JP2705542B2 - 周波数誤差検出装置 - Google Patents
周波数誤差検出装置Info
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- JP2705542B2 JP2705542B2 JP29162693A JP29162693A JP2705542B2 JP 2705542 B2 JP2705542 B2 JP 2705542B2 JP 29162693 A JP29162693 A JP 29162693A JP 29162693 A JP29162693 A JP 29162693A JP 2705542 B2 JP2705542 B2 JP 2705542B2
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- JP
- Japan
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- signal
- vector
- frequency error
- phase change
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- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直交検波器において搬送
波と基準波との周波数誤差を検出する周波数誤差検出装
置に関する。
波と基準波との周波数誤差を検出する周波数誤差検出装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、直交検波器では搬送波の再生を
行うことなく発振器からの基準波を用いて直交検波を行
うようにしたものが知られている。つまり、この種の直
交検波器では搬送波と基準波との周波数誤差差を得てこ
の周波数誤差によって基準波周波数を補正して補正後基
準波によって直交検波を行うようにしている（例えば、
特開平３−１２８５５０号公報）。
行うことなく発振器からの基準波を用いて直交検波を行
うようにしたものが知られている。つまり、この種の直
交検波器では搬送波と基準波との周波数誤差差を得てこ
の周波数誤差によって基準波周波数を補正して補正後基
準波によって直交検波を行うようにしている（例えば、
特開平３−１２８５５０号公報）。
【０００３】上述の周波数誤差検出にあたっては、１シ
ンボル時間の信号ベクトルの位相変化が常に等しくなる
ような信号系列で変調された変調信号が受信側において
周波数誤差検出用信号として受信され、この周波数誤差
検出用信号を発振器からの基準波で直交検波して信号ベ
クトルを得る（ここではこの信号ベクトルを第１の信号
ベクトルと呼ぶことにする）。そして、この第１の信号
ベクトルの位相変化と予め定められた信号系列の信号ベ
クトル（ここでは第２の信号ベクトルと呼ぶ）の位相変
化とを比較して周波数誤差を検出している（例えば、第
２の信号ベクトルとしては周波数誤差検出用信号を搬送
波で直交検波したと仮定した際の信号ベクトルが用いら
れる）。
ンボル時間の信号ベクトルの位相変化が常に等しくなる
ような信号系列で変調された変調信号が受信側において
周波数誤差検出用信号として受信され、この周波数誤差
検出用信号を発振器からの基準波で直交検波して信号ベ
クトルを得る（ここではこの信号ベクトルを第１の信号
ベクトルと呼ぶことにする）。そして、この第１の信号
ベクトルの位相変化と予め定められた信号系列の信号ベ
クトル（ここでは第２の信号ベクトルと呼ぶ）の位相変
化とを比較して周波数誤差を検出している（例えば、第
２の信号ベクトルとしては周波数誤差検出用信号を搬送
波で直交検波したと仮定した際の信号ベクトルが用いら
れる）。
【０００４】ここで、図２乃至図４を参照して、従来の
周波数誤差検出装置について説明する。
周波数誤差検出装置について説明する。
【０００５】図２において、直交検波器３１はＡ／Ｄ変
換器３４及び３５を介してデジタルシグナルプロセッサ
３８に接続されている。受信側において、上述した周波
数誤差検出用信号３０が受信され、直交検波器３１で直
交検波され、同相成分としてＩ（ｔ）信号３２が出力さ
れ、直交成分としてＱ（ｔ）信号３３が出力される（ス
テップ１０１）。これらＩ（ｔ）信号３２及びＱ（ｔ）
信号３３はそれぞれＡ／Ｄ変換器３４及び３５でシンボ
ルレートと等しいサンプリングレートでサンプルされ、
信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））３６及び３７
とされる（ステップ１０２、なお、ｋ＝１〜（Ｎ−１）
であり、Ｎはシンボル数を表し、Ｔはシンボル周期を表
す）。そして、信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋ
Ｔ））はデジタルシグナルプロセッサ３８に与えられ
る。
換器３４及び３５を介してデジタルシグナルプロセッサ
３８に接続されている。受信側において、上述した周波
数誤差検出用信号３０が受信され、直交検波器３１で直
交検波され、同相成分としてＩ（ｔ）信号３２が出力さ
れ、直交成分としてＱ（ｔ）信号３３が出力される（ス
テップ１０１）。これらＩ（ｔ）信号３２及びＱ（ｔ）
信号３３はそれぞれＡ／Ｄ変換器３４及び３５でシンボ
ルレートと等しいサンプリングレートでサンプルされ、
信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））３６及び３７
とされる（ステップ１０２、なお、ｋ＝１〜（Ｎ−１）
であり、Ｎはシンボル数を表し、Ｔはシンボル周期を表
す）。そして、信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋ
