JPH0748750B2 - 同期復調装置 - Google Patents
同期復調装置Info
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- JPH0748750B2 JPH0748750B2 JP63288344A JP28834488A JPH0748750B2 JP H0748750 B2 JPH0748750 B2 JP H0748750B2 JP 63288344 A JP63288344 A JP 63288344A JP 28834488 A JP28834488 A JP 28834488A JP H0748750 B2 JPH0748750 B2 JP H0748750B2
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- Japan
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- signal
- output
- frequency
- noise ratio
- circuit
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/227—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
- H04L27/2271—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals
- H04L27/2273—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals associated with quadrature demodulation, e.g. Costas loop
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/186—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual signal points belong, e.g. coset coding or related schemes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0044—Control loops for carrier regulation
- H04L2027/0063—Elements of loops
- H04L2027/0067—Phase error detectors
-
- H—ELECTRICITY
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0044—Control loops for carrier regulation
- H04L2027/0071—Control of loops
- H04L2027/0073—Detection of synchronisation state
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- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0083—Signalling arrangements
- H04L2027/0089—In-band signals
- H04L2027/0093—Intermittant signals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は畳み込み符号により変調されたｎ相（ｎは正の
整数）PSK信号の復調に利用する。特に、被変調信号か
ら搬送波を再生して復調する同期復調装置に関する。さ
らに詳しくは、再生搬送波の位相同期確立に関する。
整数）PSK信号の復調に利用する。特に、被変調信号か
ら搬送波を再生して復調する同期復調装置に関する。さ
らに詳しくは、再生搬送波の位相同期確立に関する。
〔概 要〕 本発明は、畳み込み符号により変調されたｎ相PSK信号
を受信信号とし、この信号に同期した搬送波を再生して
受信信号を復調する同期復調装置において、 復調された信号の誤り率および信号対雑音比が最適とな
るように再生搬送波の周波数または位相を制御すること
により、 擬似同期状態となることなく、受信信号に正しく同期し
た再生搬送波を得るものである。
を受信信号とし、この信号に同期した搬送波を再生して
受信信号を復調する同期復調装置において、 復調された信号の誤り率および信号対雑音比が最適とな
るように再生搬送波の周波数または位相を制御すること
により、 擬似同期状態となることなく、受信信号に正しく同期し
た再生搬送波を得るものである。
畳み込み符号により変調されたｎ相PSK信号を復調する
ため、従来から、同期復調方式が用いられている。同期
復調方式では、受信信号から基準位相をもつ搬送波を再
生し、その位相と受信信号の位相とを比較することによ
り復調する。この場合に、再生搬送波の周波数を受信信
号の搬送波に正しく同期させることが必要である。この
