JP3832735B2 - 復調回路 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、復調回路に関し、詳しくは、マイクロ波ディジタル無線通信システムの復調回路において、新たにシンボルの領域判定回路を追加することにより、搬送波の疑似引き込みの検出を簡易化し、搬送波の同期判定にかかる時間を短縮することができ、搬送波の同期判定、特に疑似引き込み状態を検出する過程において、従来用いられていた誤り訂正符号器(FEC)のALARM信号の代わりに、領域判定回路を用いることによって、搬送波の再引き込みから同期判定までにかかる時間を短縮することができる復調回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロ波ディジタル無線通信システムの復調回路の基本的な従来構成例として、図6に示すものが知られている。この従来における復調回路において、搬送波の非同期の検出は、C/N算出回路31で得られるC/Nと搬送波非同期検出回路32で設定するC/Nの閾値を用いて、C/N算出回路31で得られるC/NがC/Nの閾値よりも低い場合に、搬送波を非同期と判定している。
【0003】
しかしながら、この場合には、C/Nの閾値を搬送波の引き込んだ状態でのC/Nに近い値にすると、雑音が入ってC/Nが悪くなったときに引き込んでいるにもかかわらず、非同期と判定してしまい、間欠リセット信号がかかってしまうために信号が外れやすく安定しない。
【0004】
一方、C/Nの閾値を低く設定すると、図2のように疑似引き込みの状態でも、同期していると判定してしまい、非同期の判定を行うことができない。この場合、搬送波の疑似引き込みの状態を判定するのには、FEC(誤り訂正符号器)34のアラーム信号が用いられるが、FEC34のアラーム信号を用いると、搬送波の再引き込みから同期判定までに数フレーム分の遅延が生じてしまう(図4(a)参照)。
【0005】
上記課題を解決するために、第1の先行技術として挙げられる特開平10−65748号公報には、正規の領域以外の特定領域に存在する信号点をカウントすることにより疑似引き込み状態を判定し、VCOの動作を正常にするための起動をかけ、位相制御を正常化する復調システムが開示されている。
【0006】
また第2の先行技術として挙げられる、本出願と同一出願人による出願に係る特願2001−260314号明細書には、信号点が正規の領域内か否かを検出し、NCOによる位相制御を正常化する復調器が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記第1の先行技術に開示された復調システムでは、疑似引き込み状態の時に信号が存在する領域を予め設定しておいて、一定時間にその領域に存在した点の数cと予め設定していた所定値dとの比較を行い、c>dなら疑似引き込みと判定している。
【0008】
一方、これに対して本発明では、疑似引き込み状態の時に信号が存在する領域と正常時に信号が存在する領域をそれぞれ設定して、一定時間にそれぞれの領域に存在する信号の数(疑似引き込み状態の信号数a、正常時の信号数b)をカウントし、a>b/2なら疑似引き込みと判定している。つまり、疑似引き込みの領域を設定して、ある一定時間にその領域に存在する信号数をカウントするという点では同じであるが、その比較対象が、上記第1の先行技術では、予め設定していた所定値であるのに対して、本発明では、正常時に信号が存在する領域でカウントされた値とを使っている点において大きな差異が存在する。
【0009】
本発明は従来の上記実情に鑑み、先行技術に内在する上記課題を解決する為になされたものであり、従って本発明の目的は、新たに領域判定回路を用いることにより、搬送波が疑似引き込み状態になった時に、搬送波の再引き込みから、同期判定までに到達する過程において、その時間を短縮することを可能とした新規な復調回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明に係る復調回路は、入力IF信号を互いに直交するベースバンド成分に変換する直交検波器及び後記搬送波再生PLL回路の発振器と、前記直交するベースバンド信号を互いに直交するディジタル信号に変換するA/D変換器と、前記発振器と前記直交するディジタル信号を入力する搬送波位相検波器とループフィルタとから成り搬送波の同期確立を行う搬送波再生PLL回路と、前記直交するディジタル信号によりC/Nを算出するC/N算出回路と、該C/N算出回路により求められたC/Nと予め設定されたC/Nの閾値とを比較し該比較の結果搬送波非同期検出信号を出力する搬送波非同期検出回路と、前記直交するディジタル信号を入力し搬送波の疑似引き込み状態を検出する領域判定回路と、該領域判定回路により出力される疑似引き込み検出信号と前記搬送波非同期検出回路により出力される搬送波非同期検出信号の論理和をとり前記ループフィルタに一定周期でリセットパルスを発生させる間欠リセット信号発生回路とを備えて構成される。
