JPH06112981A - ディジタル変調回路 - Google Patents

ディジタル変調回路

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JPH06112981A
JPH06112981A JP25614792A JP25614792A JPH06112981A JP H06112981 A JPH06112981 A JP H06112981A JP 25614792 A JP25614792 A JP 25614792A JP 25614792 A JP25614792 A JP 25614792A JP H06112981 A JPH06112981 A JP H06112981A
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JP
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modulation
signal
waveform shaping
waveform
phase
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JP25614792A
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English (en)
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Makoto Onishi
誠 大西
Naoto Matsuzawa
直人 松沢
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】変調信号を偶数番目変調時点と奇数番目変調時
点の信号に分け、各々波形整形フィルタを通した後、奇
数番目変調時点の波形整形フィルタ出力の位相をπ/4
シフトしてから偶数番目変調時点の波形整形フィルタ出
力と加算合成する。 【効果】波形整形フィルタの入力信号のビット数を1ビ
ットにする事ができ、波形整形フィルタを構成するRO
Mの記憶容量を大幅に下げ、ハードウェア量を小さくす
ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル変調回路に係
り、特に、ディジタル移動無線で用いられるπ/4シフ
ト四相位相偏移(QPSK:Quadrature Phase Shift Ke
ying)変調方式に適用する変調回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、移動通信の信頼性を高めるため、
無線にディジタル変調方式を導入する事が検討されてい
る。ディジタル変調方式はディジタルデータにより搬送
波信号を変調して、電波に載せる方式であり、従来のア
ナログ方式に較べ、伝送効率が良い、雑音に強く通信品
質が良い、妨害,盗聴などに対して防御が容易で信頼性
が高いなどの長所を持っている。
【0003】データを搬送波に載せる変調器は、データ
から変調波形を生成する波形整形フィルタと、搬送波信
号と変調波形を掛算して、変調波信号を得る混合器とか
らなる。前者の波形整形フィルタを構成する方法として
は、LSI化し易く、小型化,省電力化などに適するデ
ィジタル信号処理による方法がある。中でも回路の簡単
化が容易な読み出し専用メモリ(ROM:Read Only Me
mory)を用いたディジタルフィルタ方式は、よく用いら
れている。この方式に関する公知例は、例えば、特開昭
61−234153号“ディジタル変調器”に述べられているも
のがある。本発明の説明の準備として、ROMを用いて
ディジタル変調器の波形整形フィルタを構成する方法に
ついて説明する。
【0004】図1はROMを用いた波形整形フィルタの
一例である。図において、11,12,〜,1Nは遅延素
子、20,21,22,〜,2N-1,2Nは係数掛算器、
1,32,〜,3N-1,3Nは加算器、4はROMであ
る。入力データxnを遅延素子11,12,〜,1Nに入力
して、データ系列xn,xn-1,xn-2,〜,xN-1,xN
を得る。係数掛算器20,21,22,〜,2N-1,2N
よって各々のデータにフィルタ係数a0,a1,a2
〜,aN-1,aNを掛け、加算器31,32,〜,3N-1
Nで積算すると出力データynを得る。すなわち、出力
nは、
【0005】
【数1】 yn=a0n+a1n-1+a2n-2+…+aN-1n-N+1+aNn-N …(1) となる。数1はディジタルフィルタの動作を表す差分方
程式で、フィルタの特性は係数a0,a1,a2,〜,a
N-1,aNによって決定される。
【0006】図1の係数掛算器および加算器は、入力デ
ータxn のビット数が少なく、フィルタのタップ数(フ
ィルタ係数の個数)が小さければ、ROMで実現するこ
とが出来る。
【0007】図1に示した波形整形フィルタをQPSK
変調方式に応用したディジタル変調器の構成例を図2に
示す。図において、21は信号点配置回路、22,23
は波形整形フィルタ、24,25は混合器、26は信号
加算器である。図2(a)はQPSK変調の位相配置図