ため従来は、復調された信号の誤り率を測定し、この値
があるしきい値以下になったときに同期が確立したもの
と判定していた。
ため、従来から、同期復調方式が用いられている。同期
復調方式では、受信信号から基準位相をもつ搬送波を再
生し、その位相と受信信号の位相とを比較することによ
り復調する。この場合に、再生搬送波の周波数を受信信
号の搬送波に正しく同期させることが必要である。この
ため従来は、復調された信号の誤り率を測定し、この値
があるしきい値以下になったときに同期が確立したもの
と判定していた。
誤り率は、誤り訂正後のデータを再符号化したデータ
と、誤り訂正前のデータとを比較することにより求めら
れる。復調同期が確立している場合には、誤り訂正前の
データ列は、伝送路中の雑音により若干ずれてはいて
も、ほぼ送信側で用いた符号語と等しくなる。このた
め、誤り率が小さければ同期が確立したものと判定でき
る。
と、誤り訂正前のデータとを比較することにより求めら
れる。復調同期が確立している場合には、誤り訂正前の
データ列は、伝送路中の雑音により若干ずれてはいて
も、ほぼ送信側で用いた符号語と等しくなる。このた
め、誤り率が小さければ同期が確立したものと判定でき
る。
しかし、従来の判定方法では擬似同期の問題があった。
すなわち、誤り訂正前のデータ列が送信側で用いている
符号器の符号語に一致していれば、たとえ実際には正し
く復調されていない場合でも同期が確立したものと判定
されることがあった。
すなわち、誤り訂正前のデータ列が送信側で用いている
符号器の符号語に一致していれば、たとえ実際には正し
く復調されていない場合でも同期が確立したものと判定
されることがあった。
この擬似同期の実例として、拘束長７、生成多項式（８
進表示）が171、133の畳み込み符号を用い、変調方式と
して２相位相変調（BPSK）を用いた場合を例に説明す
る。符号器としては、第５図に示したような７段シフト
レジスタを備えたものが用いられる。７段シフトレジス
タの１段目、２段目、３段目、４段目および７段目のレ
ジスタの値について排他的論理和をとることにより171
の符号化データが得られ、１段目、３段目、４段目、６
段目および７段目のレジスタの値について排他的論理和
をとることにより133の符号化データが得られる。
進表示）が171、133の畳み込み符号を用い、変調方式と
して２相位相変調（BPSK）を用いた場合を例に説明す
る。符号器としては、第５図に示したような７段シフト
レジスタを備えたものが用いられる。７段シフトレジス
タの１段目、２段目、３段目、４段目および７段目のレ
ジスタの値について排他的論理和をとることにより171
の符号化データが得られ、１段目、３段目、４段目、６
段目および７段目のレジスタの値について排他的論理和
をとることにより133の符号化データが得られる。
送信側の入力データ列をDn（Dn＝±１）と表す。これを
171および133の符号器で符号化したデータ列をそれぞれ
Cn 171およびCn 133とすると、 Cn 171＝Dn×Dn-1×Dn-2×Dn-3×Dn-6 Cn 133＝Dn×Dn-2×Dn-3×Dn-5×Dn-6 となる。ただし、２値データをすべて「＋１」、「−
１」で表す。
171および133の符号器で符号化したデータ列をそれぞれ
Cn 171およびCn 133とすると、 Cn 171＝Dn×Dn-1×Dn-2×Dn-3×Dn-6 Cn 133＝Dn×Dn-2×Dn-3×Dn-5×Dn-6 となる。ただし、２値データをすべて「＋１」、「−
１」で表す。
この二つの符号化データ列による変調波を受信側で復調
する。正しく復調されれば、復調後のデータはCn 177お
よびCn 133となり、誤り訂正回路で復号することによりD
nが得られる。
する。正しく復調されれば、復調後のデータはCn 177お
よびCn 133となり、誤り訂正回路で復号することによりD
nが得られる。
しかし、何らかの事情により復調が正しく行われず、Cn
171′およびCn 133′という復調データが得られたとす
る。また、これを誤り訂正復号して得られたデータ▲Ｄ
′ ｎ▼が、もとのデータDnと、 ▲Ｄ′ ｎ▼＝Dn（−１）ｎ の関係があったとする。このような復号データが得られ
るのは、 の場合である。このような復調データCn 171′、Cn 133′
は符号語であり、Cn 171、−Cn171、Cn 133、−Cn 133もま
た符号語である。したがって、復号器は正しく復号動作
を実行し、位相同期が確立していると判定してしまう。
171′およびCn 133′という復調データが得られたとす
る。また、これを誤り訂正復号して得られたデータ▲Ｄ
′ ｎ▼が、もとのデータDnと、 ▲Ｄ′ ｎ▼＝Dn（−１）ｎ の関係があったとする。このような復号データが得られ
るのは、 の場合である。このような復調データCn 171′、Cn 133′
は符号語であり、Cn 171、−Cn171、Cn 133、−Cn 133もま
た符号語である。したがって、復号器は正しく復号動作
を実行し、位相同期が確立していると判定してしまう。
このようなデータCn 171′、Cn 133′が復調される場合に
ついて説明する。
ついて説明する。
