JP3074752B2 - 最小偏位変調波復調回路 - Google Patents

最小偏位変調波復調回路

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JP3074752B2
JP3074752B2 JP03044254A JP4425491A JP3074752B2 JP 3074752 B2 JP3074752 B2 JP 3074752B2 JP 03044254 A JP03044254 A JP 03044254A JP 4425491 A JP4425491 A JP 4425491A JP 3074752 B2 JP3074752 B2 JP 3074752B2
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真也 村岡
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル衛星通信シ
ステムのクロック再生手段に利用する。特に、最小偏位
変調波(以下、MSKという。)変復調方式におけるク
ロック再生手段に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のMSK変調波を復調するMSK復
調回路のクロック再生手段を図4に示す。ただし、MS
K復調回路に入力されるIF信号の中心周波数をF0と
し、伝送されるデータのビットレートはFSとする。入
力されたIF信号(MSK変調波)は乗算器20でVCO
回路23から出力される再生搬送波 (周波数をFとする)
で同期検波され、2系列のベースバンド信号を出力す
る。この2系列の信号をIおよびQとし(共にボーレー
トはFS/2)、この出力されたIおよびQは再生デー
タとして用いられる一方、位相検出回路22に入力され
る。入力IF信号はクロック再生回路21にも入力され、
クロック再生回路21はFS/2のクロックを再生し、こ
れを位相検出回路22に供給する。位相検出回路22はコス
タス方式によりF=F0になるようにVCO回路23のA
PC電圧を供給する。クロック再生回路21の一例を詳細
に示したのが図である。図に示すようにIF信号の
うちの一つは位相比較器33に供給され (これをIF1と
する)、他の一つは90°シフト回路31で位相が90°遅
れ、TS=1/FSとするとディレイ回路32でさらにT
S遅れて位相比較器33に供給される (これをIF2とす
る)。この位相比較器33に供給されるIF1とIF2と
の位相関係を示したのが図6のaである。ただし実
示してあるのがIF1で鎖線で示してあるのがIF2で
あり、MSK変調波の周波数はF0+FS/4およびF
0−FS/4であるので、これをそれぞれF1およびF
2とすれば、0からTSまではF1、TSから2TSま
ではF2、2TSから3TSまではF1としてある。位
相比較器33でのIF1とIF2との位相差をΦとする
と、位相比較器33は sinΦを出力して抽出回路34に供給
する。このときの出力を示したのが図6のbである。そ
して抽出回路34でFSの成分が抽出されて位相比較器35
に供給され、この出力は位相比較器33で中心周波数FS
の成分が抽出されて位相比較器35に供給され、この出力
は位相比較器33で中心周波数FSのVCO回路36の出力
と位相比較され、その結果は誤差電圧として出力に現
れ、低域通過フィルタ37を通過してVCO回路36にAP
C電圧として供給され、位相比較器37での周波数位相誤
差を打ち消すようにVCO回路36の出力を制御する閉ル
ープになる (以下、この位相比較器35、低域通過フィル
37およびVCO回路36で構成される回路をPLL(PH
ASE LOCKED LOOP)回路という)。VCO回路36の出力は
1/2分周回路38にも入力されてボーレートFS/2の
クロックが再生され、この再生されたクロックは図4中
の位相検出回路22に再生クロックとして供給される。一
般に1/2分周回路38では0°と 180°の位相曖昧度が
生じる。この場合に図7に示すように、本来a−1のベ
ースバンド信号とa−2のクロックとの位相関係が最も
望ましいのであるが、この曖昧度のためにb−1とb−
2とのような位相関係が生じてしまう。この問題を解決
するために、MSK復調方式におけるコスタス方式は、
2系列のベースバンド信号を掛け合わせ、さらにこれに
FS/2のクロックを乗じることにより、このクロック