Ｔ））はデジタルシグナルプロセッサ３８に与えられ
る。
【０００６】ここで、図３を参照して、デジタルシグナ
ルプロセッサ３８では、信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ
（ｋＴ））（図３においては一括して参照番号２１で示
す）を予め定められた信号ベクトル（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ
0 （ｋＴ））２２の位相角（ｋＴ）だけ反対方向に回転
させて信号ベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））２
３とする（なお、信号ベクトル（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ
0 （ｋＴ））は周波数誤差検出信号を搬送波で直交検波
したと仮定した際得られる信号ベクトルである）。
ルプロセッサ３８では、信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ
（ｋＴ））（図３においては一括して参照番号２１で示
す）を予め定められた信号ベクトル（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ
0 （ｋＴ））２２の位相角（ｋＴ）だけ反対方向に回転
させて信号ベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））２
３とする（なお、信号ベクトル（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ
0 （ｋＴ））は周波数誤差検出信号を搬送波で直交検波
したと仮定した際得られる信号ベクトルである）。
【０００７】ここで、信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ
（ｋＴ））の位相角φ（ｋＴ）２４、（Ｉ0 （ｋＴ），
Ｑ0 （ｋＴ））の位相角φ0 （ｋＴ）２５、及び（ＩR
（ｋＴ），ＱR （ｋＴ））の位相角φ0 （ｋＴ）２６は
それぞれ数１、数２、及び数３で定義される。
（ｋＴ））の位相角φ（ｋＴ）２４、（Ｉ0 （ｋＴ），
Ｑ0 （ｋＴ））の位相角φ0 （ｋＴ）２５、及び（ＩR
（ｋＴ），ＱR （ｋＴ））の位相角φ0 （ｋＴ）２６は
それぞれ数１、数２、及び数３で定義される。
【０００８】
【数１】
【０００９】
【数２】
【００１０】
【数３】
【００１１】なお、｜ｒ（ｋＴ）｜、｜ｒ0 （ｋＴ）
｜、｜ｒR （ｋＴ）｜はそれぞれベクトルの長さであ
り、｜ｒ（ｋＴ）｜＝｜ｒR （ｋＴ）｜である。そし
て、信号ベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））は数
４によって算出される（ステップ１０３）。
｜、｜ｒR （ｋＴ）｜はそれぞれベクトルの長さであ
り、｜ｒ（ｋＴ）｜＝｜ｒR （ｋＴ）｜である。そし
て、信号ベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））は数
４によって算出される（ステップ１０３）。
【００１２】
【数４】
【００１３】ここで、搬送波と基準波との周波数が完全
に一致していると、信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋ
Ｔ））の位相と信号ベクトル（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ0 （ｋ
Ｔ））の位相とはサンプリング毎に同一量だけ変化す
る。このため、ベクトル（ＩR（ｋＴ），ＱR （ｋ
Ｔ））の位相はまったく変化しない。一方、搬送波と基
準波との間に周波数の差があると、ベクトル（ＩR （ｋ
Ｔ），ＱR （ｋＴ））は位相が変化することになる。時
間ｔが（ｋ−１）ＴからｋＴに変化した際の位相変化量
θk は数５で表わされる。
に一致していると、信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋ
Ｔ））の位相と信号ベクトル（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ0 （ｋ
Ｔ））の位相とはサンプリング毎に同一量だけ変化す
る。このため、ベクトル（ＩR（ｋＴ），ＱR （ｋ
Ｔ））の位相はまったく変化しない。一方、搬送波と基
準波との間に周波数の差があると、ベクトル（ＩR （ｋ
Ｔ），ＱR （ｋＴ））は位相が変化することになる。時
間ｔが（ｋ−１）ＴからｋＴに変化した際の位相変化量
θk は数５で表わされる。
【００１４】
【数５】
【００１５】そして、θk の正弦ｓｉｎθk は数６で表
わされる。
わされる。
【００１６】
【数６】
【００１７】｜ｒR （（ｋ−１）Ｔ）｜は｜ｒR （ｋ
Ｔ）｜にほぼ等しいとみなせ、また、θk が小さいとき
にはθk はｓｉｎθk にほぼ等しいとみなせるから、位
相変化量θk は数７で表わすことができる。デジタルシ
グナルプロセッサ３８では、数７を用いて位相変化量θ
k を算出する（ステップ１０４）。
Ｔ）｜にほぼ等しいとみなせ、また、θk が小さいとき
にはθk はｓｉｎθk にほぼ等しいとみなせるから、位
相変化量θk は数７で表わすことができる。デジタルシ
グナルプロセッサ３８では、数７を用いて位相変化量θ
k を算出する（ステップ１０４）。
【００１８】
【数７】
【００１９】また、位相の基準である１シンボルあたり
の回転量の平均θAVG は数８で表わされ、デジタルシグ
ナルプロセッサ３８では数８を用いてθAVG を求める
（ステップ１０５）。