BPSKでは、符号化されたデータ列Cn 171、Cn 133を並列直
接変換し、 なるデータ列Bmを変調器から送出する。ここで、直列並
列変換される前の復調データ▲Ｂ′ ｍ▼と送信側のデー
タ列Bmとが、 の関係があると、復調データとしてCn 171′、Cn 133′が
生成される。
接変換し、 なるデータ列Bmを変調器から送出する。ここで、直列並
列変換される前の復調データ▲Ｂ′ ｍ▼と送信側のデー
タ列Bmとが、 の関係があると、復調データとしてCn 171′、Cn 133′が
生成される。
伝送速度をfsとし、復調に用いる再生搬送波の周波数が
実際の搬送波からfs/4だけずれていると、復調されるデ
ータ列▲Ｂ″ ｍ▼は、 となる。この値は、二値判定の場合には▲Ｂ′ ｍ▼と等
しい。
実際の搬送波からfs/4だけずれていると、復調されるデ
ータ列▲Ｂ″ ｍ▼は、 となる。この値は、二値判定の場合には▲Ｂ′ ｍ▼と等
しい。
すなわち、再生搬送波の周波数がfs/4だけずれている場
合でも、復号器が正しく復号動作を実行し、同期が確立
していると誤って判定してしまう。この現象が、復調信
号の誤り率を同期判定の条件とした場合の擬似同期であ
る。再生搬送波の周波数がfs/8ずれているときにも同様
の現象が発生する。この擬似同期に対して正しく同期し
た状態を以下「正規同期」という。
合でも、復号器が正しく復号動作を実行し、同期が確立
していると誤って判定してしまう。この現象が、復調信
号の誤り率を同期判定の条件とした場合の擬似同期であ
る。再生搬送波の周波数がfs/8ずれているときにも同様
の現象が発生する。この擬似同期に対して正しく同期し
た状態を以下「正規同期」という。
本発明は、以上の問題点を解決し、擬似同期の状態とな
ることなく、受信信号に正しく位相同期した搬送波を再
生することのできる同期復調装置を提供することを目的
とする。
ることなく、受信信号に正しく位相同期した搬送波を再
生することのできる同期復調装置を提供することを目的
とする。
本発明の同期復調装置、復調信号の信号対雑音比を測定
する信号対雑音比測定手段を設け、制御手段に、誤り率
測定手段の出力で同期と判定した周波数において信号対
雑音比測定手段が測定した信号対雑音比の最大となるも
のを選択して周波数または位相の制御を行う手段を備え
たことを特徴とする。
する信号対雑音比測定手段を設け、制御手段に、誤り率
測定手段の出力で同期と判定した周波数において信号対
雑音比測定手段が測定した信号対雑音比の最大となるも
のを選択して周波数または位相の制御を行う手段を備え
たことを特徴とする。
二つの入力に基づく制御を複数回繰り返して実行し、最
も確からしい周波数、なわち最尤周波数を求めることも
できる。
も確からしい周波数、なわち最尤周波数を求めることも
できる。
誤り率の測定だけでは、復調器が受信信号の搬送波の正
しく同期しているかどうかは判定できないことがある。
そこで、復調器の出力の信号対雑音比を測定し、その値
を誤り率の測定値に組み合わせて復調器の同期状態を判
定する。これにより擬似同期を回避できる。
しく同期しているかどうかは判定できないことがある。
そこで、復調器の出力の信号対雑音比を測定し、その値
を誤り率の測定値に組み合わせて復調器の同期状態を判
定する。これにより擬似同期を回避できる。
また、周波数の制御を繰り返すことにより、電源投入時
などの各回路の不安定性による同期判定の誤りを回避で
きる。
などの各回路の不安定性による同期判定の誤りを回避で
きる。
第１図は本発明実施例同期復調装置のブロック構成図で
ある。
ある。
この装置は、畳み込み符号により変調されたｎ相（ｎは
正の整数）PSK信号を入力とし、このPSK信号に位相同期
する搬送波を再生する搬送波再生回路として位相検出器
２、ループフィルタ３および電圧制御発振器４を備え、
この電圧制御発振器４の出力に得られる再生搬送波を用
いてPSK信号を復調する復調器として直交復調器１を備
え、直交復調器１の出力に得られる復調信号の誤り率を
測定する誤り率測定手段として誤り訂正回路５を備え、
この誤り訂正回路５の出力する誤り率に基づいて同期判
定を行い搬送波再生回路が出力する再生搬送波の周波数
または位相を制御する制御手段として制御回路７を備え
る。
正の整数）PSK信号を入力とし、このPSK信号に位相同期
する搬送波を再生する搬送波再生回路として位相検出器
２、ループフィルタ３および電圧制御発振器４を備え、
この電圧制御発振器４の出力に得られる再生搬送波を用
いてPSK信号を復調する復調器として直交復調器１を備
え、直交復調器１の出力に得られる復調信号の誤り率を
測定する誤り率測定手段として誤り訂正回路５を備え、
この誤り訂正回路５の出力する誤り率に基づいて同期判
定を行い搬送波再生回路が出力する再生搬送波の周波数
または位相を制御する制御手段として制御回路７を備え
る。
ここで本実施例の特徴とするところは、復調信号の信号
対雑音比を測定する信号対雑音比測定手段として信号対
雑音比測定回路６を備え、制御回路７は、誤り訂正回路
５の出力で同期と判定した周波数において信号対雑音比
測定回路６が測定した信号対雑音比の最大となるものを
選択して周波数または位相の制御を行う手段を含むこと