【0011】
前記搬送波非同期検出回路は、前記算出されたC/NとC/Nの閾値とを比較した結果前記算出されたC/NがC/Nの前記閾値よりも低い場合に搬送波は引き込んでいないと判断して前記搬送波非同期検出信号を出力する。
【0012】
前記領域判定回路は、入力された前記直交するディジタル信号のうちIch、Qchの各信号が位相平面の第1の領域、第2の領域のどちらに存在するかを判定する第1の領域判定回路、第2の領域判定回路と、前記第1の領域判定回路により第1の領域に存在すると判定された信号の個数を一定時間内にカウントする第1のカウンタと、前記第2の領域判定回路により第2の領域に存在すると判定された信号の個数を一定時間内にカウントする第2のカウンタと、前記第1のカウンタの出力と前記第2のカウンタの出力とを一定の条件の基に比較し前記一定条件を満たしていれば疑似引き込み検出信号を出力する比較回路とを有している。
【0013】
前記一定の条件は、変調速度をfs、変調方式をQPSKとした場合に、100×(1/fs)時間内に前記第1のカウンタのカウンタ値をa、前記第2のカウンタのカウンタ値をbとすると、b>a/2とすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をその好ましい一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0015】
図1は本発明による一実施の形態の一実施例を示すブロック構成図である。
【0016】
【実施の形態の構成】
本発明の説明を、図1に示すような同期検波回路を用いた実施例をもとに行なう。また、図1では、入力信号形式はQPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相位相偏移変調)を想定している。
【0017】
図1を参照するに、本発明による一実施の形態のブロック構成は、直交検波器1、アナログ・ディジタル変換器(A/D)2、搬送波位相検波器(CARR PD)3、搬送波ループフィルタ(CARR LPF)4、発振器5、C/N算出回路6、搬送波非同期検出回路7、間欠リセット信号発生回路8で構成される同期検波回路に、新たにシンボルの領域判定回路9を加えたものである。
【0018】
直交検波器1と発振器5により、入力中間周波数(IF)信号IF INはベースバンド信号Ich1、Qch1に変換される。以降、ベースバンド信号で互いに直交する2つの成分を、それぞれIch、Qchとする。
【0019】
アナログ・ディジタル変換器(A/D)2は、以降の処理をディジタルで行うために、アナログ信号Ich1、Qch1をディジタル信号Ich2、Qch2に変換する。
【0020】
搬送波位相検波器(CARR PD)3は、復調された信号、つまりベースバンド信号Ich2、Qch2の位相誤差を検出するものであり、ベースバンド信号の位相が進んでいるか遅れているかを判断する。例えば、位相が進んでいれば+1を、遅れていれば−1を出力するものでもよいし、位相の遅れ進みの大小に応じた連続の値を出力するものでもよい。
【0021】
搬送波ループフィルタ(CARR LPF)4は、搬送波位相検波器3が出力した位相誤差信号から高周波成分を取り除くループフィルタである。
【0022】
本発明における復調回路では、搬送波の同期、非同期状態の検出には、C/N算出回路6と搬送波非同期検出回路7を用いている。
【0023】
C/N算出回路6は、A/D出力信号Ich2、Qch2からそのC/Nを求めるものである。
【0024】
搬送波非同期検出回路7は、C/N算出回路6で得られたC/Nと予め設定されたC/Nの閾値との比較を行い、C/N算出回路6で得られたC/NがC/Nの閾値よりも低い場合には、搬送波非同期検出信号を発生させる。
【0025】
間欠リセット信号発生回路8は、搬送波ループフィルタ4に間欠的にリセットパルスをかける間欠リセット信号を発生させる回路である。
【0026】
領域判定回路9は、信号が図2に示すような疑似引き込みの状態にある時には、その状態を判定し、疑似引き込み検出信号を発生させる回路である。
【0027】
【実施の形態の動作】
次に、本発明による一実施の形態の図1に示された同期回路を例に、この回路についての動作を説明する。
【0028】
ただし、A/D2、CARR PD3、CARR LPF4については、本発明には直接関係がないために、それらの詳細な説明は省略する。