の回転量の平均θAVG は数８で表わされ、デジタルシグ
ナルプロセッサ３８では数８を用いてθAVG を求める
（ステップ１０５）。
【００２０】
【数８】
【００２１】そして、デジタルシグナルプロセッサ３８
ではθAVG ／２π［ｒａｄ／２π］をＴ（１シンボル時
間）［ｓｅｃ］で除算して搬送波と基準波との周波数誤
差を求めて（ステップ１０６）、周波数誤差信号（図
２）として出力する。
ではθAVG ／２π［ｒａｄ／２π］をＴ（１シンボル時
間）［ｓｅｃ］で除算して搬送波と基準波との周波数誤
差を求めて（ステップ１０６）、周波数誤差信号（図
２）として出力する。
【００２２】前述のように、周波数誤差検出用信号とし
ては１シンボル時間における信号ベクトルの位相変化が
常に等しくなるような信号系列で変調された変調信号が
用いられる。このような信号系列を用いることによって
シンボルに対してサンプリングクロックの同期をとる必
要がない。例えば、ＭＳＫ変調波の場合、全て「１」又
は「０」である信号系列であり、この際の位相変化Δφ
0 は各々π／２又は−π／２となる。なお、ＧＭＳＫ変
調波についても同様である。そして、上述の一連の処理
は直交検波器で得られる検波信号を復号する際に用いら
れるデジタルシグナルプロセッサ３８によって行われ
る。
ては１シンボル時間における信号ベクトルの位相変化が
常に等しくなるような信号系列で変調された変調信号が
用いられる。このような信号系列を用いることによって
シンボルに対してサンプリングクロックの同期をとる必
要がない。例えば、ＭＳＫ変調波の場合、全て「１」又
は「０」である信号系列であり、この際の位相変化Δφ
0 は各々π／２又は−π／２となる。なお、ＧＭＳＫ変
調波についても同様である。そして、上述の一連の処理
は直交検波器で得られる検波信号を復号する際に用いら
れるデジタルシグナルプロセッサ３８によって行われ
る。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
にして周波数誤差を検出する場合、信号ベクトルを量子
化するＡ／Ｄ変換器にオフセットがあると、Ａ／Ｄ変換
器でサンプルされた信号ベクトルに基づいて計算される
位相変化にはオフセットによる誤差が含まれることにな
る。加えて、伝送路に雑音が存在する場合には、送信側
において位相変化がシンボル毎に常に一定である変調波
は受信側で位相変化がシンボル毎に一定とはならず、こ
の結果、受信側における位相変化には誤差が含まれるこ
とになる。そして、雑音が極めて大きい場合には、受信
側における位相変化には理想的な位相変化に対して１８
０度程度の誤差が生じることがある。
にして周波数誤差を検出する場合、信号ベクトルを量子
化するＡ／Ｄ変換器にオフセットがあると、Ａ／Ｄ変換
器でサンプルされた信号ベクトルに基づいて計算される
位相変化にはオフセットによる誤差が含まれることにな
る。加えて、伝送路に雑音が存在する場合には、送信側
において位相変化がシンボル毎に常に一定である変調波
は受信側で位相変化がシンボル毎に一定とはならず、こ
の結果、受信側における位相変化には誤差が含まれるこ
とになる。そして、雑音が極めて大きい場合には、受信
側における位相変化には理想的な位相変化に対して１８
０度程度の誤差が生じることがある。
【００２４】例えば、ＧＭＳＫ変調方式において、シン
ボルレートと等しいサンプリングレートでサンプルして
得られたｋ番目の信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋ
Ｔ））は、０番目の信号ベクトルを（Ｉ（０），Ｑ
（０））、Ａ／Ｄ変換器によるオフセットベクトルを
（Ｉ，，Ｑ，）、雑音ベクトルを（ｎIi，ｎQi）、１シ
ンボルあたりの位相オフセットをθとすると、数９で表
わすことができる。
ボルレートと等しいサンプリングレートでサンプルして
得られたｋ番目の信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋ
Ｔ））は、０番目の信号ベクトルを（Ｉ（０），Ｑ
（０））、Ａ／Ｄ変換器によるオフセットベクトルを
（Ｉ，，Ｑ，）、雑音ベクトルを（ｎIi，ｎQi）、１シ
ンボルあたりの位相オフセットをθとすると、数９で表
わすことができる。
【００２５】
【数９】
【００２６】つまり、Ａ／Ｄ変換器にオフセットがあっ
て、伝送路における雑音が大きくなると、搬送波と基準
波との周波数誤差を正確に検出することができないとい
う問題点がある。
て、伝送路における雑音が大きくなると、搬送波と基準
波との周波数誤差を正確に検出することができないとい
う問題点がある。
【００２７】本発明の目的は常に搬送波と基準波との周
波数誤差を正確に検出することのできる周波数誤差検出
装置を提供することにある。
波数誤差を正確に検出することのできる周波数誤差検出
装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、デジタ
ル角度変調によって変調された変調信号を伝送路を介し
て受け、該変調信号を基準波を用いて直交検波を行う直
交検波器とともに用いられ、前記変調信号の搬送波と前
記基準波との周波数誤差を検出するための周波数誤差検
出装置であって、前記変調信号として１シンボル時間あ
たりの信号ベクトルの位相変化が等しい信号系列で変調
された周波数差検出用信号が用いられ、前記基準波で前
記周波数差検出用信号を直交検波して得られる第１の信
号ベクトルを予め定められたサンプリングレートでサン
プリング量子化して量子化信号ベクトルを得るＡ／Ｄ変
換手段と、該量子化信号ベクトルを予め定められた個数
合成して合成ベクトルを得る合成手段と、該合成ベクト
ルの位相変化と予め定められた第２の信号ベクトルの位