にある。
対雑音比を測定する信号対雑音比測定手段として信号対
雑音比測定回路６を備え、制御回路７は、誤り訂正回路
５の出力で同期と判定した周波数において信号対雑音比
測定回路６が測定した信号対雑音比の最大となるものを
選択して周波数または位相の制御を行う手段を含むこと
にある。
入力信号の搬送波周波数に±Δｆの不安定性がある場合
に、制御回路７の出力電圧を変化させて、電圧制御発振
器４の発振周波数を−Δｆ〜＋Δｆの範囲で変化させ
る。このとき、誤り訂正回路５によって同期判定を行
い、電圧制御発振器４の出力する再生搬送波の周波数を
入力信号に同期させる。しかし、誤り訂正回路５による
同期判定では、正規同期と疑似同期とを区別できない。
に、制御回路７の出力電圧を変化させて、電圧制御発振
器４の発振周波数を−Δｆ〜＋Δｆの範囲で変化させ
る。このとき、誤り訂正回路５によって同期判定を行
い、電圧制御発振器４の出力する再生搬送波の周波数を
入力信号に同期させる。しかし、誤り訂正回路５による
同期判定では、正規同期と疑似同期とを区別できない。
そこで、直交復調器１の出力について、信号対雑音比測
定回路６により信号対雑音比を測定して正規同期か擬似
同期かを判別する。
定回路６により信号対雑音比を測定して正規同期か擬似
同期かを判別する。
第２図は信号対雑音比測定回路６の一例を示すブロック
構成図である。
構成図である。
直交復調器１の出力は、絶対値回路21と、二乗回路24と
に入力される。
に入力される。
絶対値回路21の出力は平均回路22により平均化される。
これにより雑音成分が圧縮され、信号電圧にほぼ等しい
値が得られる。二乗回路23は平均回路22の出力を二乗
し、信号電力PSを推定する。
これにより雑音成分が圧縮され、信号電圧にほぼ等しい
値が得られる。二乗回路23は平均回路22の出力を二乗
し、信号電力PSを推定する。
二乗回路24の出力は平均回路25により平均化され、信号
および雑音の全電力PTが求められる。減算回路26は、二
乗回路24の出力に得られた全電力PTから、二乗回路23の
出力に得られた信号電力PSを減算する。これにより、雑
音電力PNが推定される。
および雑音の全電力PTが求められる。減算回路26は、二
乗回路24の出力に得られた全電力PTから、二乗回路23の
出力に得られた信号電力PSを減算する。これにより、雑
音電力PNが推定される。
二乗回路23の出力および減算回路26の出力は、制御回路
７に供給される。
７に供給される。
制御回路７は、誤り訂正回路５が同期と判定した周波数
に対応する出力電圧のそれぞれについて、 により信号対雑音比を求める。さらに制御回路７は、こ
れらの信号対雑音比を比較し、最大となるものを選択し
て正規同期における出力電圧を判定し、その電圧を電圧
制御発振器４に出力する。
に対応する出力電圧のそれぞれについて、 により信号対雑音比を求める。さらに制御回路７は、こ
れらの信号対雑音比を比較し、最大となるものを選択し
て正規同期における出力電圧を判定し、その電圧を電圧
制御発振器４に出力する。
第３図は正規同期または擬似同期のそれぞれの場合にお
ける信号対雑音比の計算結果の例を示す。この図におい
て、搬送波周波数のずれΔｆが伝送速度fsに対してそれ
ぞれ０、fs/2、fs/4、fs/8のときの値を示す。また、縦
軸は計算された信号対雑音比を示し、横軸は雑音電力に
対するビット当りの信号のエネルギを示す。
ける信号対雑音比の計算結果の例を示す。この図におい
て、搬送波周波数のずれΔｆが伝送速度fsに対してそれ
ぞれ０、fs/2、fs/4、fs/8のときの値を示す。また、縦
軸は計算された信号対雑音比を示し、横軸は雑音電力に
対するビット当りの信号のエネルギを示す。
この図に示すように、Δｆ＝０で表される正規同期の場
合と、擬似同期の場合とは、明らかに有意な差がある。
したがって、正規同期を擬似同期から区別することがで
きる。
合と、擬似同期の場合とは、明らかに有意な差がある。
したがって、正規同期を擬似同期から区別することがで
きる。
制御回路７による電圧制御発振器４の発振周波数の制御
は一度でもよいが、繰り返し行って、最も確からしい周
波数、すなわち最尤周波数を求めることもできる。
は一度でもよいが、繰り返し行って、最も確からしい周
波数、すなわち最尤周波数を求めることもできる。
ここで、電圧制御発振器４の発振周波数の制御を三回ま
で繰り返す場合について説明する。この場合には、最初
の周波数制御により正規同期と判定された再生搬送波の
周波数f1を記憶する。その後に再び同じ動作により正規
同期と判定された周波数f2を先の周波数f1と比較し、f1
＝f2のときにはこの周波数を真の正規同期点と判定す
る。f1≠f2のときには三度目の測定を行い、得られた周
波数f3を先の周波数f1、f2と比較し、f1＝f3のときは周
波数f1を真の正規同期点と判定し、f2＝f3のときには周
波数f2を正規同期点と判定する。この制御の流れを第４
図に示す。
で繰り返す場合について説明する。この場合には、最初
の周波数制御により正規同期と判定された再生搬送波の
周波数f1を記憶する。その後に再び同じ動作により正規
同期と判定された周波数f2を先の周波数f1と比較し、f1