【0029】
発振器5と直交検波器1によって、入力IF信号IF INは、互いに直交する2つのベースバンド成分Ich1、Qch1に変換される。
【0030】
これらのベースバンド成分Ich1、Qch1は、A/D変換器2でディジタル信号Ich2、Qch2に変換される。
【0031】
搬送波同期の確立は、CARR PD3、CARR LPF4、発振器5で構成される搬送波再生PLL回路で行われる。
【0032】
また、A/D変換器2の出力信号Ich2、Qch2は、搬送波再生PLL回路以外にも、C/N算出回路6と領域判定回路9にも入力される。
【0033】
本発明で用いる復調回路において、搬送波の同期、非同期の検出は、C/N算出回路6と搬送波非同期検出回路7で行われる。
【0034】
C/N算出回路6は、ディジタル入力信号Ich2、Qch2を使って、C/Nを求めるものである。例えば、その求め方は、ディジタル入力信号Ich2、Qch2のそれぞれの分散を求めた後に、それらの加算を行い、雑音電力を求めて、C/Nを算出するといったような方法である。求められたC/Nは、搬送波非同期検出回路7で予め設定されたC/Nの閾値と比較され、C/Nの閾値よりも低い場合には、搬送波は引き込んでいないと判断し、搬送波非同期検出回路7で搬送波非同期検出信号を出力する。
【0035】
しかしながら、この回路を用いた場合には、搬送波非同期検出回路7で設定するC/Nの閾値によって、搬送波の同期引き込み特性が変わってくる。今、C/Nの閾値を搬送波の引き込んだ状態でC/Nに近い値にすると、雑音が入ってC/Nが悪くなった場合には、引き込んでいるにもかかわらず、非同期と判定してしまい間欠リセット信号がかかってしまうために信号が外れやすく不安定な状態となる。
【0036】
一方、C/Nの閾値を低く設定した場合には、図2のように疑似引き込みの状態でも同期していると判定してしまい、非同期の判定を行うことができない。
【0037】
そこで、本発明においては搬送波の疑似引き込み状態を検出するための回路として、領域判定回路9が設けられている。
【0038】
今、変調速度をfs、変調方式をQPSKとすると、図2に示すように、QPSKが正常状態の場合には、信号は●点で引き込むが、搬送波に対してΔf=fs/8で引き込んだ場合には、信号は×点で引き込み、安定する。そこで、このような疑似引き込みの状態を検出するために、ディジタル入力信号Ich2、Qch2の各信号が、図3(a)に示すA領域、B領域のどちらに存在するかを、図3(b)に示す領域判定回路9のA領域検出回路11、B領域判定回路10でそれぞれ検出し、各個数を一定時間内でカウントする。その後、それぞれのカウンタ値をある条件下で比較し、その条件を満たしていれば、疑似引き込みと判定するものとする。
【0039】
例えば、100×(1/fs)時間内にA領域検出回路11、カウンタ13で得られたカウンタ値をa、B領域検出回路10、カウンタ12で得られたカウンタ値をbとすると、
b>a/2
という条件を満たす場合に疑似引き込みと判定し、疑似引き込み検出信号を発生させる。このようにすることで、疑似引き込みの検出を100シンボル毎に簡易に行うことができる。よって、図4(b)のようにキャリアの再引き込みから同期判定までを100シンボル近くで行うことができる。
【0040】
搬送波の疑似引き込みの検出にFECのアラーム信号を用いる場合には、図4(a)のように搬送波の再引き込みから同期判定までに数フレームの時間を要していたが、FECの代わりに領域判定回路9を用いることで、図4(b)のように搬送波の再引き込みから同期判定までを数100シンボル単位で行うことができる。
【0041】
本来、疑似引き込みのモードには、Δf=fs/4、fs/8、fs/12・・・・とあるが、今回は、fs/8の場合に限定している。ただし、疑似引き込みのモードがΔf=fs/4の場合には、Capture Rangeの範囲を広めなければΔf=fs/4で引き込むことはない。またΔf=fs/12・・・・・の場合、領域判定回路の判定区域を狭めれば疑似引き込みの検出を行うことができるが、今回はその説明を省略する。
【0042】
間欠リセット信号発生回路8は、一定周期でリセットパルスを発生させる回路である。間欠リセット信号発生回路8は、搬送波非同期検出回路7で発生する搬送波非同期検出信号と領域判定回路9で発生する疑似引き込み検出信号のORをとり、リセットパルス発生時に、その結果がHighならば、CARR LPF4に間欠リセット信号を送る。
【0043】
このような一連の操作は、搬送波が正しく引き込むまで、繰り返し続けられる。
【0044】
【他の実施の形態】