の曖昧度に対し再生CARRの引き込み位相がa−1お
よびa−2に示されるような位相関係を保持するように
構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来方法でクロックを
再生しようとした場合に、図4および図5からも分かる
ようにIF信号を用いて再生しようとしているので動作
は不安定になりやすく、また、回路規模も比較的大であ
る欠点がある。
【0004】本発明は、比較的小規模な回路でなおかつ
安定にクロック再生動作が行われる最小偏位変調波復調
回路を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、最小偏位変調
波を再生搬送波で同期検波して2系列のベースバンド信
号を生成する乗算器と、上記乗算器で生成された2系列
のベースバンド信号のボーレートと等しいボーレートの
クロックを再生するクロック再生回路と、上記乗算器で
生成される2系列のベースバンド信号を掛け合わせ、さ
らに上記クロック再生回路で再生されたクロックを掛け
て位相同期信号を生成する位相検出回路と、制御入力に
与えられた信号に応じた周波数の再生搬送波を上記乗算
器に与える電圧制御発振回路とを備えた最小偏位変調波
復調回路において、上記クロック再生回路は、上記乗算
器で生成された2系列のベースバンド信号のいずれか一
方のベースバンド信号に基づきこのベースバンド信号の
ボーレートに等しい周波数のクロックを再生する構成で
あり、上記位相検出回路で生成された位相同期信号が与
えられる低域通過フィルタと、上記位相検出回路で生成
された位相同期信号が与えられ、クロックの位相引き
込んでいるか否かを検出する同期検出回路と、この同期
検出回路でクロックの位相引き込んでいないことを検
出すると上記電圧制御発振回路の出力周波数を所定の方
向に変化させ、位相引き込んでいることを検出すると
上記電圧制御発振回路に自動周波数制御動作を指示する
制御信号を生成する制御回路と、上記低域通過フィルタ
を通過した信号と上記制御回路で生成された制御信号と
を加算して上記電圧制御発振回路の制御入力に与える加
算器とを備えたことを特徴とする。
【0006】ここで、上記クロック再生回路は、上記乗
算器で生成された2系列のベースバンド信号のいずれか
一方のベースバンド信号を全波整流する整流回路と、こ
の整流回路で全波整流されたベースバンド信号からこの
ベースバンド信号のボーレートに等しい周波数のクロッ
クを抽出する抽出回路と、この抽出回路の出力に接続さ
れた位相同期ループ回路とを備えても良い。
【0007】
【作用】ベースバンド信号からクロック再生を行う。こ
こで、乗算器の出力のビート周波数が高いときに位相同
期回路はそのときの位相同期情報を同期検出回路に与
え、同期検出回路はスィープ・AFC 回路を制御して電圧
制御発振回路を所定の方向にスィープさせるとビート周
波数は次第に低くなり、クロックの引込みが行われ、こ
の後に自動周波数制御に移行して再生搬送波も同期す
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1および図2はこの実施例を示すブロ
ック図である。この実施例は、図1に示すように、最小
偏位変調波を再生搬送波で同期検波して2系列のベース
バンド信号を生成する乗算器1と、乗算器1で生成され
た2系列のベースバンド信号のボーレートと等しいボー
レートのクロックを再生するクロック再生回路3と、乗
算器1で生成される2系列のベースバンド信号を掛け合
わせ、さらに上記クロック再生回路3で再生されたクロ
ックを掛けて位相同期信号を生成する位相検出回路2
と、制御入力に与えられた信号に応じた周波数の再生搬
送波を乗算器1に与える電圧制御発振回路4とを備え、
さらに、本発明の特徴とする手段として、クロック再生
回路3は、乗算器1で生成された2系列のベースバンド
信号のいずれか一方のベースバンド信号に基づきこのベ
ースバンド信号のボーレートに等しい周波数のクロック
を再生する構成であり、位相検出回路2で生成された位
相同期信号が与えられる低域通過フィルタ6と、位相検
出回路2で生成された位相同期信号が与えられ、クロッ
クの位相引き込んでいるか否かを検出する同期検出回
路8と、この同期検出回路8でクロックの位相引き込
んでいないことを検出すると電圧制御発振回路4の出力
周波数を所定の方向に変化させ、位相引き込んでいる
ことを検出すると上記電圧制御発振回路4に自動周波数
