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

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Abstract

(57)【要約】 本発明は搬送周波数を有する角度変調信号用の復調器に関する。この復調器は：ローカル発振器および角度変調信号を供給するチャネル出力を備えた復調チャネルと；このチャネル出力にカップリングされていて、ローカル発振器周波数誤差信号を誘導する周波数誤差検出手段と；一方がチャネル出力にカップリングされ他方が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、これによって、この周波数誤差補正手段が、前記角度変調信号と前記ローカル発振器周波数誤差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ている。ソフト判断情報復調技法用の復調器が容易に実現できるのが利点である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、搬送周波数を有する角度変調された信号のための復調器であり、こ
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。
【０００２】 本発明はまた、請求項８に概説したような復調器を個々に備えた受信機、トラ
ンシーバおよび通信デバイスに関する。
【０００３】 このような受信機が米国特許第Ａ−４，３１７，２１０号から周知である。こ
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。
【０００４】 この周知の受信機の欠点は、復調用のハードウエア概念が、より広い範囲の、
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。
【０００５】 本発明の目的は、より洗練された復調技法にも適応可能な復調器を各々が備え
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。
【０００６】 この目的のために、本発明による復調器の特徴は、周波数誤差補正手段が、角
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。
【０００７】 本発明による復調器の利点は、複素平面回転手段が、これらの回転手段が自身
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。
【０００８】 本発明による復調器のある実施形態は、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。
【０００９】 本発明による復調器のさらなる実施形態は、復調器が復調チャネルのチャネル
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。
【００１０】 本発明による復調器のさらなる実施形態は、周波数誤差検出手段が、自身の出
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。
【００１１】 代替実施形態で望まれることとして、複素平面回転手段がアナログまたはディ
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
。
【００１２】 次に、本発明による復調器を、類似の構成部品が同じ参照番号によって示され
る添付図面を参照して、さらなる利点を共に詳述する。
【００１３】 図２および図３に角度変調された信号用の復調器の実施形態を示す。このよう
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。
【００１４】 図２に復調器の１つの実施形態を示す。この実施形態は、ポケットベルやモバ
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。
【００１５】 実際には、例えば無線周波数（ＲＦ）または（非ゼロ）ＩＦに復調チャネル１
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。
【００１６】 図３に復調器１の代替実施形態を示すが、ここで周波数誤差検出手段１６は、
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。
【００１７】 積分器出力１４がディジタル信号である場合の回転手段１７の装置の代替例が
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｝。
【００１８】 実際には、このように実行された回転動作によって十分な精度を有するようで
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による復調器を含む通信デバイスの受信部分の略図である。
【図２】 本発明による復調器の第１の実施形態の略図である。
【図３】 本発明による復調器の第２の実施形態の略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョナサン、ワトソン オランダ国5656、アーアー、アインドーフ ェン、プロフ．ホルストラーン、６ Ｆターム(参考） 5K004 AA01 BA02 BD00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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。
  8. 【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。
JP2000593003A 1999-01-06 1999-12-20 周波数ズレ補正用の回転手段を有する復調器 Withdrawn JP2002534909A (ja)

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EP99200026.5 1999-01-06
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