相変化との差を求め、該位相変化の差に基づいて前記周
波数誤差を求める周波数誤差検出手段とを有することを
特徴とする周波数誤差検出装置が得られる。
ル角度変調によって変調された変調信号を伝送路を介し
て受け、該変調信号を基準波を用いて直交検波を行う直
交検波器とともに用いられ、前記変調信号の搬送波と前
記基準波との周波数誤差を検出するための周波数誤差検
出装置であって、前記変調信号として１シンボル時間あ
たりの信号ベクトルの位相変化が等しい信号系列で変調
された周波数差検出用信号が用いられ、前記基準波で前
記周波数差検出用信号を直交検波して得られる第１の信
号ベクトルを予め定められたサンプリングレートでサン
プリング量子化して量子化信号ベクトルを得るＡ／Ｄ変
換手段と、該量子化信号ベクトルを予め定められた個数
合成して合成ベクトルを得る合成手段と、該合成ベクト
ルの位相変化と予め定められた第２の信号ベクトルの位
相変化との差を求め、該位相変化の差に基づいて前記周
波数誤差を求める周波数誤差検出手段とを有することを
特徴とする周波数誤差検出装置が得られる。
【００２９】
【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。なお、この実施例では図２に示す構成要素と同様の
構成要素を備えるが、デジタルシグナルプロセッサ３８
の機能が異なる。
る。なお、この実施例では図２に示す構成要素と同様の
構成要素を備えるが、デジタルシグナルプロセッサ３８
の機能が異なる。
【００３０】まず、本発明の検出原理について説明する
と、信号ベクトルが１シンボル毎にΔφづつ回転する変
調方式において、シンボルレートと等しいサンプリング
レートでサンプルして得られたｋ番目の信号ベクトル
（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））は、０番目の信号ベクトル
（Ｉ（０），Ｑ（０））、Ａ／Ｄ変換器によるオフセッ
トベクトルを（Ｉ，，Ｑ，）、雑音ベクトルを（ｎIi，
ＱQi）、１シンボルあたりの位相オフセットをθとする
と、数１０で表わされる。
と、信号ベクトルが１シンボル毎にΔφづつ回転する変
調方式において、シンボルレートと等しいサンプリング
レートでサンプルして得られたｋ番目の信号ベクトル
（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））は、０番目の信号ベクトル
（Ｉ（０），Ｑ（０））、Ａ／Ｄ変換器によるオフセッ
トベクトルを（Ｉ，，Ｑ，）、雑音ベクトルを（ｎIi，
ＱQi）、１シンボルあたりの位相オフセットをθとする
と、数１０で表わされる。
【００３１】
【数１０】
【００３２】そして、信号ベクトルの位相変化が合計で
πラジアンとなるシンボル数Ｍは、数１１で示される。
πラジアンとなるシンボル数Ｍは、数１１で示される。
【００３３】
【数１１】
【００３４】信号ベクトル（ＩR (kT)，ＱR (kT)）は信
号ベクトル（Ｉ(kT)，Ｑ(kT)）を搬送波で直交検波した
と仮定した際得られるベクトルの位相角φ0 (kT)だけ反
対方向に回転させたベクトルであり、数１１ａで表すこ
とができる。
号ベクトル（Ｉ(kT)，Ｑ(kT)）を搬送波で直交検波した
と仮定した際得られるベクトルの位相角φ0 (kT)だけ反
対方向に回転させたベクトルであり、数１１ａで表すこ
とができる。
【数１１ａ】
【００３５】合成ベクトル（Ｘk （θ），Ｙk （θ））
は信号ベクトル（Ｉ(kT)，Ｑ(kT)）を搬送波で直交検波
したと仮定した際得られるベクトルの位相角だけ反対方
向に回転させたベクトル（ＩR (kT)，ＱR (kT)）を合成
して得られ、数１１ｂを用いて求めることができる。
は信号ベクトル（Ｉ(kT)，Ｑ(kT)）を搬送波で直交検波
したと仮定した際得られるベクトルの位相角だけ反対方
向に回転させたベクトル（ＩR (kT)，ＱR (kT)）を合成
して得られ、数１１ｂを用いて求めることができる。
【数１１ｂ】 数１１ｂは数１０及び数１１ａを用いて数１２で表すこ
とができる。
とができる。
【数１２】
【００３６】但し、数１２の右辺の第２項は数１３で示
すようになる。
すようになる。
【数１３】
【００３７】従って、数１３を用いると、数１２は数１
４で示すようになる。
４で示すようになる。
【数１４】
【００３８】数１４から明らかなように、Ａ／Ｄ変換器
によるオフセットの影響が除去され、数１５で示す関係
から雑音の影響が低減されることになる。
によるオフセットの影響が除去され、数１５で示す関係
から雑音の影響が低減されることになる。
【００３９】
【数１５】
【００４０】ここで、理解を容易にするため、ＧＭＳＫ
変調方式を例にあげて説明する。
変調方式を例にあげて説明する。
【００４１】ＧＭＳＫ変調波の信号ベクトルは１シンボ
ル毎にπ／２づつ回転する。シンボルレートと等しいサ
ンプリングレートでサンプルして得られたｋ番目の信号
ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））は、０番目の信号
ベクトル（Ｉ（０），Ｑ（０））、Ａ／Ｄ変換器による
オフセットベクトルを（Ｉ，，Ｑ，）、雑音ベクトルを
（ｎIi，ｎQi）、１シンボルあたりの位相オフセットを
θとすると、数１６で表わされる。
ル毎にπ／２づつ回転する。シンボルレートと等しいサ
ンプリングレートでサンプルして得られたｋ番目の信号
ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））は、０番目の信号
ベクトル（Ｉ（０），Ｑ（０））、Ａ／Ｄ変換器による
オフセットベクトルを（Ｉ，，Ｑ，）、雑音ベクトルを
（ｎIi，ｎQi）、１シンボルあたりの位相オフセットを