制御動作を指示する制御信号を生成する制御回路である
スィープ・自動周波数制御回路7と、低域通過フィルタ
6を通過した信号と上記制御回路で生成された制御信号
とを加算して上記電圧制御発振回路4の制御入力に与え
る加算器5とを備える。ここで、クロック再生回路3
は、乗算器1で生成された2系列のベースバンド信号の
いずれか一方のベースバンド信号を全波整流する整流回
路10と、この整流回路10で全波整流されたベースバンド
信号からこのベースバンド信号のボーレートに等しい周
波数のクロックを抽出する抽出回路11と、この抽出回路
11の出力に接続された位相同期ループ回路である位相比
較回路12、低域通過フィルタ13および電圧制御発振回路
14とを備える。
【0009】ただし、IF信号(MSK変調波)の中心
周波数をF0、データのビットレートをFSとする。入
力されたIF信号は乗算器1で中心周波数F0のVCO
回路4からの再生搬送波で同期検波され、2系列のベー
スバンド信号(これをIおよびQとする)を出力する。
このベースバンド信号のボーレートはFS/2である。
この2系列のベースバンド信号およびクロック再生回路
3で再生された周波数FS/2のクロックは位相検出回
路2に供給される。位相検出回路2は2系列のベースバ
ンド信号と再生クロックによりコスタス方式を用いて位
相同期信号を低域通過フィルタ6と同期検出回路8とに
与える。さらに同期検出回路8は与えられた位相同期情
報に基づきクロックの位相引き込んでいるか否かを検
出し、その検出信号をスィープ・自動周波数制御回路7
に送り、スィープ・自動周波数制御回路7はクロックの
位相引き込んでいるという検出信号が与えられると、
VCO回路4の出力周波数を一定の方向に例えば高い周
波数から低い周波数へ一定の速度でステップ的に変化さ
せ(以下、これをスィープという)てクロックの位相が
引き込むと、そのときの検出信号を受けてVCO回路4
にAFC動作をさせるような制御信号を加算器5に与え
る。加算器5では、低域通過フィルタ6からの出力とス
ィープ・自動周波数制御回路7からの出力を加算し、そ
の出力によってVCO回路4を制御し、VCO回路4か
ら出力される再生搬送波は乗算器1に供給されて同期検
波に用いられる。図2は図1中のクロック再生回路3の
一例である。乗算器1で復調された2系列の信号のうち
の一方を整流回路10に供給し、その出力は全波整流され
た後に抽出回路11に入力される。従来と違い本発明では
ベースバンド信号よりクロックを再生するので、抽出回
路11ではFS/2の成分を抽出し、その出力を位相比較
器12、低域通過フィルタ13およびVCO回路14よりなる
PLL回路に入力してFS/2の再生クロックを得るこ
とができる。このように、本発明のクロック再生方式は
ベースバンド信号からクロック再生を行っているので、
乗算器1に供給される再生搬送波の周波数をFとする
と、入力IF周波数F0とFとの差が大きいと乗算器1
から出力されるビート信号の周波数が速く、その結果と
して、送信側の2系列のデータをそれぞれI0およびQ
0とすると、受信側の1チャネル中でI0とQ0とが混
在してしまい、一つのベースバンド信号がI0またはQ
0のうちのどちらか一つだけを保持している時間をTと
すると、ビート周波数が早い程Tは短く、遅い程Tは長
いことはよく知られている。MSK変復調方式の場合
に、図3に示すようにI0とQ0との間、IとQの間に
180°の位相差があるので、一つのベースバンド信号中
に2つの位相を持つ信号が図2のPLL回路に入力する
ことになり、したがって、クロックの位相が引き込むの
に必要な時間をT0とすると、T<T0の場合に整流回
路10の入力信号には2種類の位相が混在し、クロックの
位相はロックせず、また、前述の通りMSK変復調方式
におけるコスタス方式では再生クロックも掛け合わせる
ので、再生搬送波の位相も同期しない。それ故に、図1
ではスィープ・自動周波数制御回路6を設けてある。乗
算器1の出力のビート周波数が速い場合(T<T0の場
合)に、位相検出回路2はそのときの位相同期情報を同
期検出回路8に与え、同期検出回路8はスィープ・自動
周波数制御回路7に「H」の信号を与え、それによりス
ィープ・自動周波数制御回路7は一定の方向にVCO回
路4をスィープさせる。そして、この固定スィープの間
にビート周波数は段々と遅くなり、T>T0になるとク
ロックの位相は引き込み、そのときの同期情報を受けた