次に、本発明による他の実施の形態について説明する。
【0045】
図1において説明された本発明による一実施の形態では、同期検波回路についての実施例について示したが、本発明による他の実施の形態においては準同期検波回路を用いた場合についての実施例について説明する。
【0046】
図5は本発明による他の実施の形態の一実施例として準同期検波回路に適用した場合のブロック構成図である。
【0047】
本発明では、図1でも示した通り、A/D出力信号Ich2、Qch2を領域判定回路9に入力させて、搬送波の疑似引き込みを検出し、搬送波の再引き込みから同期判定までを行っている。よって、図5のような準同期検波回路でも図1の実施例と同等の効果が得られる。
【0048】
また、変調方式がQPSK以外の8PSKや16QAM、32QAM等の多値QAMの場合でも、本発明を同様に適用することができる。
【0049】
また、図3のシンボルの領域判定回路において、A領域とB領域のそれぞれに存在するシンボルの数を一定時間カウントし、A領域でカウントされたシンボル数aとB領域でカウントされたシンボル数bの比較を
b>a/2
という条件で行ったが、それ以外にも
b>a/N(N=1、3、4、5・・・・)
というような条件でも比較を行うことができる。
【0050】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成され、作用するものであり、本発明によれば以下に示すような効果が得られる。
【0051】
本発明では、搬送波の同期判定を行う際に、FECのアラーム信号を用いる代わりに、領域判定回路を用いることで、搬送波の疑似引き込みの検出から、同期判定までにかかる時間を従来よりも短くすることができる。
【0052】
搬送波の疑似引き込みの検出にFECのアラーム信号を用いた場合には、図4(a)のように搬送波の再引き込みから同期判定までに数フレーム分の時間を要していたが、FECの代わりに領域判定回路を用いることで、図4(b)のように搬送波の再引き込みから同期判定までを数100シンボル単位で行うことができるようになった。これが、本発明の大きな効果である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施の形態の一実施例を示すブロック構成図である。
【図2】疑似引き込み時のコンスタレーションを示す図である。
【図3】(a)は疑似引き込み時のコンスタレーションを示し、(b)は領域判定回路の一実施例を示すブロック構成図である。
【図4】搬送波の同期判定までの過程を示し、(a)は従来の場合を、(b)は本発明の場合である。
【図5】本発明による他の実施の形態の一実施例を示すブロック構成図である。
【図6】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…直交検波器
2…アナログ・ディジタル変換器(A/D)
3…搬送波位相検波器(CARR PD)
4…搬送波ループフィルタ(CARR LPF)
5…発振器
6…C/N算出回路(推定回路)
7…搬送波(キャリア)非同期検出回路
8…間欠リセット信号発生回路
9…領域判定回路
10…B領域判定回路
11…A領域判定回路
12、13…カウンタ
14…比較器
15…直交検波器
16…A/D変換器
18…位相回転器
19…CARR PD
20…CARR LPF
21…数値制御発振器
22…C/N推定回路
23…キャリア非同期検出回路
24…間欠リセット信号発生回路
25…シンボル領域判定回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、復調回路に関し、詳しくは、マイクロ波ディジタル無線通信システムの復調回路において、新たにシンボルの領域判定回路を追加することにより、搬送波の疑似引き込みの検出を簡易化し、搬送波の同期判定にかかる時間を短縮することができ、搬送波の同期判定、特に疑似引き込み状態を検出する過程において、従来用いられていた誤り訂正符号器(FEC)のALARM信号の代わりに、領域判定回路を用いることによって、搬送波の再引き込みから同期判定までにかかる時間を短縮することができる復調回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロ波ディジタル無線通信システムの復調回路の基本的な従来構成例として、図6に示すものが知られている。この従来における復調回路において、搬送波の非同期の検出は、C/N算出回路31で得られるC/Nと搬送波非同期検出回路32で設定するC/Nの閾値を用いて、C/N算出回路31で得られるC/NがC/Nの閾値よりも低い場合に、搬送波を非同期と判定している。
【0003】
