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JP2699641B2 - 位相ジッタ抑圧回路 - Google Patents

位相ジッタ抑圧回路

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JP2699641B2
JP2699641B2 JP2272799A JP27279990A JP2699641B2 JP 2699641 B2 JP2699641 B2 JP 2699641B2 JP 2272799 A JP2272799 A JP 2272799A JP 27279990 A JP27279990 A JP 27279990A JP 2699641 B2 JP2699641 B2 JP 2699641B2
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厚 吉田
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NEC Corp
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/38Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/3845Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier
    • H04L27/3854Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier using a non - coherent carrier, including systems with baseband correction for phase or frequency offset
    • H04L27/3872Compensation for phase rotation in the demodulated signal

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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〕 本発明はデータモデム受信機において回線上に発生し
た位相ジッタを抑圧する位相ジッタ抑圧回路に関する。
〔従来の技術〕
データモデム受信機を使用したディジタルデータ伝送
において、回線上に発生する位相ジッタは伝送エラーを
引き起こし、情報伝送の効率を低下させる大きな要因と
なっている。そのため、従来からデータモデム受信機内
部においてこの位相ジッタの影響を減少させる工夫が種
々なされてきた。
従来のこの種の位相ジッタ抑圧回路としては、データ
モデム受信機においてフェーズ・ロック・ループにより
実現されるキャリア再生回路にて位相ジッタを吸収する
ものが一般的であった。また、上記とは別の回路方式と
して、特開昭60-173948号公報に開示されたジッタキャ
ンセラ方式が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の位相ジッタ抑圧回路において、キャリ
ア再生回路にて位相ジッタを吸収する回路では、位相ジ
ッタ吸収能力を高めるためにキャリア再生回路の応答速
度を早くすればするほど回線上の熱雑音を拾い易くな
り、総合特性においてかえって劣化するという欠点があ
る。
またジッタキャンセラ方式は、原理的には位相ジッタ
と熱雑音の分離能力に優れるが、基本的にFIRフィルタ
にて構成されているため、十分な特性を得るためには回
路規模が大きくなりすぎるという欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の位相ジッタ抑圧回路は、受信信号をサンプル
するサンプルホールド回路と、前記サンプリングホール
ド回路からの出力をディジタル数値に変換するA/D変換
器と、前記A/D変換器からの出力を複素ベースバンド信
号に変換する復調手段と、前記復調手段からの出力に位
相回転を与える位相回転手段と、前記位相回転手段から
の出力を2次元領域判定し位相信号点ベクトルを得る判
定手段と、前記復調手段からの出力と前記判定手段から
の出力との位相誤差を計算する第1の位相比較手段と、
前記位相回転手段からの出力と前記判定手段からの出力
の位相誤差を計算する第2の位相比較手段と、sinθを
発生する正弦関数発生手段と、cosθを発生する余弦関
数発生手段と、前記第1の位相比較手段からの出力と前
記余弦関数発生手段からの出力とを乗算する第1の乗算
器と、前記第1の乗算器からの出力を平滑化するローパ
スフィルタと、前記ローパスフィルタからの出力を積分
