KR960000606B1 - Differential quardrature phase-shift keying - Google Patents
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Description
제1도는 대역확산 통신시스템에서 DQPSK 변조를 수행하는 일반적인 송신기의 블럭구성도.1 is a block diagram of a general transmitter for performing DQPSK modulation in a spread spectrum communication system.
제2도는 대역확산 통신시스템에서 DQPSK 복조를 수행하는 일반적인 DMF를 이용한 비동기 수신기의 블럭구성도.2 is a block diagram of an asynchronous receiver using a general DMF performing DQPSK demodulation in a spread spectrum communication system.
제3도는 일반적인 디지탈 정합필터의 블럭 구성도.3 is a block diagram of a general digital matching filter.
제4도는 종래 DQPSK 복조기의 블럭 구성도.4 is a block diagram of a conventional DQPSK demodulator.
제5도는 본 발명에 따른 DQPSK 복조기의 블럭 구성도.5 is a block diagram of a DQPSK demodulator according to the present invention.
본 발명은 디지탈 통신 시스템의 차분 직교 위상 쉬프트 키잉(Differential Quardrature Phase-Shift Keying ; 이하 ″DQPSK″라 함) 방식의 수신기에 관한 것으로서, 특히 DQPSK 복조기에 관한 것이다.The present invention relates to a receiver of differential quadrature phase-shift keying (hereinafter referred to as "DQPSK") in a digital communication system, and more particularly, to a DQPSK demodulator.
일반적으로 디지탈신호를 변조에 의해 주어진 주파수대역폭의 신호로 변환시켜 전송하는 것을 반송대역 디지탈전송이라 한다. 상기 반송대역 디지탈 전송의 대표적인 것은 반송파의 진폭을 디지탈신호에 의해 변환시키는 ASK(Amplitude-Shift Keying ), 반송파의 주파수를 디지탈신호에 의해 변화시키는 FSK(Frequency-Shift Keying ), 반송파의 위상을 디지탈신호에 의해 변화시키는 PSK(Phase-Shift Keying)의 방식 등이 있다. 보편적으로 상기 세방식중 PSK 방식을 많이 사용하며 최근에는 PSK방식중에서도 QPSK(Quardrature Phase Shift Keying) 방식을 특히 많이 사용하는 추세이다.In general, a carrier band digital transmission is a method of converting and transmitting a digital signal into a signal having a given frequency band by modulation. Representative of the carrier-band digital transmission is ASK (Amplitude-Shift Keying) for converting the amplitude of the carrier by a digital signal, FSK (Frequency-Shift Keying) for changing the frequency of the carrier by a digital signal, the digital signal of the phase of the carrier PSK (Phase-Shift Keying) method to change by. In general, the PSK method is used a lot among the three methods, and recently, the QPSK (Quardrature Phase Shift Keying) method is particularly used among the PSK method.
상기 QPSK 방식은 수신단에서 캐리어를 복조할 때 위상의 기준점이 없어 위상이 모호해진다.In the QPSK scheme, when the carrier is demodulated at the receiving end, the reference point of the phase is absent and the phase is ambiguous.
상기의 문제점을 해결하기 위해서 일반적으로 DQPSK 변복조방식을 많이 사용하고 있다.In order to solve the above problems, the DQPSK modulation and demodulation method is generally used.
제1도는 대역확산 통신시스템에서 DQPSK 변조를 수행하는 일반적인 송신기의 블럭구성도이다.1 is a block diagram of a typical transmitter for performing DQPSK modulation in a spread spectrum communication system.
직렬/병렬 변환기(102)는 데이타소스(101)에서 발생되는 데이타를 입력받아 병렬데이타로 변환하여 출력한다. DPSK 엔코더(103)는 상기 병렬변환된 데이타를 차동엔코딩하여 각각 1채널 및 Q채널의 입력으로 출력한다. 대역확산기(107,108)는 상기 차동엔코딩된 데이타를 입력받아 PN 발생기(106)로부터 발생되는 PN 코드에 의해 대역확산시켜 각각 출력한다.The serial / parallel converter 102 receives data generated from the data source 101 and converts the data into parallel data. The DPSK encoder 103 differentially encodes the parallel-converted data and outputs them to inputs of one channel and a Q channel, respectively. The spreaders 107 and 108 receive the differentially encoded data and spread the signals by the PN codes generated from the PN generator 106 to output them.