θとすると、数１６で表わされる。
【００４２】
【数１６】
【００４３】信号ベクトルの位相変化が合計でπラジア
ンとなるシンボル数Ｍは２であるので、信号ベクトル
（Ｉ(kT)，Ｑ(kT)）を搬送波で直交検波したと仮定した
際得られるベクトルの位相角だけ反対方向に回転させた
ベクトルの連続する４個の平均を求めると、下記の数１
７で表されることになる。
ンとなるシンボル数Ｍは２であるので、信号ベクトル
（Ｉ(kT)，Ｑ(kT)）を搬送波で直交検波したと仮定した
際得られるベクトルの位相角だけ反対方向に回転させた
ベクトルの連続する４個の平均を求めると、下記の数１
７で表されることになる。
【００４４】合成ベクトル（Ｘk （θ），Ｙk （θ））
は信号ベクトル（Ｉ(kT)，Ｑ(kT)）を搬送波で直交検波
したと仮定した際得られるベクトルの位相角だけ反対方
向に回転させたベクトル（ＩR (kT)，ＱR (kT)）を合成
して得られ、数１６ａで表すことができる。
は信号ベクトル（Ｉ(kT)，Ｑ(kT)）を搬送波で直交検波
したと仮定した際得られるベクトルの位相角だけ反対方
向に回転させたベクトル（ＩR (kT)，ＱR (kT)）を合成
して得られ、数１６ａで表すことができる。
【数１６ａ】 数１６ａは数１０及び数１１ａを用いて数１７で表すこ
とができる。
とができる。
【数１７】
【００４５】但し、数１７の右辺の第２項は数１８で示
すようになる。
すようになる。
【数１８】
【００４６】従って、数１８を用いると、数１７は数１
９で示すようになる。
９で示すようになる。
【数１９】
【００４７】数１９から明らかなように、Ａ／Ｄ変換器
によるオフセットの影響が除去され、数２０で示す関係
から雑音の影響が低減されることになる。
によるオフセットの影響が除去され、数２０で示す関係
から雑音の影響が低減されることになる。
【００４８】
【数２０】
【００４９】搬送波と基準波との間には周波数誤差があ
ると合成ベクトル（ｘk （θ），ｙk （θ））は位相が
変化するので、この位相変化を推定することによって周
波数誤差を正確に検出することができる。
ると合成ベクトル（ｘk （θ），ｙk （θ））は位相が
変化するので、この位相変化を推定することによって周
波数誤差を正確に検出することができる。
【００５０】ここで、図１及び図５を参照して、受信側
において、上述した周波数誤差検出用信号３０が受信さ
れ、直交検波器３１で直交検波され、Ｉ（ｔ）信号３２
及びＱ（ｔ）信号３３が出力される（ステップ１）。こ
れらＩ（ｔ）信号３２及びＱ（ｔ）信号３３はそれぞれ
Ａ／Ｄ変換器３４及び３５でシンボルレートと等しいサ
ンプリングレートでサンプルされ、信号ベクトル（Ｉ
（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））３６及び３７とされる（ステッ
プ２、なお、ｋ＝１〜（Ｎ−１）である）。そして、信
号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））はデジタルシグ
ナルプロセッサ４０に与えられる。
において、上述した周波数誤差検出用信号３０が受信さ
れ、直交検波器３１で直交検波され、Ｉ（ｔ）信号３２
及びＱ（ｔ）信号３３が出力される（ステップ１）。こ
れらＩ（ｔ）信号３２及びＱ（ｔ）信号３３はそれぞれ
Ａ／Ｄ変換器３４及び３５でシンボルレートと等しいサ
ンプリングレートでサンプルされ、信号ベクトル（Ｉ
（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））３６及び３７とされる（ステッ
プ２、なお、ｋ＝１〜（Ｎ−１）である）。そして、信
号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））はデジタルシグ
ナルプロセッサ４０に与えられる。
【００５１】デジタルシグナルプロセッサ４０はベクト
ル回転部４１及び平均ベクトル算出部４２を備えてい
る。図３に示すように、ベクトル回転部４１では信号ベ
クトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））（図３においては一
括して参照番号２１で示す）を予め定められた信号ベク
トル（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ0 （ｋＴ））２２の位相角（ｋ
Ｔ）だけ反対方向に回転させて信号ベクトル（ＩR （ｋ
Ｔ），ＱR （ｋＴ））２３とする（なお、信号ベクトル
（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ0 （ｋＴ））は信号ベクトル（Ｉ
（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））を搬送波で直交検波したと仮定
した際得られる信号ベクトルである）。
ル回転部４１及び平均ベクトル算出部４２を備えてい
る。図３に示すように、ベクトル回転部４１では信号ベ
クトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））（図３においては一
括して参照番号２１で示す）を予め定められた信号ベク
トル（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ0 （ｋＴ））２２の位相角（ｋ
Ｔ）だけ反対方向に回転させて信号ベクトル（ＩR （ｋ
Ｔ），ＱR （ｋＴ））２３とする（なお、信号ベクトル
（Ｉ0 （ｋＴ），Ｑ0 （ｋＴ））は信号ベクトル（Ｉ
（ｋＴ），Ｑ（ｋＴ））を搬送波で直交検波したと仮定
した際得られる信号ベクトルである）。
【００５２】ここで、信号ベクトル（Ｉ（ｋＴ），Ｑ
