現されている。この周波数誤差補正手段は、減算器という形態を持つ差
発生器で実現されているが、この手段では、ローカル発振器周波数誤差信号は、
チャネル出力に顕れている角度変調信号を表している信号から減算されて、少な
くとも前述の考えられる周波数ズレが無い減算器角度変調出力信号を生じるよう
になっている。
特に、進歩した復調技法には適応不可能であるという点である。
る受信機、トランシーバまたは他の通信デバイスを提供することにある。
度変調複素信号を、この角度変調信号と前記のローカル発振器周波数誤差信号と
を表す複素平面回転によって提供する複素平面回転手段として実現されていると
いう点にある。
でアナログ式でもディジタル式でも実現可能であるという事実とは別にしても、
いわゆるソフト判断情報(SDI)復調方法に適応可能であるという点である。
位相ズレキーイングや周波数ズレキーイングやこれらの多レベル変化物や等価物
などのズレキーイングを利用している、ゼロ中間周波数(ゼロIF)または近ゼ
ロIFの復調器などのチャネル出力上の同位相(I)または直角位相(Q)ダウ
ン変換表示信号及び復調角度変調表示信号からデータ記号を抽出する方法がある
。したがって、本発明による復調器は、これに限られないが、特にポケットベル
、モバイル電話及び類似の通信デバイスに良好に適している。
た記号値決定回路を備えているという特徴を有している。これによって復調器全
体を簡単に実現できるが、その理由は、前記回転手段から出力された複素信号の
実数部分と虚数部分の信号を単に検査するだけで、例えばスライス回路中のデー
タ記号値を決定することができるからである。例えば4レベルFSK技法の場合
では、直角位相容易検査を実行して考えられる4つのデータ記号を発見できる。
出力にカップリングされた位相速度推定手段を備えているという特徴を持つ。こ
の結果、本発明のさらなる実施形態によれば、位相速度推定手段にカップリング
された積分器で積分されると、変調周波数ωを表す信号をその複素積分器出力の
位相として生じる信号の位相速度が得られる。
力をカップリングすることによってチャネル出力にカップリングされており、ま
た、この周波数誤差検出手段が、周波数誤差補正手段の一方の入力にカウンタ出
力がカップリングされているアップ/ダウンカウンタと過大変位検出器を直列に
配置したものから成っている、という特徴を持つ。この実施形態は周波数誤差検
出手段装置の代替装置となるという利点がある。
ジタル式で実現されることがある。ディジタル式で実現した場合、本発明による
復調器は、複素平面回転手段が、複素平面上で入力信号を回転させるようにプロ
グラムされたプロセッサを備えているという特徴を持つ。このプロセッサがプロ
グラム可能であるため、復調器を設計する際にフレキシビリティがもたらされる
。
る添付図面を参照して、さらなる利点を共に詳述する。
な復調器1は受信機の受信部分に含めてもよいし、一般にトランシーバと呼ばれ
る送受信機の受信部分に含めてもよい。復調器を応用している通信デバイスのさ
らなる例として、ポケットベルや、例えばモバイル及び/または携帯電話などの
電話デバイスなどがある。略図として通信デバイス2が図1に示されているが、
ここで、デバイス2は、アンテナ3と、フィルタ/アンプ4と、自身のデータ出
力5にデータを出力する復調器1と、を直列に備えた装置として実現されている
受信部分を含んでいる。デバイス2は、例えば、搬送周波数で角度変調された2
つ以上のレベルを持つPSKまたはFSK信号を受信することが可能である。
イル電話デバイスに応用されるようなゼロIF受信機または近ゼロIF受信機な
どの、アンテナ3から受信される信号を周波数ダウン変換するためのフィルタ/
アンプ4に接続された復調チャネル6を含んでいる様子が図示されている。図示
されているこの復調チャネル6は、その教示を参照してここに組み込むものと考
慮される米国特許第A−4,317,210号の図1に示すような装置中のロー
カル発振器7を含んでいる。これまた図2に示す入力の同位相信号Iと直角位相
信号Qが、チャネル出力(SH)を有するサンプル/ホールド回路8に供給され