상기 대역확산된 데이타들은 각각 제1,2 LPF(109,110)을 통해 필터링되며, 제1혼합기(112)는 I채널 혼합기로서, 제1LPF(109)로부터 필터링된 대역확산 데이타를 입력받으며, 캐리어 발생기(111)로부터 발생되는 인패이즈(In-Phase)성분의 캐리어와 혼합하여 QPSK 변조출력한다. 또한 제2혼합기(113)는 Q채널 혼합기로서, 제2L PF(110)로부터 필터링된 대역확산 데이타를 입력받으며, 캐리어 발생기(111)로부터 발생되는 90도 위상천이된 성분의 캐리어와 혼합하여 QPSK 변조출력한다.The spread spectrum data is filtered through the first and second LPFs 109 and 110, respectively, and the first mixer 112 is an I-channel mixer, and receives the spread spectrum data from the first LPF 109 and generates a carrier generator. QPSK modulated output by mixing with the carrier of the In-Phase component generated from 111). In addition, the second mixer 113 is a Q-channel mixer, which receives filtered spread data from the second L PF 110 and mixes with the carrier of the 90-degree phase shifted component generated from the carrier generator 111 to perform QPSK modulation. Output
결합기(115)는 상기 제1 및 2혼합기(112,113)로부터 I,Q채널 QPSK 변조출력을 각각 입력받아 결합하여 출력한다. BPF(120)는 상기 결합기(115)로부터 입력되는 DQPSK 변조된 신호를 대역필터링하여 출력하며, 증폭기(AMP)(130)는 상기 대역 필터링된 신호를 증폭하여 안테나(140)을 통해 출력한다.The combiner 115 receives the I, Q channel QPSK modulation outputs from the first and second mixers 112 and 113, respectively, and combines and outputs them. The BPF 120 band-filters and outputs the DQPSK modulated signal input from the combiner 115, and the amplifier AMP 130 amplifies the band-filtered signal and outputs it through the antenna 140.
제2도는 대역확산 통신시스템에서 DQPSK 복조를 수행하는 일반적인 DMF를 이용한 비동기 수신기의 블럭구성도이다.2 is a block diagram of an asynchronous receiver using a general DMF for performing DQPSK demodulation in a spread spectrum communication system.
먼저 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier : 202, 이하 LNA라 함)는 수신안테나(201)를 통해서 입력되는 신호를 증폭하여 출력한다. 이후 BPF(203)은 상기 저잡음 증폭된 신호를 필터링하여 출력한다. 제1혼합기(205)는 RF 주파수 발생기(204)로부터 출력되는 RF 신호를 입력받으며, 상기 필터링된 신호와 혼합하여 출력한다. 이후 제2BPF(206)는 상기 혼합된 신호를 필터링하여 중간주파수로 출력한다.First, a low noise amplifier 202 (hereinafter referred to as LNA) amplifies and outputs a signal input through the reception antenna 201. The BPF 203 then filters and outputs the low noise amplified signal. The first mixer 205 receives an RF signal output from the RF frequency generator 204 and mixes the filtered signal and outputs the mixed signal. Thereafter, the second BPF 206 filters the mixed signal and outputs the mixed signal at an intermediate frequency.
여기서 캐리어주파수를 fc, RF주파수를 fRF, 중간주파수를 fIF라 하면, 상기 캐리어 주파수는 일반적으로 fc=fRF+fIF의 관계를 구성한다.Here, if the carrier frequency is fc, the RF frequency is f RF , and the intermediate frequency is f IF , the carrier frequency generally forms a relationship of fc = f RF + f IF .
제2혼합기(209) 및 제3혼합기(210)는 각각 상기 제2BPF(206)의 출력신호를 입력받으며, 중간주파수발생기(211)로부터 각각 중간주파수와 90도 천이된 중간 주파수를 입력받아 상기 출력신호와 혼합하여 중간주파수를 제거한 대역확산된 신호로서 출력한다. 이때 I채널 혼합기인 제2혼합기(209)는 상기 중간주파수 발생기(211)로부터 인패이즈성분을 혼합하며, Q채널 혼합기인 제3혼합기(210)는 상기 중간주파수를 90도 천이시킨 직교성분을 혼합한다.The second mixer 209 and the third mixer 210 receive the output signal of the second BPF 206, respectively, and receive the intermediate frequency and the intermediate frequency shifted 90 degrees from the intermediate frequency generator 211, respectively. It is mixed with the signal and output as a band-spread signal with the intermediate frequency removed. In this case, the second mixer 209, which is an I-channel mixer, mixes in-phase components from the intermediate frequency generator 211, and the third mixer 210, which is a Q-channel mixer, mixes orthogonal components that have shifted the intermediate frequency by 90 degrees. do.