（ｋＴ））の位相角φ（ｋＴ）２４、（Ｉ0 （ｋＴ），
Ｑ0 （ｋＴ））の位相角φ0 （ｋＴ）２５、及び（ＩR
（ｋＴ），ＱR （ｋＴ））の位相角φ0 （ｋＴ）２６は
それぞれ数２１、数２２、及び数２３で定義される。
（ｋＴ））の位相角φ（ｋＴ）２４、（Ｉ0 （ｋＴ），
Ｑ0 （ｋＴ））の位相角φ0 （ｋＴ）２５、及び（ＩR
（ｋＴ），ＱR （ｋＴ））の位相角φ0 （ｋＴ）２６は
それぞれ数２１、数２２、及び数２３で定義される。
【００５３】
【数２１】
【００５４】
【数２２】
【００５５】
【数２３】
【００５６】なお、｜ｒ（ｋＴ）｜、｜ｒ0 （ｋＴ）
｜、｜ｒR （ｋＴ）｜はそれぞれベクトルの長さであ
り、｜ｒ（ｋＴ）｜＝｜ｒR （ｋＴ）｜である。そし
て、信号ベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））は数
２４によって算出される（ステップ１０３）。そして、
この信号ベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））はベ
クトル算出部４２に与えられる（同相成分ＩR （ｋＴ）
及び直交成分ＱR （ｋＴ）としてベクトル算出部４２に
与えられる）。
｜、｜ｒR （ｋＴ）｜はそれぞれベクトルの長さであ
り、｜ｒ（ｋＴ）｜＝｜ｒR （ｋＴ）｜である。そし
て、信号ベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））は数
２４によって算出される（ステップ１０３）。そして、
この信号ベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））はベ
クトル算出部４２に与えられる（同相成分ＩR （ｋＴ）
及び直交成分ＱR （ｋＴ）としてベクトル算出部４２に
与えられる）。
【００５７】
【数２４】
【００５８】平均ベクトル算出部４２では、信号ベクト
ル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））の位相変化が合計で
πラジアンとなるシンボル数Ｍ（整数）の２倍の数のベ
クトルの平均を求める。なお、シンボル数Ｍは数２５で
与えられる。
ル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））の位相変化が合計で
πラジアンとなるシンボル数Ｍ（整数）の２倍の数のベ
クトルの平均を求める。なお、シンボル数Ｍは数２５で
与えられる。
【００５９】
【数２５】
【００６０】つまり、平均ベクトル算出部４２では連続
する２Ｍ個のベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））
（ｋ＝ｋ〜ｋ＋２Ｍ−１）の平均を計算して、合成ベク
トル（ｘk （θ），ｙk （θ））（ｋ＝０〜Ｎ−２Ｍ）
とする（ステップ４）。このこの合成ベクトル（ｘ
k （θ），ｙk （θ））は数２６で表わされる。
する２Ｍ個のベクトル（ＩR （ｋＴ），ＱR （ｋＴ））
（ｋ＝ｋ〜ｋ＋２Ｍ−１）の平均を計算して、合成ベク
トル（ｘk （θ），ｙk （θ））（ｋ＝０〜Ｎ−２Ｍ）
とする（ステップ４）。このこの合成ベクトル（ｘ
k （θ），ｙk （θ））は数２６で表わされる。
【００６１】
【数２６】
【００６２】
【００６３】
【００６４】ところで、搬送波と基準波の周波数が完全
に一致していると、合成ベクトル（ｘk （θ），ｙ
k （θ））の位相はまったく変化せず、搬送波と基準波
との間に位相差があると、合成ベクトル（ｘk （θ），
ｙk （θ））はその位相が変化する。時間ｔが（ｋ−
１）ＴからｋＴに変化した際の位相変化の正弦ｓｉｎθ
k は数２８で表わされる。なお、｜ｒk ｜は数２９で表
わされる。
に一致していると、合成ベクトル（ｘk （θ），ｙ
k （θ））の位相はまったく変化せず、搬送波と基準波
との間に位相差があると、合成ベクトル（ｘk （θ），
ｙk （θ））はその位相が変化する。時間ｔが（ｋ−
１）ＴからｋＴに変化した際の位相変化の正弦ｓｉｎθ
k は数２８で表わされる。なお、｜ｒk ｜は数２９で表
わされる。
【００６５】
【数２８】
【００６６】
【数２９】
【００６７】｜ｒk-1 ｜は｜ｒk ｜にほぼ等しいとみな
せ、θk が小さいときはθk はｓｉｎθk にほぼ等しい
とみなせるから、したがって、位相変化θk は数３０で
表わされる。
せ、θk が小さいときはθk はｓｉｎθk にほぼ等しい
とみなせるから、したがって、位相変化θk は数３０で
表わされる。
【００６８】
【数３０】
【００６９】再び図５を参照して、上記の合成ベクトル
は同相成分ｘk （θ）及び直交成分ｙk （θ）を備えて
おり、同相成分ｘk （θ）は第１の遅延器４３、第１の
二乗器４４、及び第１の乗算器４５に与えられる。一
方、直交成分ｙk （θ）は第２遅延器４６、第２の二乗
器４７、及び第２の乗算器４８に与えられる。第１及び
第２の遅延器４３及び４６は入力信号に対して予め定め
られた時間の遅延（例えば、シンボル周期Ｔの遅延）を
与える。この結果、第１及び第２の遅延器４３及び４６
はそれぞれ遅延同相成分ｘk-1 （θ）及び遅延直交成分
ｙk-1 （θ）を出力する。そして、これら遅延同相成分
ｘk-1 （θ）及び遅延直交成分ｙk-1 （θ）はそれぞれ
第２の乗算器４８及び第１の乗算器４５に与えられる。
は同相成分ｘk （θ）及び直交成分ｙk （θ）を備えて
おり、同相成分ｘk （θ）は第１の遅延器４３、第１の
二乗器４４、及び第１の乗算器４５に与えられる。一
方、直交成分ｙk （θ）は第２遅延器４６、第２の二乗
器４７、及び第２の乗算器４８に与えられる。第１及び
第２の遅延器４３及び４６は入力信号に対して予め定め