しかしながら、この場合には、C/Nの閾値を搬送波の引き込んだ状態でのC/Nに近い値にすると、雑音が入ってC/Nが悪くなったときに引き込んでいるにもかかわらず、非同期と判定してしまい、間欠リセット信号がかかってしまうために信号が外れやすく安定しない。
【0004】
一方、C/Nの閾値を低く設定すると、図2のように疑似引き込みの状態でも、同期していると判定してしまい、非同期の判定を行うことができない。この場合、搬送波の疑似引き込みの状態を判定するのには、FEC(誤り訂正符号器)34のアラーム信号が用いられるが、FEC34のアラーム信号を用いると、搬送波の再引き込みから同期判定までに数フレーム分の遅延が生じてしまう(図4(a)参照)。
【0005】
上記課題を解決するために、第1の先行技術として挙げられる特開平10−65748号公報には、正規の領域以外の特定領域に存在する信号点をカウントすることにより疑似引き込み状態を判定し、VCOの動作を正常にするための起動をかけ、位相制御を正常化する復調システムが開示されている。
【0006】
また第2の先行技術として挙げられる、本出願と同一出願人による出願に係る特願2001−260314号明細書には、信号点が正規の領域内か否かを検出し、NCOによる位相制御を正常化する復調器が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記第1の先行技術に開示された復調システムでは、疑似引き込み状態の時に信号が存在する領域を予め設定しておいて、一定時間にその領域に存在した点の数cと予め設定していた所定値dとの比較を行い、c>dなら疑似引き込みと判定している。
【0008】
一方、これに対して本発明では、疑似引き込み状態の時に信号が存在する領域と正常時に信号が存在する領域をそれぞれ設定して、一定時間にそれぞれの領域に存在する信号の数(疑似引き込み状態の信号数a、正常時の信号数b)をカウントし、a>b/2なら疑似引き込みと判定している。つまり、疑似引き込みの領域を設定して、ある一定時間にその領域に存在する信号数をカウントするという点では同じであるが、その比較対象が、上記第1の先行技術では、予め設定していた所定値であるのに対して、本発明では、正常時に信号が存在する領域でカウントされた値とを使っている点において大きな差異が存在する。
【0009】
本発明は従来の上記実情に鑑み、先行技術に内在する上記課題を解決する為になされたものであり、従って本発明の目的は、新たに領域判定回路を用いることにより、搬送波が疑似引き込み状態になった時に、搬送波の再引き込みから、同期判定までに到達する過程において、その時間を短縮することを可能とした新規な復調回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明に係る復調回路は、入力IF信号を互いに直交するベースバンド成分に変換する直交検波器及び後記搬送波再生PLL回路の発振器と、前記直交するベースバンド信号を互いに直交するディジタル信号に変換するA/D変換器と、前記発振器と前記直交するディジタル信号を入力する搬送波位相検波器とループフィルタとから成り搬送波の同期確立を行う搬送波再生PLL回路と、前記直交するディジタル信号によりC/Nを算出するC/N算出回路と、該C/N算出回路により求められたC/Nと予め設定されたC/Nの閾値とを比較し該比較の結果搬送波非同期検出信号を出力する搬送波非同期検出回路と、前記直交するディジタル信号を入力し搬送波の疑似引き込み状態を検出する領域判定回路と、該領域判定回路により出力される疑似引き込み検出信号と前記搬送波非同期検出回路により出力される搬送波非同期検出信号の論理和をとり前記ループフィルタに一定周期でリセットパルスを発生させる間欠リセット信号発生回路とを備えて構成される。
【0011】
前記搬送波非同期検出回路は、前記算出されたC/NとC/Nの閾値とを比較した結果前記算出されたC/NがC/Nの前記閾値よりも低い場合に搬送波は引き込んでいないと判断して前記搬送波非同期検出信号を出力する。
【0012】
前記領域判定回路は、入力された前記直交するディジタル信号のうちIch、Qchの各信号が位相平面の第1の領域、第2の領域のどちらに存在するかを判定する第1の領域判定回路、第2の領域判定回路と、前記第1の領域判定回路により第1の領域に存在すると判定された信号の個数を一定時間内にカウントする第1のカウンタと、前記第2の領域判定回路により第2の領域に存在すると判定された信号の個数を一定時間内にカウントする第2のカウンタと、前記第1のカウンタの出力と前記第2のカウンタの出力とを一定の条件の基に比較し前記一定条件を満たしていれば疑似引き込み検出信号を出力する比較回路とを有している。