상기 제2 및 제3혼합기(209,210)의 출력신호는 각각 제1 및 제2LPF(213 ,214)로 입력되어 필터링되며, 제1 및 제2A/D 변환기(Analog/Digital Converter : 215,216)는 상기 필터링된 신호를 입력받아 디지털 데이터로 변환하여 출력한다. 이때 디지털 변환시의 샘플링주파수는 일반적으로 확산 신호 대역의 2배 이상이다.Output signals of the second and third mixers 209 and 210 are input and filtered to the first and second LPFs 213 and 214, respectively, and the first and second A / D converters 215 and 216 are filtered. The received signal is input and converted into digital data and output. At this time, the sampling frequency at the time of digital conversion is generally more than twice the spread signal band.
제1 및 제2디지탈 정합필터(Digital Matched Filter)(217,218)는 상기 디지털 변환된 신호를 입력받으며, PN코드발생기(PN Generater : 219)로부터 발생되는 PN코드를 입력받아 상기 디지털 변환된 신호와 상관관계를 취하여 역확산 출력한다. 이때 상기 역확산 출력은 상기 디지탈 변환된 신호가 상기 PN코드와 일치하면 매우 큰 상관값이 관측되며, 일치하지 않으면 매우 작은 상관값이 관측된다.First and second digital matched filters 217 and 218 receive the digitally converted signal, and receive a PN code generated from a PN coder 219 and correlate with the digitally converted signal. Take the relationship and output the despread. In this case, the despreading output has a very large correlation value observed when the digitally converted signal coincides with the PN code, and a very small correlation value is observed when it does not match.
제3도는 일반적인 디지털 정합필터(217)의 블록 구성도로서, 상기 제3도를 참조하여 디지털 정합필터(217,218)의 동작을 상세히 살펴보면, 먼저 수신된 입력신호는 쉬프트 레지스터 어레이(Shift Register Array ; 302)를 통하여 매 클럭마다 쉬프트된다. 또한 PN 코드발생기(219)로부터 입력되는 PN코드는 기준 PN 코드 레지스터(3 04)에 저장된다. 따라서 상기 쉬프트 레지스터 어레이(302)의 출력과 기준 PN코드 레지스터(304)의 출력은 매 클럭마다 각각 제1-제n승산기(205,306,… 307 )에서 동시에 곱하여지고, 그 결과는 각각 가산기(308)에 입력되어 가산된 출력이 제1 및 제2디지탈 정합 필터(217,218)의 출력으로 출력된다.FIG. 3 is a block diagram of a general digital matching filter 217. Referring to FIG. 3, the operation of the digital matching filters 217 and 218 will be described in detail. First, the received input signal is a shift register array; Is shifted every clock. In addition, the PN code input from the PN code generator 219 is stored in the reference PN code register 304. Thus, the output of the shift register array 302 and the output of the reference PN code register 304 are simultaneously multiplied by the first-nth multipliers 205, 306, ... 307 for each clock, respectively, and the result is an adder 308, respectively. The output added to and added to the output is output to the outputs of the first and second digital match filters 217 and 218.