る。その後で、IサンプルとQサンプルが回路8と直列接続されている遅延回線
9で遅延される。この遅延回線9による遅延時間はτである。この遅延と同時に
、共役複素数IとQが並列配置された回路10で取られる。その後で、ミキサ1
1中で合成混合がなされてミキサの出力12に信号が発生するが、この信号は、
入力信号の位相速度を、複素数値を表す角度という形態で示す推測値を表す信号
である。次いで、ミキサ出力12に接続された積分器13中で関与するデータの
記号周期にわたって積分することによって、受信された角度変調信号の複素平均
変調周波数が顕れる。積分器出力14の位相は、変調周波数ωに遅延時間τを乗
算した値を表している。積分器出力14にスライス回路15がカップリングされ
ているが、このスライス回路15は、複素出力14の位相の範囲を決定すること
によってデータ記号値を決定する。4レベルFSK(4−FSK)の場合、τの
値は、この出力14に対して、考えられる4つの記号の各々が互いに異なる直角
位相となるように選ばれる。この場合、スライス回路15は、複素信号出力14
の実数部分と虚数部分の符号を検査することによって記号値を決定する。上記で
説明したようなこの復調器実施形態の復調技法は、SDI(ソフト判断情報)復
調器のトポロジとして周知である。
6でダウン混合する動作は、一般的にポケットベルなどに水晶発振器を基準とし
て含んでいるローカル発振器によってなされるので、ローカル発振器周波数と搬
送周波数の間には製造公差による周波数誤差が存在する。この誤差は、チャネル
出力(SH)にカップリングされている周波数誤差検出手段16中で検出されて
、ローカル発振器周波数誤差信号εを誘導する。この復調器はまた、2つの入力
18及び19並びに、補正済み角度変調信号を供給する出力20を有する周波数
誤差補正手段17を備えている。その内の一方の入力18がチャネル出力SHに
カップリングされており、他方の入力19が周波数誤差検出手段16にカップリ
ングされている。周波数誤差補正手段17は、出力14上の角度変調信号と他の
入力19上のローカル発振器周波数誤差信号を表す値を複素回転させることによ
って角度変調複素信号を供給する複素平面回転手段として実現されている。した
がって、ローカル発振器周波数誤差εに遅延時間τを乗算した値のマイナス値に
対応する角度だけ回転される。出力20に顕れる結果は、角度変調されたデータ
を含んでいるローカル発振器周波数誤差補正信号であり、スライス回路15に供
給されて、上記のデータ記号が決定される。複素平面回転手段17は、それぞれ
入力18と19上の信号の複素平面上での回転を実行する乗算器またはミキサと
して実現してもよい。この回転は、入力18と19上の信号を表す複素平面上で
の乗算に等しい。
周波数誤差補正手段17の出力20に対するカップリングによってチャネル出力
(SH)にカップリングされている。この実施形態では、周波数誤差検出手段1
6は、過大変位検出器21と、周波数誤差個性手段17の他方の入力19にカッ
プリングされたカウンタ出力23を有するアップ/ダウンカウンタ22と、の直
列配置から成っている。過大変位検出器21は、次にように角度変調信号の過大
変位または過小変位を決定する。遅延時間τは、ローカル発振器周波数誤差が考
えられるあらゆる変調器に対してゼロに等しい場合に、出力20の位相が−π/
2と+π/2の範囲となるように選ばれる。過大変位検出器21は、出力20の
位相がπ/2より大きいか−π/2より小さいかをそれぞれ検出することによっ
て正または負のズレが発生したことを検出する。次に、それに対応する出力信号
が正と負のズレ出力24と25にそれぞれ供給される。これに接続されているカ
ウンタ22は、性のズレが検出される毎にカウントアップし、負のズレが検出さ
れる毎にカウントダウンする。これによって、複素平面回転手段17の他方の入
力19上にローカル発振器周波数誤差信号εが出力される。
次に説明する回転アルゴリズムによって形成される。積分器出力上の信号が出力
14の信号のそれぞれ実数部と虚数部を表す[0、N-1]範囲中の1対の整数であ