で、2個のディジタルデータ(I,Q)=((0,0),
(1,0),(1,1),(0,1))に対して搬送波
信号の位相を4通り(π/4,3π/4,5π/4,7
π/4)に切り換えて変調する。実際には図2(b)の
ように直交変調の回路形式が用いられる。すなわち、デ
ィジタル値(0,1)をとる2ビットのディジタルデー
タI,Qを、信号点配置回路21で(1,−1)の信号
振幅値に変換してから波形整形フィルタ22,23を通
し、混合器24,25で、直交する位相を持つ二つの搬
送波信号cosωt,sinωtと掛け合わせ、信号加算器2
6で加算合成する。
【0008】以上は、QPSK変調方式を例に説明した
が、移動通信用に使われるディジタル変調方式は、π/
4シフトQPSK変調方式がある。この変調方式は、図
3に示すように、図3(b)の通常のQPSK変調の信
号点(白丸)と、π/4位相シフトした信号点(図3
(c)の黒丸)を、1シンボル周期毎に切り換えて伝送
する変調方式である。この変調器をROMを用いて実現
した例として、1992年電子情報通信学会春季大会で
発表された、講演番号B−338“シンボルタップRO
M分割法を用いたπ/4シフトQPSKベースバンド信
号発生器”がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術で述べた
ROMを用いたディジタル変調器で、移動通信用のπ/
4シフトQPSK変調方式を実現しようとすると、図3
(a)から分かるように、I,Q各々5個の振幅レベル
(−√2,−1,0,1,√2)が必要となる。これを
ROMを用いるディジタルフィルタで実現すると、図4
に示すようになる。図で、41はπ/4シフトQPSK
変調の信号点配置回路、42,43は波形整形フィルタ
である。信号点配置回路41の出力は5レベルとなるの
で、1変調信号あたり3ビットの情報が必要となり、波
形整形フィルタ42,43の、ROMのアドレスビット数
が増加してROM記憶容量が増え、ハードウェア規模の
増大を招く。逆に言えば、タップ数の少ない波形整形フ
ィルタしか構成できない。
【0010】この問題点を避けるため、従来技術の項で
述べたπ/4シフトQPSK変調では、ROMを複数個
に分割し、各ROM出力を加算器で総和して、実現して
いる。この方法ではROMの記憶容量は実現容易な規模
に抑えられるが、ROMの個数が多くなり、加算器もR
OMの個数に等しい数だけ必要となって、全体のハード
ウェア量は、やはり大きくなってしまう。
【0011】本発明の目的は、従来のROMを用いたπ
/4シフトQPSKディジタル変調器において、ROM
記憶容量および加算器の総数が最小となる、波形整形フ
ィルタの構成法を提供し、ディジタル変調器のハードウ
ェア量の逓減を図ることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、π/4シフトQPSK変調の特徴に着目し、信号点
配置が2個の振幅レベル(1ビット)で表現出来る様に
工夫する。すなわち、図3から、π/4シフトQPSK
変調の変調信号点配置は、1変調時点毎にQPSK変調信号
点をπ/4(45度)ずつ回転しながら変調している事
が分かる。あるいは、偶数番目の変調時点ではQPSK
変調と同一の変調点配置を用い、奇数番目の変調時点で
はQPSK変調の変調点配置をπ/4シフトしたものに
なっている。そこで、奇数番目の変調時点では図3
(c)に示すようにI′,Q′の様な45度傾けた軸で
入力信号を考え、波形整形フィルタの出力を合成する時
に、奇数番目の変調時点のデータを45度傾け、偶数番
目の波形整形出力と加算合成する。すなわち、変調デー
タを奇数番目と偶数番目のデータに分割するデマルチプ
レクサと、4個のROM波形整形フィルタと、奇数番目
の波形整形フィルタ出力を45度回転する位相補正器
と、奇数番目と偶数番目のROMフィルタ出力を加算す
る加算器によってπ/4シフトQPSKディジタル変調
器が構成できる。
【0013】この様にすると、入力信号を奇数番目と偶
数番目に分ける必要があるが、各々はQPSK変調波と
同じ信号点配置と同じ配置で済み、ROM波形整形フィ
ルタの入力信号のレベル数は5(3ビット)から2(1
ビット)に減少する。Nタップの波形整形フィルタの信
号ビット数が減少するので、アドレスビット数は、2N
ビット減少する。例えば、5タップのフィルタでは10
ビット減少し、ROM容量は1/1024に激減する。こ
れに伴い、ROMを分割する個数も減るので、ROM出
力を加算する加算器の個数も減少する。こうしてπ/4
シフトQPSKディジタル変調器において、ROM容量およ
び加算器の個数を縮減し、ハードウェア量の逓減が可能
な構成が実現できる。
【0014】
【作用】このように、本発明のディジタル変調器では、
ROM波形整形フィルタ以外に、デマルチプレクサと、
位相補正器と加算器が余分に必要になるものの、波形整
形フィルタのROM容量を大幅に減少できる。この減少
は非常に大きいので、余分に必要となる付加回路による
ハード増加を補って余り有るものである。
【0015】また、波形整形フィルタは偶数番目のI,
Qデータ用と、奇数番目のI,Qデータ用にそれぞれ必