【0013】
前記一定の条件は、変調速度をfs、変調方式をQPSKとした場合に、100×(1/fs)時間内に前記第1のカウンタのカウンタ値をa、前記第2のカウンタのカウンタ値をbとすると、b>a/2とすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をその好ましい一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0015】
図1は本発明による一実施の形態の一実施例を示すブロック構成図である。
【0016】
【実施の形態の構成】
本発明の説明を、図1に示すような同期検波回路を用いた実施例をもとに行なう。また、図1では、入力信号形式はQPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相位相偏移変調)を想定している。
【0017】
図1を参照するに、本発明による一実施の形態のブロック構成は、直交検波器1、アナログ・ディジタル変換器(A/D)2、搬送波位相検波器(CARR PD)3、搬送波ループフィルタ(CARR LPF)4、発振器5、C/N算出回路6、搬送波非同期検出回路7、間欠リセット信号発生回路8で構成される同期検波回路に、新たにシンボルの領域判定回路9を加えたものである。
【0018】
直交検波器1と発振器5により、入力中間周波数(IF)信号IF INはベースバンド信号Ich1、Qch1に変換される。以降、ベースバンド信号で互いに直交する2つの成分を、それぞれIch、Qchとする。
【0019】
アナログ・ディジタル変換器(A/D)2は、以降の処理をディジタルで行うために、アナログ信号Ich1、Qch1をディジタル信号Ich2、Qch2に変換する。
【0020】
搬送波位相検波器(CARR PD)3は、復調された信号、つまりベースバンド信号Ich2、Qch2の位相誤差を検出するものであり、ベースバンド信号の位相が進んでいるか遅れているかを判断する。例えば、位相が進んでいれば+1を、遅れていれば−1を出力するものでもよいし、位相の遅れ進みの大小に応じた連続の値を出力するものでもよい。
【0021】
搬送波ループフィルタ(CARR LPF)4は、搬送波位相検波器3が出力した位相誤差信号から高周波成分を取り除くループフィルタである。
【0022】
本発明における復調回路では、搬送波の同期、非同期状態の検出には、C/N算出回路6と搬送波非同期検出回路7を用いている。
【0023】
C/N算出回路6は、A/D出力信号Ich2、Qch2からそのC/Nを求めるものである。
【0024】
搬送波非同期検出回路7は、C/N算出回路6で得られたC/Nと予め設定されたC/Nの閾値との比較を行い、C/N算出回路6で得られたC/NがC/Nの閾値よりも低い場合には、搬送波非同期検出信号を発生させる。
【0025】
間欠リセット信号発生回路8は、搬送波ループフィルタ4に間欠的にリセットパルスをかける間欠リセット信号を発生させる回路である。
【0026】
領域判定回路9は、信号が図2に示すような疑似引き込みの状態にある時には、その状態を判定し、疑似引き込み検出信号を発生させる回路である。
【0027】
【実施の形態の動作】
次に、本発明による一実施の形態の図1に示された同期回路を例に、この回路についての動作を説明する。
【0028】
ただし、A/D2、CARR PD3、CARR LPF4については、本発明には直接関係がないために、それらの詳細な説明は省略する。
【0029】
発振器5と直交検波器1によって、入力IF信号IF INは、互いに直交する2つのベースバンド成分Ich1、Qch1に変換される。
【0030】
これらのベースバンド成分Ich1、Qch1は、A/D変換器2でディジタル信号Ich2、Qch2に変換される。
【0031】
搬送波同期の確立は、CARR PD3、CARR LPF4、発振器5で構成される搬送波再生PLL回路で行われる。
【0032】
また、A/D変換器2の出力信号Ich2、Qch2は、搬送波再生PLL回路以外にも、C/N算出回路6と領域判定回路9にも入力される。
【0033】
本発明で用いる復調回路において、搬送波の同期、非同期の検出は、C/N算出回路6と搬送波非同期検出回路7で行われる。
【0034】
C/N算出回路6は、ディジタル入力信号Ich2、Qch2を使って、C/Nを求めるものである。例えば、その求め方は、ディジタル入力信号Ich2、Qch2のそれぞれの分散を求めた後に、それらの加算を行い、雑音電力を求めて、C/Nを算出するといったような方法である。求められたC/Nは、搬送波非同期検出回路7で予め設定されたC/Nの閾値と比較され、C/Nの閾値よりも低い場合には、搬送波は引き込んでいないと判断し、搬送波非同期検出回路7で搬送波非同期検出信号を出力する。