제1 및 제2자승기(220,221)는 상기 제1 및 제2디지탈 정합필터(217,218)의 출력신호를 각각 입력받아 자승 연산한다. 이후 가산기(222)는 상기 제1 및 제2자승기 (220,221)의 자승 연산된 출력을 동시에 입력받아 가산하여 출력하며, 제곱근 회로( 223)는 상기 가산기(222)의 출력을 입력받아 제곱근 연산한 후 타이밍 제어부 (224)로 출력한다. 이때 상기 제어부(224)는 상기 제곱근 연산된 입력에 대응하여 주로 피크값 검출 및 데이터 클럭을 복원하는 것이다. 즉, 기저대역 심벌 듀래이션 동안 제곱근회로(223)의 출력중 최고의 피크값을 검출하고 DQPSK 복조기(229)로 출력한다. 따라서 상기 DQPSK 복조기(229)는 상기 타이밍 제어부(224)의 출력신호를 입력받아 상기 제1 및 제2디지탈 정합 필터(217,218)의 출력중 최고의 값을 감지하고 기억하게 된다. 또한 상기 타이밍 제어부(224)는 심벌 듀래이션이 끝나면 기저대역 데이터에 대한 클럭을 재생하여 출력하며, 상기 DQPSK 복조기(229)의 기저대역 데이터 복조동작을 제어한다.The first and second squarers 220 and 221 receive squares of output signals of the first and second digital matched filters 217 and 218, respectively. Thereafter, the adder 222 receives the squared outputs of the first and second squarers 220 and 221 at the same time, adds them, and outputs them. A square root circuit 223 receives the output of the adder 222 to calculate the square root. The output is then sent to the timing controller 224. In this case, the controller 224 mainly detects the peak value and restores the data clock corresponding to the square root calculated input. That is, during the baseband symbol duration, the highest peak value of the output of the square root circuit 223 is detected and output to the DQPSK demodulator 229. Accordingly, the DQPSK demodulator 229 receives the output signal of the timing controller 224 to sense and store the highest value among the outputs of the first and second digital matched filters 217 and 218. In addition, the timing controller 224 reproduces and outputs a clock for the baseband data when the symbol duration is completed, and controls the baseband data demodulation operation of the DQPSK demodulator 229.
상기 DQPSK 복조기(229)에서 K번째 기저대역 데이터를 위해 선택된 I채널의 DMF(217)의 출력신호를 I(K), Q채널의 DMF(218)의 출력신호를 Q(K)라 할 때, 상기 I(K), Q(K)는 각각 K번째의 심벌 듀래이션(duration)동안 제어부(224)에서 최고의 피크값이 검출될 때의 제1,2 DMF(217,218)의 출력이 된다.When the output signal of the DMF 217 of the I channel selected for the Kth baseband data in the DQPSK demodulator 229 is I (K), and the output signal of the DMF 218 of the Q channel is Q (K), The I (K) and Q (K) are outputs of the first and second DMFs 217 and 218 when the highest peak value is detected by the controller 224 during the Kth symbol duration, respectively.
또한, 복조기로의 입력이 sin(K)라 하면, 상기 I(K), Q(K) 및 sin(K)는 하기 식들로 표현된다.Further, if the input to the demodulator is sin (K), the I (K), Q (K) and sin (K) is represented by the following equation.
[수학식 1][Equation 1]
상기 식에서In the above formula
mod(K) : DQPSK 모듈레이션에 의한 위상성분 mod (K): Phase component by DQPSK modulation
offset(K) : 수신신호와 로컬 발생기의 주파수 offset에 의한 위상성분 offset (K): phase component by frequency offset of the received signal and local generator
θ : 수신신호와 수신기의 로컬 발생기의 초기 위상차이에 의한 성분θ: Component due to initial phase difference between received signal and local generator of receiver
따라서 DQPSK 복조기 출력 Sout(K)는 하기 식과 같이 연속적인 인접 샘플간의 위상차이로 표현된다.Therefore, the DQPSK demodulator output Sout (K) is expressed as a phase difference between successive adjacent samples as in the following equation.
[수학식 2][Equation 2]
또한 상기 8,10,11식은 하기 식과 같이 표현된다.In addition, the above 8, 10, 11 formula is expressed as the following formula.
[수학식 3][Equation 3]
DQPSK 변조의 경우 변조에 의한 위상 쉬프트 Δψmod(K)는 0°, 90°, 180° 혹은 270°이고, Δψoffset(K)는 1심볼 듀래이션동안 송수신 로컬 발생기의 위상 offse t에 의한 드리프트이다.For DQPSK modulation, the phase shift Δψ mod (K) due to modulation is 0 °, 90 °, 180 ° or 270 °, and Δψ offset (K) is the drift by phase offse t of the transmit / receive local generator during one symbol duration. .
여기서 상기 13식 및 14식으로 DQPSK 변조된 데이터를 복조하기 위해서는 결정한계를 정해야 하며, 또한 새로운 좌표를 설정해야 한다. 그러나 새로운 좌표축 설정은 쉽지가 않으며, 더욱이 잘못 설정하면 복조 오류가 발생할 수 있다.Here, in order to demodulate the DQPSK modulated data using equations 13 and 14, a decision limit must be determined and new coordinates must be set. However, setting the new axes is not easy, and incorrect settings can cause demodulation errors.