るとし、また、入力19上の周波数誤差信号が[−π/τ、π/τ]範囲中にある
周波数ズレ誤差を表す符号付き整数Sであり、ここで、このバイナリベクトルS
に対して2の補数表記法が用いられているとすると、次式となる: S=(S0.2m-1 + S1.2m-2 + S2.2m-3, ..., Sm.20)(ここで、Snε{0,1}
) すると、回転アルゴリズムが次のように動作する: 1)回転される積分既出力をC0 = x0 + jy0で表す; 2)S0=1である場合、πラジアンの角度だけ回転させる必要があり、この回転は
、反復式C1 = -x0 - jy0を実行することによってなされる; 3)S0 = 0である場合、回転は不必要で、C1 = C0となる; 4)S1 = 1である場合、π/2ラジアンの角度だけ回転させる必要があり、この
回転は反復式C2 = -y1 + jx1を実行することによってなされる; 5)S1 = 0である場合、回転は不必要であり、C2 = C1となる; 6)次いで、約(π-2-L)だけ次式に従って回転させる: CL+1 = (xL - 2(2-L).yL) + j.(yL - 2(2-L).xL)(ここで、SL = 1)と CL+1 = CL(ここで、SL = 0、Lε{2...m}。
あるが、その一方、この回転がベクトルの大きさに対して及ぼす影響は角度変調
とは何ら関係がない問題である。
Claims (8)
- 【請求項1】 搬送周波数を有する角度変調された信号用の復調器において、前記復調器が: ローカル発振器および角度変調信号を表した値を供給するチャネル出力を装備
した復調チャネルと; ローカル発振器周波数誤差信号を誘導する、前記チャネル出力にカップリング
された周波数誤差検出手段と; 一方の入力が前記チャネル出力にカップリングされ他方の入力が前記周波数誤
差検出手段にカップリングされている2つの入力と、周波数誤差補正された角度
変調信号を供給する出力とを有する周波数誤差補正手段とを備え、 前記周波数誤差補正手段が、前記ローカル発振器周波数誤差信号に応答して、
前記角度変調信号を表す値を複素平面回転させることによって角度変調複素信号
を供給する複素平面回転手段として実現される、復調器。 - 【請求項2】 前記復調器が、前記複素平面回転手段にカップリングされた記号値決定回路を
備えることを特徴とする、請求項1に記載の復調器。 - 【請求項3】 前記復調器が、前記復調チャネルの前記チャネル出力にカップリングされた位
相速度推定手段を備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の復調器。 - 【請求項4】 前記復調器が、前記位相速度推定手段にカップリングされた積分器を備えるこ
とを特徴とする、請求項3に記載の復調器。 - 【請求項5】 前記周波数誤差検出手段が、前記周波数誤差補正手段にカップリングすること
によって前記チャネル出力にカップリングされ、且つ前記周波数誤差検出手段が
、過大変位検出器と、前記周波数誤差補正手段の前記他方の入力にカップリング
されているカウンタ出力を有するアップ/ダウンカウンタとの直列配置を含むこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の復調器。 - 【請求項6】 前記複素平面回転手段がアナログ式またはディジタル式で実現されることを特
徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の復調器。 - 【請求項7】 前記複素平面回転手段は、ディジタル式に実現された場合に、複素平面上で入
力信号を回転するようにプログラムされたプロセッサを含むことを特徴とする請
求項1〜6のいずれかに記載の復調器。 - 【請求項8】 請求項1〜7の1つに記載の復調器をそれぞれが装備したポケットベル(登録 商標)や電話デバイスのような受信機、トランシーバまたは通信デバイス。
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