られた時間の遅延（例えば、シンボル周期Ｔの遅延）を
与える。この結果、第１及び第２の遅延器４３及び４６
はそれぞれ遅延同相成分ｘk-1 （θ）及び遅延直交成分
ｙk-1 （θ）を出力する。そして、これら遅延同相成分
ｘk-1 （θ）及び遅延直交成分ｙk-1 （θ）はそれぞれ
第２の乗算器４８及び第１の乗算器４５に与えられる。
【００７０】第１の乗算器４５では同相成分ｘk （θ）
と遅延直交成分ｙk-1 （θ）とを乗算して第１の乗算成
分ｘk （θ）ｙk-1 （θ）を得る。第２の乗算器４８で
は直交成分ｙk （θ）と遅延同相成分ｘk-1 （θ）とを
乗算して第２の乗算成分ｘk-1 （θ）ｙk （θ）を得
る。第１の二乗器４４は同相成分ｘk （θ）を二乗して
第１の二乗成分ｘk 2 （θ）を求める。同様にして、第
２の二乗器４７では直交成分ｙk （θ）を二乗して第２
の二乗成分ｙk 2 （θ）を求める。
と遅延直交成分ｙk-1 （θ）とを乗算して第１の乗算成
分ｘk （θ）ｙk-1 （θ）を得る。第２の乗算器４８で
は直交成分ｙk （θ）と遅延同相成分ｘk-1 （θ）とを
乗算して第２の乗算成分ｘk-1 （θ）ｙk （θ）を得
る。第１の二乗器４４は同相成分ｘk （θ）を二乗して
第１の二乗成分ｘk 2 （θ）を求める。同様にして、第
２の二乗器４７では直交成分ｙk （θ）を二乗して第２
の二乗成分ｙk 2 （θ）を求める。
【００７１】減算器４９は第２の乗算成分ｘk-1 （θ）
ｙk （θ）から第１の乗算成分ｘk（θ）ｙk-1 （θ）
を減算して減算成分｛ｘk-1 （θ）ｙk （θ）−ｘ
k （θ）ｙk-1 （θ）｝を求める。一方、加算器５０で
は第１の二乗成分ｘk 2 （θ）と第２の二乗成分ｙk 2
（θ）とを加算して加算成分｛ｘk 2 （θ）＋ｙ
k 2 （θ）｝を求める。そして、これら減算成分及び加
算成分は位相変化算出部５１に与えられる。
ｙk （θ）から第１の乗算成分ｘk（θ）ｙk-1 （θ）
を減算して減算成分｛ｘk-1 （θ）ｙk （θ）−ｘ
k （θ）ｙk-1 （θ）｝を求める。一方、加算器５０で
は第１の二乗成分ｘk 2 （θ）と第２の二乗成分ｙk 2
（θ）とを加算して加算成分｛ｘk 2 （θ）＋ｙ
k 2 （θ）｝を求める。そして、これら減算成分及び加
算成分は位相変化算出部５１に与えられる。
【００７２】位相変化算出部５１では数３０に基づいて
位相変化θk を求める（ステップ５）。この位相変化θ
k は平均値算出部５２に与えられ、平均値算出部５２で
は位相基準の１シンボルあたりの回転量の平均θAVG を
数３１に基づいて求める（ステップ６）。
位相変化θk を求める（ステップ５）。この位相変化θ
k は平均値算出部５２に与えられ、平均値算出部５２で
は位相基準の１シンボルあたりの回転量の平均θAVG を
数３１に基づいて求める（ステップ６）。
【００７３】
【数３１】
【００７４】この平均θAVG は周波数誤差算出部５３に
与えられ、周波数誤差算出部５３ではθAVG ／２π［ｒ
ａｄ／２π］をＴ（１シンボル時間）［ｓｅｃ］で除算
することによって搬送波と基準波との周波数誤差を求め
られる（ステップ７）。そして、この周波数誤差は周波
数誤差信号として出力される。
与えられ、周波数誤差算出部５３ではθAVG ／２π［ｒ
ａｄ／２π］をＴ（１シンボル時間）［ｓｅｃ］で除算
することによって搬送波と基準波との周波数誤差を求め
られる（ステップ７）。そして、この周波数誤差は周波
数誤差信号として出力される。
【００７５】上述の実施例では、合成ベクトルを求める
際、回転後のベクトル成分を平均して合成ベクトルを求
めるようにしたが、回転後のベクトル成分の加算のみを
行って（サンプル数で除算しないで）合成ベクトルを求
めるようにしてもよい。
際、回転後のベクトル成分を平均して合成ベクトルを求
めるようにしたが、回転後のベクトル成分の加算のみを
行って（サンプル数で除算しないで）合成ベクトルを求
めるようにしてもよい。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では受信側
で周波数誤差検出用信号を受信してこの周波数誤差検出
用信号を基準波で直交検波して得られる信号ベクトルを
そのシンボルレートに等しいサンプリングレートでサン
プリング量子化して信号ベクトルの位相変化が合計で２
πラジアンとなるシンボル数の信号ベクトルを用い合成
ベクトルを得、この合成ベクトルを用いて搬送波と基準
波との周波数誤差を検出するようにしたから、Ａ／Ｄ変
換器のオフセットを除去できるばかりでなく雑音の影響
を低減することができる。その結果、周波数誤差を正確
に検出できるという効果がある。
で周波数誤差検出用信号を受信してこの周波数誤差検出
用信号を基準波で直交検波して得られる信号ベクトルを
そのシンボルレートに等しいサンプリングレートでサン
プリング量子化して信号ベクトルの位相変化が合計で２
πラジアンとなるシンボル数の信号ベクトルを用い合成
ベクトルを得、この合成ベクトルを用いて搬送波と基準
波との周波数誤差を検出するようにしたから、Ａ／Ｄ変
換器のオフセットを除去できるばかりでなく雑音の影響
を低減することができる。その結果、周波数誤差を正確
に検出できるという効果がある。
【図１】本発明による周波数誤差検出装置の一実施例を
説明するための流れ図である。
説明するための流れ図である。
【図２】周波数誤差検出に用いられる装置を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】信号ベクトルの回転を説明するための図であ
る。
る。
【図４】従来の周波数誤差検出装置を説明するため流れ
図である。
図である。