따라서 상술한 문제를 해결하기 위해서 위상을 추가로 45° 쉬프트시켜 X-항과 Y-항 만으로 결정한계를 정할 수 있도록 한다.Therefore, in order to solve the above problem, the phase is shifted by 45 ° so that the decision limit can be determined only by the X- and Y-terms.
즉, 상기 12식을 추가로 45° 위상 쉬프트를 시키면 하기 식과 같이 표현된다.That is, if the phase shift of the 12 equations is further 45 °, the following equation is expressed.
[수학식 4][Equation 4]
상기 식에서 DQPSK인 경우 Φshift=45°이다.Φshift = 45 ° in the case of DQPSK.
그러나 상기 18,19 식에서 45도 위상 쉬프트에 의해만큼의 신호가 커졌으며로 스케일링하여야 한다.But by the 45 degree phase shift in As much signal as Must be scaled to
따라서 상기 18식 19식을만큼 스케일링하면 하기식과 같다.Therefore, 18 equation and 19 equation When scaled as follows.
[수학식 5][Equation 5]
이하 상술한 디지털 통신 시스템의 DQPSK 방식 송수신의 구성 및 동작을 참조하여 종래 DQPSK 복조기를 상세히 설명한다.Hereinafter, a conventional DQPSK demodulator will be described in detail with reference to the configuration and operation of the DQPSK transmission and reception of the digital communication system.
제4도는 종래 DQPSK 복조기의 블록구성도로서, 제1가산기(403)는 I채널의 입력I(K)과 Q채널의 반전입력 -Q(K)를 입력받으며 상기 입력된 두 신호를 가산하여 출력한다.4 is a block diagram of a conventional DQPSK demodulator. The first adder 403 receives an input I (K) of an I channel and an inverting input -Q (K) of a Q channel and adds and outputs the two input signals. do.
제1 및 제2가산기(403,404)는 각각 I채널의 입력I(K)과 Q채널의 입력 Q(K)를 입력받아 상기 입력된 두 신호를 가산하여 출력한다. 여기서 상기 제1 및 제2가산기 (403,404)는 상기 17,18,19식에 주어지는 45도 위상 쉬프트를 위한 가산기이다.The first and second adders 403 and 404 respectively receive the input I (K) of the I channel and the input Q (K) of the Q channel, and add and output the two input signals. Wherein the first and second adders 403, 404 are adders for the 45 degree phase shift given by equations 17, 18 and 19.
제1승산기(406)는 상기 제1가산기(403)의 출력신호를 입력받아을 승산하여 출력한다. 제2승산기(407)는 상기 제2가산기(404)의 출력신호를 입력받아을 승산하여 출력한다. 상기 제1 및 제2승산기(406,407)는 상기 제1 및 제2가산기(403 ,404)의 출력을만큼 감쇄하기 위해인수로 스케일링하기 위한 승산회로이다.The first multiplier 406 receives the output signal of the first adder 403 Multiply the output by The second multiplier 407 receives the output signal of the second adder 404 Multiply the output by The first and second multipliers 406 and 407 output the outputs of the first and second adders 403 and 404. To attenuate Multiplication circuit for scaling by factor.
제1 및 제2지연기(408,409)는 상기 제1 및 제2승산기(406,407)의 출력신호를 입력받아 지연시켜 출력한다.The first and second delayers 408 and 409 receive and output the output signals of the first and second multipliers 406 and 407.
이후 제3승산기(410)는 상기 I채널의 입력 I(K)과 상기 제1지연기(408)의 출력을 입력받아 승산 출력한다. 제4승산기(411)는 상기 Q채널의 입력Q(K)과 상기 제2지연기(409)의 출력을 입력받아 승산 출력한다.Thereafter, the third multiplier 410 multiplies and outputs the input I (K) of the I channel and the output of the first delayer 408. The fourth multiplier 411 multiplies and outputs the input Q (K) of the Q channel and the output of the second delayer 409.
또한 제5승산기(412)는 상기 제2지연기(409)의 출력과 I채널의 입력 I(K)을 입력받아 두 입력을 승산하여 출력한다. 제6승산기(413)는 상기 제1지연기(408)의 출력과 Q채널의 입력Q(K)을 입력받아 두 입력을 승산하여 출력한다.In addition, the fifth multiplier 412 receives the output of the second delayer 409 and the input I (K) of the I channel and multiplies the two inputs and outputs the multipliers. The sixth multiplier 413 receives the output of the first delay unit 408 and the input Q (K) of the Q channel and multiplies the two inputs and outputs the multiplied inputs.