＝f2のときにはこの周波数を真の正規同期点と判定す
る。f1≠f2のときには三度目の測定を行い、得られた周
波数f3を先の周波数f1、f2と比較し、f1＝f3のときは周
波数f1を真の正規同期点と判定し、f2＝f3のときには周
波数f2を正規同期点と判定する。この制御の流れを第４
図に示す。
以上説明したように、本発明の同期復調装置は、誤り率
の測定により同期が確立したものと判定される可能性の
ある複数の再生搬送波周波数について、復調信号の信号
対雑音比が最大となるものを選択する。これにより、誤
り訂正回路における擬似同期の判定を検出して回避する
ことができる。
の測定により同期が確立したものと判定される可能性の
ある複数の再生搬送波周波数について、復調信号の信号
対雑音比が最大となるものを選択する。これにより、誤
り訂正回路における擬似同期の判定を検出して回避する
ことができる。
さらに、擬似同期回避の動作を繰り返すことにより、装
置や伝送路その他の不安定性による誤動作を回避するこ
とができる。
置や伝送路その他の不安定性による誤動作を回避するこ
とができる。
したがって、本発明は、同期復調装置の信頼性を高める
ことができる効果がある。
ことができる効果がある。
第１図は本発明実施例同期復調装置のブロック構成図。 第２図は信号対雑音比測定回路のブロック構成図。 第３図は信号対雑音比の計算結果の例を示す図。 第４図は周波数制御を複数回繰り返す場合の制御の流れ
を示す図。 第５図は符号器の一例を示す図。 １……直交復調器、２……位相検出器、３……ループフ
ィルタ、４……電圧制御発振器、５……誤り訂正回路、
６……信号対雑音比測定回路、７……制御回路、21……
絶対値回路、22、25……平均回路、23、24……二乗回
路、26……減算回路。
を示す図。 第５図は符号器の一例を示す図。 １……直交復調器、２……位相検出器、３……ループフ
ィルタ、４……電圧制御発振器、５……誤り訂正回路、
６……信号対雑音比測定回路、７……制御回路、21……
絶対値回路、22、25……平均回路、23、24……二乗回
路、26……減算回路。
Claims (2)
- 【請求項１】畳み込み符号により変調されたｎ相（ｎは
正の整数）PSK信号を入力とし、このPSK信号に位相同期
する搬送波を再生する搬送波再生回路と、 この搬送波再生回路の出力に得られる再生搬送波を用い
て前記PSK信号を復調する復調器と、 この復調器の出力に得られる復調信号の誤り率を測定す
る誤り率測定手段と、 この誤り率測定手段の出力に基づいて同期判定を行い前
記搬送波再生回路が出力する再生搬送波の周波数または
位相を制御する制御手段と を備えた同期復調装置において、 前記復調信号の信号対雑音比を測定する信号対雑音比測
定手段を設け、 前記制御手段は、前記誤り率測定手段の出力で同期と判
定した周波数において前記信号対雑音比測定手段が測定
した信号対雑音比の最大となるものを選択して周波数ま
たは位相の制御を行う手段を含む ことを特徴とする同期復調装置。 - 【請求項２】請求項１記載の同期復調装置において、 前記制御手段は、前記二つの入力に基づく制御を複数回
繰り返して実行する手段を含む ことを特徴とする同期復調装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63288344A JPH0748750B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | 同期復調装置 |
| EP89121080A EP0369406B1 (en) | 1988-11-15 | 1989-11-14 | Coherent PSK demodulator using bit error rate and S/N ratio to establish synchronization |
| DE68927039T DE68927039T2 (de) | 1988-11-15 | 1989-11-14 | Herstellung der Synchronisation unter Verwendung der Bitfehlerrate und des Störabstands in einem kohärenten Phasensprungdemodulator |
| US07/824,716 US5157694A (en) | 1988-11-15 | 1992-01-17 | Coherent psk demodulator using bit error rate and s/n ratio to establish synchronization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63288344A JPH0748750B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | 同期復調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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