し前記正弦関数および前記余弦関数発生手段に入力θを
与える積分器と、係数Crを記憶する第1のレジスタと、
前記第1のレジスタが記憶する係数Cr及び前記第2のレ
ジスタが記憶する係数Ciを入力してCr・sinθ‐Ci・cos
θを計算し前記位相回転手段に出力する第2と第3の乗
算器及び減算器と、次のサンプルにおける前記第1のレ
ジスタの内容をCraとしかつ前記第2のレジスタの内容
をCiaと定義するとき、Cra=Cr-δ・ε・sinθ、Cia=C
i-δ・ε・cosθなる漸化式により前記係数Cr及び前記
係数Ciを逐次修正する演算手段とを有し、前記復調手段
出力に対し前記位相回転手段が前記減算手段出力に比例
する角度の位相回転を与えることを特徴とする。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明を16点QAM方式のデータモデムに実施
した一例を示すブロック図である。
本実施例は、受信された信号をサンプリングするサン
プルホールド回路101と、サンプルホールド回路101の出
力をディジタル数値に変換するA/D変換器102と、A/D変
換器102の出力を複素ベースバント信号に変換する復調
手段103と、復調手段103の出力に位相回転を与える位相
回転手段104と、位相回転手段104の出力を2次元領域判
定し理想信号点ベクトルを得る判定手段105と、復調手
段103の出力と判定手段105との位相誤差を計算する第1
の位相比較手段107と、第1の位相比較手段107の出力を
増幅する増幅手段119と、増幅手段119の出力を振幅±1
に制限する振幅制限手段120と、位相回転手段104の出力
と判定手段105の出力との位相誤差を計算する第2の位
相比較手段106と、sinθを発生する正弦関数発生手段11
2と、cosθを発生する余弦関数発生手段111と、振幅制
御手段120の出力と余弦関数発生手段111の出力とを乗算
する第1の乗算器108と、第1の乗算器108の出力を平滑
化するローパスフィルタ109と、ローパスフィルタ109の
出力を積分し正弦関数および余弦関数発生手段111,112
の入力θを与える積分器110と、係数Crを記憶する第1
のレジスタ116と、係数Ciを記憶する第2のレジスタ117
と、Cr・sinθ‐Ci・cosθを計算する第2の乗算器113
と第3の乗算器115および減算器114と、次のサンプルに
おける第1のレジスタ116の内容をCraとし、かつ第2の
レジスタ115の内容をCiaと定義するとき、Cra=Cr-δ・
ε・sinθ、Cia=Ci-δ・ε・cosθなる漸化式を演算す
る演算手段118とを有し、復調手段103の出力に対し位相
回転手段104が減算手段114の出力に比例する角度の位相
回転を与える。
次に、動作について説明する。
受信された信号はサンプルホールド回路101とA/D変換
器102とによってディジタル信号に変換され、復調手段1
03により複素ベースバンド信号に変換される。本実施例
では、サンプルホールド回路101とA/D変換器102以外の
構成要素はすべてディジタル信号処理によって数値演算
処理されるものである。復調手段103の出力は位相回転
手段104を通った後、判定手段105により2次元領域判定
され、理想信号点ベクトルを得る。判定手段105の演算
の詳細は第2図に示すように、理想信号点204は2次元
平面上に規則的に配置されており、判定手段105は位相
回転手段104の出力201を最近傍の理想信号点202と判定
し、理想信号点202を表現する理想信号点ベクトル203を
出力する。第1の位相比較手段107は、復調手段103出力
Sと判定手段105出力Dより、E=Im[s・conjg
(D)]なる演算により位相誤差Eを出力する。ここに
おいて、Im[s・conjg(D)]は複素数の虚数部を抽
出する演算子、またconjg(D)は共役複素数をとる演
算子を表わす。
受信信号が位相ジッタ妨害を受けている場合は、位相
誤差Eには周期関数であるジッタ成分に雑音が相加され
た信号が現われる。さらに、位相誤差Eは増幅手段119
により増幅されたあと、振幅制御手段120により振幅が
±1である矩形波に変換される。この矩形波は容易にわ
かるように、位相ジッタ成分に等しい周波数であり、振
幅は位相ジッタ角度に関係なく常に±1である。一方、
乗算器108、ローパスフィルタ109、積分器110、余弦関
数発生手段111はいわゆるフフェーズ・ロック・ループ
(PLL)を構成し、位相誤差Eの周期関数成分に同期す
る。このPLLの入力は振幅正弦手段120の出力の矩形波で
あるため、位相ジッタ角度に関係なく、そのループ帯域
は一定である。また、正弦関数発生手段112は余弦関数
発生手段111と同期している。2つのレジスタ116、117