제3가산기(414)는 상기 제3 및 제4승산기(410,411)의 승산 출력을 입력받아 두 입력을 가산하여 출력한다. 여기서 상기 제3가산기의 출력은 상기 20식에 따라 연산된 X'(K)가 된다.The third adder 414 receives the multiplication outputs of the third and fourth multipliers 410 and 411, and adds the two inputs to output the multipliers. Here, the output of the third adder is X '(K) calculated according to the 20 expression.
제4가산기(415)는 상기 제5승산기(412)의 반전된 승산출력과 상기 제6승산기 (413)의 승산 출력을 입력받아 두 입력을 가산하여 출력한다.The fourth adder 415 receives the inverted multiplication output of the fifth multiplier 412 and the multiplication output of the sixth multiplier 413, and adds two inputs.
데이타 결정기(Data Decision ; 420)는 상기 제3가산기(414)의 X'(K)출력과 상기 제4가산기(415)의 Y'(K)출력을 입력받아 최종적으로 I 채널 데이타 및 Q 채널 데이타를 출력한다.The data decision unit 420 receives the X '(K) output of the third adder 414 and the Y' (K) output of the fourth adder 415 to finally receive I channel data and Q channel data. Outputs
그러나 상술한 바와같은 종래 DQPSK 복조기는 45도 위상 천이를 위한 제1 및 제2가산기(403,404)의 가산결과 신호가배만큼 증폭되어 있으므로 상기 신호를배로 스케일링 연산을 수행해야 한다. 따라서 종래 DQPSK 복조기는 상술한배의 스케일링 연산을 수행하기 위한 2개의 승산기가 필요하게 되어 회로의 구성이 복잡하다는 문제점이 있었다.However, the conventional DQPSK demodulator as described above does not have the addition result signal of the first and second adders 403 and 404 for 45 degree phase shift. Is amplified by a factor of 2 You need to perform the scaling operation twice. Therefore, the conventional DQPSK demodulator described above Two multipliers are needed to perform the double scaling operation, which causes a complicated circuit configuration.
또한 종래 DQPSK 복조기는배의 스케일링 인수로는 정확한 정정을 기할 수 없어 스케일링 후 출력신호의 왜곡을 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.Also, conventional DQPSK demodulator There was a problem that the correction factor could not be corrected by double scaling factor, which may cause distortion of the output signal after scaling.
따라서 본 발명의 목적은 디지털 통신 시스템의 DQPSK 방식 수신기에 있어서, DQPSK 복조회로의 구성을 단순화한 DQPSK 복조기를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a DQPSK demodulator that simplifies the configuration of a DQPSK demodulation circuit in a DQPSK receiver of a digital communication system.
본 발명의 다른 목적은배의 스케일링을 수행하여 출력신호의 왜곡을 제거한 DQPSK 복조기를 제공함에 있다.Another object of the present invention The present invention provides a DQPSK demodulator that performs double scaling to remove distortion of an output signal.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바른 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 본 발명의 구성을 위한 수식을 상술한 수식을 참조하여 도출한다. 상기 17식을 상기 18식의 X(K) 및 19식의 Y(K)로 표현하면 하기 식과 같이 나타난다.First, the formula for the configuration of the present invention is derived with reference to the above-described formula. When the 17 expressions are represented by the 18 expressions X (K) and the 19 expressions Y (K), they are expressed as follows.
[수학식 6][Equation 6]
상기식에서 Φshift-45°이다.Φshift-45 ° in the above formula.
즉, 상기 22식 24식의 연산결과는 상기 23식 및 25식으로 변환되고 상기 23식 및 25식은 Φshift=45°만큼 위상이 쉬프트되었고, 이는 종래의 20식 및 21식과 비교할 때 신호가배만큼 증폭되었다는 것을 제외하고는 완전히 동일하다.That is, the calculation results of the equations of equation 22 and equation 24 are converted into equations 23 and 25 and the equations of equations 23 and 25 are shifted in phase by φ shift = 45 °, which means that the signal is It is exactly the same except that it is amplified by a factor of two.
즉, 상기 22-24식은 45도 위상 쉬프트를 X(K) 및 Y(K)를 연산한 후 상기 23식 및 25식 연산을 수행하면 45도 위상 쉬프트를 이룰 수 있음을 나타낸다.That is, the 22-24 equation indicates that the 45-degree phase shift can be achieved by performing the equations 23 and 25 after calculating the 45-degree phase shift by X (K) and Y (K).