【0035】
しかしながら、この回路を用いた場合には、搬送波非同期検出回路7で設定するC/Nの閾値によって、搬送波の同期引き込み特性が変わってくる。今、C/Nの閾値を搬送波の引き込んだ状態でC/Nに近い値にすると、雑音が入ってC/Nが悪くなった場合には、引き込んでいるにもかかわらず、非同期と判定してしまい間欠リセット信号がかかってしまうために信号が外れやすく不安定な状態となる。
【0036】
一方、C/Nの閾値を低く設定した場合には、図2のように疑似引き込みの状態でも同期していると判定してしまい、非同期の判定を行うことができない。
【0037】
そこで、本発明においては搬送波の疑似引き込み状態を検出するための回路として、領域判定回路9が設けられている。
【0038】
今、変調速度をfs、変調方式をQPSKとすると、図2に示すように、QPSKが正常状態の場合には、信号は●点で引き込むが、搬送波に対してΔf=fs/8で引き込んだ場合には、信号は×点で引き込み、安定する。そこで、このような疑似引き込みの状態を検出するために、ディジタル入力信号Ich2、Qch2の各信号が、図3(a)に示すA領域、B領域のどちらに存在するかを、図3(b)に示す領域判定回路9のA領域検出回路11、B領域判定回路10でそれぞれ検出し、各個数を一定時間内でカウントする。その後、それぞれのカウンタ値をある条件下で比較し、その条件を満たしていれば、疑似引き込みと判定するものとする。
【0039】
例えば、100×(1/fs)時間内にA領域検出回路11、カウンタ13で得られたカウンタ値をa、B領域検出回路10、カウンタ12で得られたカウンタ値をbとすると、
b>a/2
という条件を満たす場合に疑似引き込みと判定し、疑似引き込み検出信号を発生させる。このようにすることで、疑似引き込みの検出を100シンボル毎に簡易に行うことができる。よって、図4(b)のようにキャリアの再引き込みから同期判定までを100シンボル近くで行うことができる。
【0040】
搬送波の疑似引き込みの検出にFECのアラーム信号を用いる場合には、図4(a)のように搬送波の再引き込みから同期判定までに数フレームの時間を要していたが、FECの代わりに領域判定回路9を用いることで、図4(b)のように搬送波の再引き込みから同期判定までを数100シンボル単位で行うことができる。
【0041】
本来、疑似引き込みのモードには、Δf=fs/4、fs/8、fs/12・・・・とあるが、今回は、fs/8の場合に限定している。ただし、疑似引き込みのモードがΔf=fs/4の場合には、Capture Rangeの範囲を広めなければΔf=fs/4で引き込むことはない。またΔf=fs/12・・・・・の場合、領域判定回路の判定区域を狭めれば疑似引き込みの検出を行うことができるが、今回はその説明を省略する。
【0042】
間欠リセット信号発生回路8は、一定周期でリセットパルスを発生させる回路である。間欠リセット信号発生回路8は、搬送波非同期検出回路7で発生する搬送波非同期検出信号と領域判定回路9で発生する疑似引き込み検出信号のORをとり、リセットパルス発生時に、その結果がHighならば、CARR LPF4に間欠リセット信号を送る。
【0043】
このような一連の操作は、搬送波が正しく引き込むまで、繰り返し続けられる。
【0044】
【他の実施の形態】
次に、本発明による他の実施の形態について説明する。
【0045】
図1において説明された本発明による一実施の形態では、同期検波回路についての実施例について示したが、本発明による他の実施の形態においては準同期検波回路を用いた場合についての実施例について説明する。
【0046】
図5は本発明による他の実施の形態の一実施例として準同期検波回路に適用した場合のブロック構成図である。
【0047】
本発明では、図1でも示した通り、A/D出力信号Ich2、Qch2を領域判定回路9に入力させて、搬送波の疑似引き込みを検出し、搬送波の再引き込みから同期判定までを行っている。よって、図5のような準同期検波回路でも図1の実施例と同等の効果が得られる。
【0048】
また、変調方式がQPSK以外の8PSKや16QAM、32QAM等の多値QAMの場合でも、本発明を同様に適用することができる。
【0049】
また、図3のシンボルの領域判定回路において、A領域とB領域のそれぞれに存在するシンボルの数を一定時間カウントし、A領域でカウントされたシンボル数aとB領域でカウントされたシンボル数bの比較を
b>a/2
という条件で行ったが、それ以外にも
b>a/N(N=1、3、4、5・・・・)
というような条件でも比較を行うことができる。