要となるので、都合4個のフィルタが要る。このことは
ROMフィルタの個数は増えることになるが、I,Qフィ
ルタは係数が全く同じであるため、時間多重使用するこ
とが出来て、個数を削減できる。この場合、ROMのア
ドレスは、1ビット増えるだけであり、さらに加算器も
多重使用することが可能であるので、一層のハードウェ
ア削減が実現できる。
【0016】
【実施例】図5は本発明の第1の実施例のブロック図で
ある。図において、51は信号点配置回路、52はデマ
ルチプレクサ、53,54,55,56は波形整形フィ
ルタ、57は位相補正器、58,59は信号加算器であ
る。
【0017】入力ディジタル信号I,Qは信号点配置回
路51によって、±1の振幅値に変換される。この変換
は図2(a)に示すQPSK変調の信号点配置に従って
行う。次に、デマルチプレクサ52によって偶数番目と
奇数番目の変調時点の信号Ie,Qe,Io,Qoに分
離する。分離した変調信号は、各々波形整形フィルタ5
3〜56に入力し、変調波形信号に変換する。フィルタ
53,54および55,56は、それぞれ全く同一の係
数を持つフィルタであり、偶数番目あるいは奇数番目の
時点のデータしか入力されないが、出力信号はどちらの
時点に対してもデータを出力する。奇数番目の変調時点
の信号に対する波形整形フィルタ55,56の出力信号
は、45度位相補正器57によって、位相を45度(π
/4)回転する。こうして、π/4シフトQPSK変調
波の奇数番目の変調時点の変調信号波形が得られる。こ
れを加算器58,59によって偶数番目の変調時点の変
調信号波形と加算合成すれば、π/4シフトQPSK変
調の波形整形機能が達成できる。最終的に変調波を得る
には、図2に示した搬送波変調回路(混合器24,25
と信号加算器26)を通せばよい。この部分はQPSK
変調器の場合と全く同一であるので省略する。
【0018】図6に図5の実施例で用いる位相補正器の
一構成例を示す。図6で61,62は加減算器、63,
64は係数掛算器である。I,Qの信号を複素数で表す
と、I+jQのようになる。ここで複素数の位相角はφ
=arctan(Q/I)で表される。従って信号xI+jxQ
を−π/4位相回転すると、
【0019】
【数2】 yI+jyQ=(xI+jxQ)×exp(−jπ/4) =(xI+jxQ)×(cosπ/4−jsinπ/4) =(√2/2)×(1−j)×(xI+jxQ) =(√1/2)×((xI+xQ)+j(xQ−xI)) …(2) となり、図6の様な構成で実現できることが分かる。図
6では係数掛算器を用いているが、この部分は図5の波
形整形フィルタ55,56に含めることが出来る。
【0020】以上の説明で分かるとおり、本実施例によ
れば、図3(a)に示したπ/4シフトQPSK変調方
式の変調器を、図2(a)のQPSK変調器と同じ構成
の波形整形フィルタを用いて実現することが出来る。す
なわち、図4の従来例のように信号点の多値化によるR
OMのアドレスビット数の増加がなく、記憶容量の小さ
いROMを用いて、ハードウェアを実現することが出来
る。
【0021】図5に示した第1の実施例では、波形整形
フィルタが4個要り、さらに位相補正器や、加算器など
の付加回路が必要であった。ROM波形整形フィルタ5
3,54および、55,56は各々係数が同じであるの
で、多重使用することにより、これらのハードウェアを
一個のROMの中に実現できる。この考えを用いた本発
明の第2の実施例を以下に示す。
【0022】図7で70はROMフィルタ、71,72
は波形整形フィルタ、73は位相補正器、74はデマル
チプレクサである。奇数番目の変調時点の信号Io,Q
oに対して、波形整形フィルタの係数は同じであるの
で、多重使用すれば一個のROMで処理できる。さらに、
同一ROMで位相補正器73の機能も実現する。位相補
正器は図6で説明したように、加算器と係数乗算器で構
成できるので、図1に示すROMで実現する波形整形フ
ィルタで構成できることは容易に分かる。ROMの出力
ビット数を減らすため、出力端子はI,Qデータで多重
使用する。このため、デマルチプレクサ74でI,Q各
々の出力を分離し、信号加算器58,59で偶数番目の
変調時点のデータと加え合わせる。こうして、図7に説
明した実施例により、ROMの個数を一個減らし、さら
に位相補正器も削減したπ/4シフトQPSK変調器が
構成できる。
【0023】上述した多重化による方法を偶数番目変調
時点の波形整形フィルタにも用いる事が出来る。この実
施例を図8に示す。図に於いて、80はROMフィル
タ、81,82は波形整形フィルタ、83はマルチプレ
クサ、84は信号加算器、85はデマルチプレクサであ
る。偶数番目変調時点の信号Ie,Qeに対しても、波
形整形フィルタの係数は同じであるので、多重使用によ
り一個のROMで共用することが出来る。この時、RO
Mの出力ビット数を減らすため、出力を時間多重使用す
る。すなわち、マルチプレクサ83を用いて、波形整形
フィルタ81,82の出力を多重する。さらに奇数番目
変調時点の波形整形フィルタの出力との加算合成も、多
重したまま信号加算器84で行ない、最終出力をデマル
チプレクサ85で分離すれば、加算合成用の加算器も1