제5도는 상술한 본 발명에 따른 DQPSK 복조기의 블록구성도로서, I채널 입력신호 I(K)를 입력받아 1샘플링 주기동안 지연하여 출력하는 제1지연기(505)와, Q채널 입력신호 Q(K)를 입력받아 1샘플링 주기동안 지연하여 출력하는 제2지연기(506)와, 상기 I채널 입력신호 I(K)와 상기 제1지연기(505)의 지연 출력신호를 입력받으며, 상기 두 입력신호의 승산값을 출력하는 제1승산기(503)와, 상기 Q채널 입력신호 Q(K)와 상기 제2지연기(506)의 지연 출력신호를 입력받으며, 상기 두 입력신호의 승산값을 출력하는 제2승산기(504)와, 상기 I채널 입력신호 I(K)와 상기 제2지연기(506)의 지연 출력신호를 입력받으며, 상기 두 입력신호의 승산값을 출력하는 제3승산기(507)와, 상기 Q채널 입력신호 Q(K)와 상기 제1지연기(505)의 지연 출력신호를 입력받으며, 상기 두 입력신호의 승산값을 출력하는 제4승산기(508)와, 상기 제1승산기(503)의 승산 출력과 상기 제2승산기(504)의 승산출력을 입력받으며, 상기 두 입력신호의 합을 연산 출력하는 제1가산기(509)와, 상기 제3승산기(507)의 승산 출력과 상기 제4승산기(50 8)의 승산출력을 입력받으며, 상기 두 입력신호의 차를 연산 출력하는 제2가산기(510)와, 상기 제1가산기(509)의 출력과 상기 제2가산기(510)의 출력을 입력받으며, 상기 두 입력신호의 차를 연산출력하는 제3가산기 (513)와, 상기 제1가산기(509)의 출력과 상기 제2가산기(510)의 출력을 입력받으며, 상기 두 입력신호의 합을 연산출력하는 제4가산기(514)와, 상기 제3가산기(513 )의 출력과 상기 제4가산기(514)의 출력을 입력받아 최종적으로 I채널 데이터 및 Q채널 데이터를 출력하는 데이터결정기(517)로 구성된다.FIG. 5 is a block diagram of the DQPSK demodulator according to the present invention. The first delay unit 505 for receiving an I channel input signal I (K) and delaying it for one sampling period and outputting the Q channel input signal Q is shown in FIG. A second delay unit 506 that receives (K) and outputs the delayed signal for one sampling period, and receives the delayed output signal of the I channel input signal I (K) and the first delay unit 505, A multiplier of a first multiplier 503 for outputting a multiplication value of two input signals, a delay output signal of the Q channel input signal Q (K) and the second delay unit 506, and a multiplier of the two input signals A second multiplier 504 that outputs a second multiplier that receives the delayed output signals of the I-channel input signal I (K) and the second delayer 506 and outputs a multiplier of the two input signals; And a delay output signal of the Q channel input signal Q (K) and the first delay unit 505, and a multiplication value of the two input signals. A first multiplier 509 that receives an output of a fourth multiplier 508, a multiplier output of the first multiplier 503, and a multiplier output of the second multiplier 504, and calculates and outputs a sum of the two input signals; ), A second adder 510 that receives a multiplier output of the third multiplier 507 and a multiplier output of the fourth multiplier 50 8, calculates and outputs a difference between the two input signals, and the first multiplier. A third adder 513 that receives the output of the adder 509 and the output of the second adder 510, and computes and outputs the difference between the two input signals, the output of the first adder 509, and the first adder 509. A second adder 510 receives an output of the second adder 510, and outputs a fourth adder 514 that calculates and outputs the sum of the two input signals, an output of the third adder 513, and an output of the fourth adder 514. And a data determiner 517 which finally outputs I channel data and Q channel data.
이하 상술한 제5도의 구성을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the configuration of FIG. 5 described above.
제1승산기(503)는 I채널의 현재 입력샘플의 I(K)와 제1지연기(505)로부터 이전 샘플의 I(K-1)을 입력받아 승산 출력한다. 제2승산기(504)는 Q채널의 현재 입력샘플의 Q(K)와 제2지연기(506)로부터 이전 샘플의 Q(K-1)을 입력받아 승산 출력한다.The first multiplier 503 multiplies and outputs the I (K) of the current input sample of the I channel and the I (K-1) of the previous sample from the first delay unit 505. The second multiplier 504 multiplies and outputs Q (K) of the current input sample of the Q channel and Q (K-1) of the previous sample from the second delay unit 506.