【0050】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成され、作用するものであり、本発明によれば以下に示すような効果が得られる。
【0051】
本発明では、搬送波の同期判定を行う際に、FECのアラーム信号を用いる代わりに、領域判定回路を用いることで、搬送波の疑似引き込みの検出から、同期判定までにかかる時間を従来よりも短くすることができる。
【0052】
搬送波の疑似引き込みの検出にFECのアラーム信号を用いた場合には、図4(a)のように搬送波の再引き込みから同期判定までに数フレーム分の時間を要していたが、FECの代わりに領域判定回路を用いることで、図4(b)のように搬送波の再引き込みから同期判定までを数100シンボル単位で行うことができるようになった。これが、本発明の大きな効果である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施の形態の一実施例を示すブロック構成図である。
【図2】疑似引き込み時のコンスタレーションを示す図である。
【図3】(a)は疑似引き込み時のコンスタレーションを示し、(b)は領域判定回路の一実施例を示すブロック構成図である。
【図4】搬送波の同期判定までの過程を示し、(a)は従来の場合を、(b)は本発明の場合である。
【図5】本発明による他の実施の形態の一実施例を示すブロック構成図である。
【図6】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…直交検波器
2…アナログ・ディジタル変換器(A/D)
3…搬送波位相検波器(CARR PD)
4…搬送波ループフィルタ(CARR LPF)
5…発振器
6…C/N算出回路(推定回路)
7…搬送波(キャリア)非同期検出回路
8…間欠リセット信号発生回路
9…領域判定回路
10…B領域判定回路
11…A領域判定回路
12、13…カウンタ
14…比較器
15…直交検波器
16…A/D変換器
18…位相回転器
19…CARR PD
20…CARR LPF
21…数値制御発振器
22…C/N推定回路
23…キャリア非同期検出回路
24…間欠リセット信号発生回路
25…シンボル領域判定回路
Claims (4)
- 入力IF信号を互いに直交するベースバンド成分に変換する直交検波器及び後記搬送波再生PLL回路の発振器と、前記直交するベースバンド信号を互いに直交するディジタル信号に変換するA/D変換器と、前記発振器と前記直交するディジタル信号を入力する搬送波位相検波器とループフィルタとから成り搬送波の同期確立を行う搬送波再生PLL回路と、前記直交するディジタル信号によりC/Nを算出するC/N算出回路と、該C/N算出回路により求められたC/Nと予め設定されたC/Nの閾値とを比較し該比較の結果搬送波非同期検出信号を出力する搬送波非同期検出回路と、前記直交するディジタル信号を入力し搬送波の疑似引き込み状態を検出する領域判定回路と、該領域判定回路により出力される疑似引き込み検出信号と前記搬送波非同期検出回路により出力される搬送波非同期検出信号の論理和をとり前記ループフィルタに一定周期でリセットパルスを発生させる間欠リセット信号発生回路とを有することを特徴とする復調回路。
- 前記搬送波非同期検出回路は、前記算出されたC/NとC/Nの閾値とを比較した結果前記算出されたC/NがC/Nの前記閾値よりも低い場合に搬送波は引き込んでいないと判断して前記搬送波非同期検出信号を出力することを更に特徴とする請求項1に記載の復調回路。
- 前記領域判定回路は、入力された前記直交するディジタル信号のうちIch、Qchの各信号が位相平面の第1の領域、第2の領域のどちらに存在するかを判定する第1の領域判定回路、第2の領域判定回路と、前記第1の領域判定回路により第1の領域に存在すると判定された信号の個数を一定時間内にカウントする第1のカウンタと、前記第2の領域判定回路により第2の領域に存在すると判定された信号の個数を一定時間内にカウントする第2のカウンタと、前記第1のカウンタの出力と前記第2のカウンタの出力とを一定の条件の基に比較し前記一定条件を満たしていれば疑似引き込み検出信号を出力する比較器とを有することを更に特徴とした請求項1または2のいずれか一項に記載の復調回路。
- 前記一定の条件は、変調速度をfs、変調方式をQPSKとした場合に、100×(1/fs)時間内に前記第1のカウンタのカウンタ値をa、前記第2のカウンタのカウンタ値をbとすると、
b>a/2
であることを更に特徴とする請求項3に記載の復調回路。
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