【図５】本発明による周波数誤差検出装置の一実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【符号の説明】 ３１ 直交検波器 ３４，３５ Ａ／Ｄ変換器 ３８ デジタルシグナルプロセッサ
Claims (7)
- 【請求項１】 デジタル角度変調によって変調された変
調信号を伝送路を介して受け、該変調信号を基準波を用
いて直交検波を行う直交検波器とともに用いられ、前記
変調信号の搬送波と前記基準波との周波数誤差を検出す
るための周波数誤差検出装置であって、前記変調信号と
して１シンボル時間あたりの信号ベクトルの位相変化が
等しい信号系列で変調された周波数差検出用信号が用い
られ、前記基準波で前記周波数差検出用信号を直交検波
して得られる第１の信号ベクトルを予め定められたサン
プリングレートでサンプリング量子化して量子化信号ベ
クトルを得るＡ／Ｄ変換手段と、該量子化信号ベクトル
を予め定められた個数合成して合成ベクトルを得る合成
手段と、該合成ベクトルの位相変化と予め定められた第
２の信号ベクトルの位相変化との差を求め、該位相変化
の差に基づいて前記周波数誤差を求める周波数誤差検出
手段とを有することを特徴とする周波数誤差検出装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載された周波数誤差検出装
置において、前記予め定められたサンプリングレートは
前記周波数差検出用信号のシンボルレートと等しいこと
を特徴とする周波数誤差検出装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載された周波数誤差検出装
置において、前記第２の信号ベクトルは前記搬送波で前
記周波数差検出用信号を直交検波したと仮定して得られ
る信号であることを特徴とする周波数誤差検出装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載された周波数誤差検出装
置において、前記合成手段は、前記量子化信号ベクトル
を前記第２の信号ベクトルの位相分だけ時計回りに回転
させ回転ベクトルを得る回転手段と、該回転ベクトルを
前記予め定められた個数で平均して前記合成ベクトルと
する平均手段とを有することを特徴とする周波数誤差検
出装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載された周波数誤差検出装
置において、前記周波数誤差検出手段は、前記合成ベク
トルと前記第２の信号ベクトルとの位相変化差を検出し
て位相変化差検出信号を送出する位相変化差検出手段
と、該位相変化差検出信号に基づいて前記合成ベクトル
と前記第２の信号ベクトルとの位相差を算出する位相差
算出手段と、該位相差に基づいて前記周波数誤差を算出
する周波数誤差算出手段とを有することを特徴とする周
波数誤差検出装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載された周波数誤差検出装
置において、前記周波数差検出用信号として１シンボル
時間の位相変化がπ／２又は−π／２である信号系列で
変調された信号が用いられ、前記予め定められた個数は
４シンボル毎であることを特徴とする周波数誤差検出装
置。 - 【請求項７】 請求項６に記載された周波数誤差検出装
置において、前記デジタル角度変調としてＧＭＳＫ変調
を用いることを特徴とする周波数誤差検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29162693A JP2705542B2 (ja) | 1992-11-25 | 1993-11-22 | 周波数誤差検出装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31476992 | 1992-11-25 | ||
| JP4-314769 | 1992-11-25 | ||
| JP29162693A JP2705542B2 (ja) | 1992-11-25 | 1993-11-22 | 周波数誤差検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244880A JPH06244880A (ja) | 1994-09-02 |
| JP2705542B2 true JP2705542B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=26558624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29162693A Expired - Lifetime JP2705542B2 (ja) | 1992-11-25 | 1993-11-22 | 周波数誤差検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705542B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2113776A4 (en) * | 2007-02-19 | 2010-08-04 | Mitsubishi Electric Corp | FREQUENCY METER |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP29162693A patent/JP2705542B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06244880A (ja) | 1994-09-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970909 |