個で済ます事が出来る。
【0024】以上、本発明を用いて、π/4シフトQP
SK変調用ディジタル変調器のROM波形整形フィルタの
ROM容量を縮減する実施例について説明した。本発明
は若干の付加回路が必要となるものの、ROM容量の縮
減は2のべき乗で行われるので、ハードウェアの減少は
付加回路の増加を補っても余りあるものである。さらに
波形整形フィルタを多重使用することによって、付加回
路もROMの中に取り込むことが出来る。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、π/4シフトQPSK
変調方式のディジタル変調器をROMを用いるディジタ
ル処理で実現する場合、従来法ではROM容量が増加す
るため、ROMおよびROM出力を加算合成する加算器
の個数が増加して、ハードウェア量が大きくなるという
問題点を解決する事が出来る。ROM以外の若干の付加
回路が必要であるが、本発明によるROM容量の減少は
これらの付加回路のハードウェア量を補って余り有るも
のであり、問題とならない。さらには、波形整形フィル
タを多重使用することによって、ROM個数および付加
回路もROMの中に取り込むことが出来、一層のハード
ウェア縮減を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】波形整形フィルタのブロック図。
【図2】QPSKディジタル変調器のブロック図。
【図3】π/4シフトQPSK変調方式の信号点の配置
図。
【図4】π/4シフトQPSK変調器の部分構成図。
【図5】本発明の第1の実施例のブロック図。
【図6】図5の実施例で用いる位相補正器の説明図。
【図7】本発明の第2の実施例のブロック図。
【図8】本発明の第3の実施例のブロック図。
【符号の説明】
51…信号点配置回路、52…デマルチプレクサ、5
3,54,55,56…波形整形フィルタ、57…位相
補正器、58,59…信号加算器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】π/4シフト四相位相偏移変調方式の変調
    波信号を得る変調回路において、変調信号を偶数番目と
    奇数番目の変調時点の信号に分割し、各々波形整形フィ
    ルタで、前記変調波形信号に変換した後、奇数番目変調
    時点の変調波形信号の位相をπ/4シフトしてから偶数
    番目変調時点の変調波形信号と加算合成して、変調波形
    信号を得ることを特徴とするディジタル変調回路。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記波形整形フィルタ
    を読み出し専用メモリを用いたディジタル波形整形フィ
    ルタで構成し、かつ波形整形フィルタを同相成分と直交
    成分とで多重使用するディジタル変調回路。
  3. 【請求項3】請求項2において、奇数番目変調時点の波
    形整形フィルタ出力の位相をπ/4シフトする回路を、
    前記波形整形フィルタを構成する読み出し専用メモリを
    用いて一括処理するディジタル変調回路。
  4. 【請求項4】請求項3において、前記偶数番目変調時点
    の波形整形フィルタ出力を、同相,直交成分を多重した
    まま奇数番目変調時点の波形整形フィルタ出力と加算合
    成した後、同相,直交成分に分離して、変調波形信号を
    得るディジタル変調回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007221329A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Fujitsu Ltd 周波数分割多重送受信装置及び送受信方法
JP2011061384A (ja) * 2009-09-08 2011-03-24 Toshiba Corp 直交変調器、および送信装置
WO2016076002A1 (ja) * 2014-11-13 2016-05-19 三菱電機株式会社 送信機および受信機

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007221329A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Fujitsu Ltd 周波数分割多重送受信装置及び送受信方法
JP2011061384A (ja) * 2009-09-08 2011-03-24 Toshiba Corp 直交変調器、および送信装置
WO2016076002A1 (ja) * 2014-11-13 2016-05-19 三菱電機株式会社 送信機および受信機
JPWO2016076002A1 (ja) * 2014-11-13 2017-05-25 三菱電機株式会社 送信機および受信機
US10122556B2 (en) 2014-11-13 2018-11-06 Mitsubishi Electric Corporation Transmitter and receiver

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