同期検出回路8は「L」を出力し、スィープ・自動周波
数制御回路7はAFC動作に移り、その後に再生搬送波
も同期する。
【0010】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、復調信
号からクロックを再生するので比較的小規模でなおかつ
安定した動作が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明実施例の構成を示すブロック構成図。
【図2】 図1中のクロック再生回路の構成を示すブロ
ック構成図。
【図3】 2系列のベースバンド信号の位相関係を示す
図。
【図4】 従来例の構成を示すブロック構成図。
【図5】 図2中のクロック再生回路の構成を示すブロ
ック構成図。
【図6】 図5中の位相比較器の2つの入力の位相関係
を示す図。
【図7】 図5中の1/2分周回路からのクロックとベ
ースバンド信号との位相関係を示す図。
【符号の説明】
1、20 乗算器 2、22 位相検出回路 3、21 クロック再生回路(CLK 再生
回路) 4、23、36、14 電圧制御発振回路(VCO 回
路) 5 加算器 6、37、13 低域通過フィルタ 7 スィープ・自動周波数制御回
路(スィープ・AFC回路) 8 同期検出回路 10 整流回路 11、34 抽出回路 12、33、35 位相比較器 31 90°シフト回路 32 ディレイ回路 38 1/2分周回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−206349(JP,A) 特開 昭60−208146(JP,A) 特開 昭60−183858(JP,A) 特開 昭61−216555(JP,A) 特開 昭58−70664(JP,A) 特開 昭62−222744(JP,A) 特開 昭59−75743(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最小偏位変調波を再生搬送波で同期検波
    して2系列のベースバンド信号を生成する乗算器と、 上記乗算器で生成された2系列のベースバンド信号のボ
    ーレートと等しいボーレートのクロックを再生するクロ
    ック再生回路と、 上記乗算器で生成される2系列のベースバンド信号を掛
    け合わせ、さらに上記クロック再生回路で再生されたク
    ロックを掛けて位相同期信号を生成する位相検出回路
    と、 制御入力に与えられた信号に応じた周波数の再生搬送波
    を上記乗算器に与える電圧制御発振回路とを備えた最小
    偏位変調波復調回路において、 上記クロック再生回路は、上記乗算器で生成された2系
    列のベースバンド信号のいずれか一方のベースバンド信
    号に基づきこのベースバンド信号のボーレートに等しい
    周波数のクロックを再生する構成であり、 上記位相検出回路で生成された位相同期信号が与えられ
    る低域通過フィルタと、 上記位相検出回路で生成された位相同期信号が与えら
    れ、クロックの位相引き込んでいるか否かを検出する
    同期検出回路と、 この同期検出回路でクロックの位相引き込んでいない
    ことを検出すると上記電圧制御発振回路の出力周波数を
    所定の方向に変化させ、位相引き込んでいることを検
    出すると上記電圧制御発振回路に自動周波数制御動作を
    指示する制御信号を生成する制御回路と、 上記低域通過フィルタを通過した信号と上記制御回路で
    生成された制御信号とを加算して上記電圧制御発振回路
    の制御入力に与える加算器とを備え 上記クロック再生回路は、上記乗算器で生成された2系
    列のベースバンド信号のいずれか一方のベースバンド信
    号を全波整流する整流回路と、この整流回路で全波整流
    されたベースバンド信号からこのベースバンド信号のボ
    ーレートに等しい周波数のクロックを抽出する抽出回路
    と、この抽出回路の出力に接続された位 相同期ループ回
    路とを備えた ことを特徴とする最小偏位変調波復調回
    路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101662176B1 (ko) 2014-07-10 2016-10-05 삼성중공업 주식회사 선박의 비상탈출 보조장치

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