同期とクロックの回復#
QPSK デモジュレーションは、キャリア同期とビット同期のプロセスです。
キャリア同期とビット同期の回復方法には、フィードフォワード補償方式とフィードバック位相制御方式の 2 つがあります。これらはそれぞれ、デジタル受信機のオープンループ方式とクローズドループ方式に対応しています。
クローズドループ同期スキームは、フィードバック制御スキームを使用して実現されます。Costas ループは 1956 年に初めて提案され、一定の周波数シフト抑制能力を持ち、低信号対雑音比を追跡し、キャリア信号を抑制するための最適な装置です。信号のトラッキング、キャプチャ、同期、およびデモジュレーションを実現することができます。クローズドループ同期は安定状態に入るまでに時間がかかりますが、ロック後の誤差は非常に小さく、連続デモジュレーションスキームに適しています。
オープンループ同期スキームは同期速度が速く、キャプチャ帯域幅が広いですが、ロックの精度が比較的低く、デモジュレーション時にタイミング誤差を正確に推定する必要があります。突発通信に適しています。
ビット同期#
シンボル同期、マーキング同期、タイミング同期とも呼ばれます。
デジタル通信システムでは、送信側から受信側への情報は実際には一連のシンボルシーケンスです。送信側では、デジタル信号を整形フィルタリングし、変調します。受信側では、サンプリングと復調によりデジタル信号を回復します。
しかし、ドップラー周波数シフトと送信側と受信側の間のクロック周波数オフセットの存在により、受信側のサンプリング判定時刻とデータの最適サンプリングポイントに誤差が生じます。
したがって、データを正確に回復するには、各シンボルの開始と終了時刻を知る必要があります。したがって、受信側はサンプリング判定のマーカーとしてのタイミング同期パルス列が必要であり、これをビット同期と呼びます。
ビット同期の方法#
データ補助法#
- Mueller-Muller アルゴリズム
- ゼロクロス検出法
データ非補助法#
- 位相比較法
受信側で同期するためのサンプリングパルス信号を生成し、このサンプリングパルス信号と最適サンプリング時刻の位相誤差を継続的に検出し、誤差に基づいてタイミングサンプリング時刻の周波数と位相を調整し、最適なサンプリングポイントでサンプリング時刻を安定させます。- Early-Late ゲート
- インタポレーション法
- フィルタリング法
[[キャリア同期]]#
キャリア回復は、受信機で受信信号と同じ周波数と位相のローカル発振信号を生成し、デマッパーが共振復調を行うために使用します。キャリア同期には 2 つの一般的な方法があります：
- プリアンブル挿入法は、変調端にプリアンブルキャリア信号を追加し、復調端でプリアンブル信号を抽出し、関連演算を使用して、ローカル NCO がキャリアとプリアンブルキャリア信号の周波数差がゼロまたは非常に小さいようにします。
- 直接回復法：変調信号から直接キャリアを回復し、信号のパワーを完全にベースバンド情報を運ぶキャリア信号に割り当てます。