にはそれぞれ係数Crと係数Ciを記憶しており、乗算器11
3、115と減算器114は正弦関数発生手段112出力のsinθ
と余弦関数発生手段11出力のcosθとレジスタ116、117
の内容Cr,Ciからφ=Cr・sinθ‐Ci・cosθを計算す
る。
ここにおいて、CrおよびCiが適切な値であれば上記φ
は判定手段105の入力信号に含まれる位相ジッタ成分の
レプリカとなり、このφにより位相回転手段104を制御
し、判定手段105の入力信号に含まれる位相ジッタ成分
をキャンセルする。Cr,Ciを適切な値に適応的に修正す
るためには、以下のアルゴリズムを使用する。第2の位
相比較手段106は位相回転手段104の出力S′と判定手段
105出力Dとにより、ε=Im[S′・conjg(D)]なる
演算により位相誤差とを出力し、次のサンプルにおける
前記第1のレジスタの内容をCra、かつ前記第2のレジ
スタの内容をCiaを定義するとき、Cra=Cr-δ・ε・sin
θ、Cia=Ci-δ・ε・cosθなる漸化式により係数Cr,Ci
を逐次修正して行く。演算手段118は上記漸化式を実行
する手段であり、δは適切な定数である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は受信信号に含まれた位
相ジッタ成分のレプリカを生成し、このレプリカによっ
て判定手段の入力における位相ジッタ成分をキャンセル
させることにより、データモデムの伝送エラー発生を減
少せしめ、情報伝送効率の向上に寄与するという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は本実
施例の判定手段の動作を説明するための図である。 101…サンプルホールド(S/H)、102…A/D変換器、103
…復調手段、104…位相回転手段、105…判定手段、106
…第2の位相比較手段、107…第1の位相比較手段、10
8,113,115…第1,第2,第3の乗算器、109…ローパスフィ
ルタ、110…積分器、111…余弦関数発生手段、112…正
弦関数発生手段、114…減算器、116,117…レジスタ3118
…演算手段、119…増幅手段、120…振幅制限手段、201
…位相回転手段104の出力、202…最近棒の理想信号点、
203…理想信号点ベクトル、204…理想信号点。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受信信号をサンプリングするサンプルホー
    ルド回路と、前記サンプルホールド回路からの出力をデ
    ィジタル数値に変換するA/D変換器と、前記A/D変換器か
    らの出力を複素ベースバンド信号に変換する復調手段
    と、前記復調手段からの出力に位相回転を与える位相回
    転手段と、前記位相回転手段からの出力を2次元領域判
    定し位相信号点ベクトルを得る判定手段と、前記復調手
    段からの出力と前記判定手段からの出力との位相誤差を
    計算する第1の位相比較手段と、前記位相回転手段から
    の出力と前記判定手段からの出力の位相誤差を計算する
    第2の位相比較手段と、sinθを発生する正弦関数発生
    手段と、cosθを発生する余弦関数発生手段と、前記第
    1の位相比較手段からの出力と前記余弦関数発生手段か
    らの出力とを乗算する第1の乗算器と、前記第1の乗算
    器からの出力を平滑化するローパスフィルタと、前記ロ
    ーパスフィルタからの出力を積分し前記正弦関数発生手
    段および前記余弦関数発生手段に入力θを与える積分器
    と、係数Crを記憶する第1のレジスタと、係数Ciを記憶
    する第2のレジスタと、前記第1のレジスタが記憶する
    係数Cr及び前記第2のレジスタが記憶する係数Ciを入力
    してCr・sinθ‐Ci・cosθを計算し前記位相回転手段に
    出力する第2と第3の乗算器及び減算器と、次のサンプ
    ルにおける前記第1のレジスタの内容をCraとしかつ前
    記第2のレジスタの内容をCiaと定義するとき、Cra=Cr
    -δ・ε・sinθ、Cia=Ci-δ・ε・cosθなる漸化式に
    より前記係数Cr及び前記係数Ciを逐次修正する演算手段
    と、前記第1の位相比較手段からの出力を増幅する増幅
    手段と、前記増幅手段からの出力を振幅制限し前記第1
    の乗算器に出力する振幅制限手段とを有し、前記復調手
    段出力に対し前記位相回転手段が前記減算手段出力に比
    例する角度の位相回転を与えることを特徴とする位相ジ
    ッタ抑圧回路。
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