이후 제1가산기(509)는 상기 제1승산기(503) 및 제2승산기(504)의 승산출력을 입력받아 가산출력한다. 이때 상기 제1가산기(509)의 출력은 X(K)이며, 출력식은 상기 13식에 따른 것이다.Thereafter, the first adder 509 receives the multiplication output of the first multiplier 503 and the second multiplier 504 and adds the multiplied outputs. In this case, the output of the first adder 509 is X (K), and the output expression is according to the 13th expression.
제3승산기(507)는 I채널의 현재 입력샘플의 I(K)와 제2지연기(506)로부터 이전 샘플의 Q(K-1)를 입력받아 승산 출력한다. 제4승산기(508)는 Q채널의 현재 입력샘플의 Q(K)와 제1지연기(505)로부터 이전 샘플의 I(K-1)을 입력받아 승산 출력한다.The third multiplier 507 multiplies and outputs I (K) of the current input sample of the I channel and Q (K-1) of the previous sample from the second delay unit 506. The fourth multiplier 508 multiplies and outputs Q (K) of the current input sample of the Q channel and I (K-1) of the previous sample from the first delay unit 505.
이후 제2가산기(510)는 상기 제3승산기(507) 및 제4승산기(508)의 승산출력을 입력받아 두 입력신호의 차를 출력한다. 이때 상기 제2가산기(510)의 출력은 Y(K)이며, 출력식은 상기 14식에 따른 것이다.Thereafter, the second adder 510 receives the multiplication output of the third multiplier 507 and the fourth multiplier 508 and outputs a difference between the two input signals. In this case, the output of the second adder 510 is Y (K), and the output equation is according to the above equation (14).
제3가산기(513)는 상기 X(K) 및 Y(K)를 입력받아 두 신호의 차를 계산하여 추가로 45도 위상 쉬프트된 상기 23식의 출력식에 따른 X'(K)를 출력한다.The third adder 513 receives the X (K) and the Y (K), calculates the difference between the two signals, and outputs X '(K) according to the equation of the equation 23, which is further shifted by 45 degrees. .
제4가산기(514)는 상기 X(K) 및 Y(K)를 입력받아 두 신호의 합을 계산하여 추가로 45도 위상 쉬프트된 상기 25식의 출력식에 따른 Y'(K)를 출력한다.The fourth adder 514 receives the X (K) and the Y (K), calculates the sum of the two signals, and outputs Y '(K) according to the equation of the 25 equation which is further shifted by 45 degrees. .
이후 데이터 결정기(517)는 상기 제3가산기(513)의 X'(K)출력과 상기 제4가산기(514)의 Y'(K) 출력을 입력받아 최종적으로 I채널 데이터 및 Q채널 데이터를 출력한다. 상기 데이터 결정기(517)은 종래 DQPSK 복조기에서 사용되는 데이터결정기(4 20)이 사용될 수 있다.The data determiner 517 receives the X '(K) output of the third adder 513 and the Y' (K) output of the fourth adder 514 and finally outputs I channel data and Q channel data. do. The data determiner 517 may be a data determiner 4 20 used in a conventional DQPSK demodulator.
상술한 바에 따르면 본 발명은 상기 23식 및 25식에 나타난 바와같이의 인수를 없애지 않고 있으나, 이로인한 신호의 왜곡이나 데이터복조에 대한 영향은 전혀 없다.According to the above, the present invention is as shown in equations 23 and 25 above. It does not eliminate the factor of, but there is no effect on signal distortion or data demodulation.
따라서 상술한 바와같이 본 발명은 45도 위상 쉬프트를 뒷단에서 수행함에 따라 종래 DQPSK 복조기의 필수 구성인 2개의 승산기(406,407)가 필요없으므로 구성이 간단해진다.Therefore, as described above, the present invention simplifies the configuration because the two multipliers 406 and 407, which are essential components of the conventional DQPSK demodulator, are not required as the 45 degree phase shift is performed at the rear end.
또한의 인수를 없애기 위해서 스케일링을 수행하지 않으므로 스케일링 수행시 발생될 수 있는 신호의 왜곡이나 데이터복조의 에러발생이 없다.Also Since scaling is not performed to eliminate the factor of, there is no signal distortion or data demodulation error that may occur during scaling.
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