JPH0879320A - 定包絡線形多相位相変調器 - Google Patents

定包絡線形多相位相変調器

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JPH0879320A
JPH0879320A JP20874194A JP20874194A JPH0879320A JP H0879320 A JPH0879320 A JP H0879320A JP 20874194 A JP20874194 A JP 20874194A JP 20874194 A JP20874194 A JP 20874194A JP H0879320 A JPH0879320 A JP H0879320A
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JP
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channel
amplitude
modulator
symbol
phase
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JP20874194A
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Mitsuhiro Ono
光洋 小野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定包絡線形多相位相変調器を簡易なハードウ
ェア構成で実現する。 【構成】 伝送すべき情報を信号位相に対応する一連の
シンボルに変換して出力する変換手段111と、一連の
シンボルをシンボル時間だけ遅延させる遅延手段112
と、シンボルの全ての組み合わせについて、所定のロー
ルオフ関数で表される信号位相の遷移を所定数のサンプ
ル点でサンプリングして得られるIチャネルおよびQチ
ャネルの振幅値をそれぞれ保持する振幅値保持手段11
3と、現シンボルと直前シンボルとの組み合わせに対応
して振幅値保持手段113に保持された各サンプル点に
おけるIチャネルおよびQチャネルの振幅値を読み出す
読出手段114と、IチャネルおよびQチャネルの振幅
値をそれぞれアナログ信号に変換するアナログ変換手段
115と、IチャネルおよびQチャネルのアナログ信号
を直交変換する直交変換手段116とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動通信における情報
をディジタル変調するディジタル変調器に関し、特に、
多相位相変調(Phase Shift Keying:PSK)方式を用いた
多相PSK変調器に関するものである。
【0002】自動車電話などの移動体通信機に備えられ
るディジタル変調器には、次に挙げる条件を満たすこと
が必要とされている。第1の条件は、スペクトラム特性
が狭帯域であることである。
【0003】これは、近年、自動車電話などの普及に伴
って、移動体通信機の数が大幅に増加しており、多数の
移動体通信機が限られた周波数帯域を分け合って利用す
るためには必要不可欠な条件である。
【0004】また、第2の条件として、限られた電力で
効率良く信号の変調および増幅すること、即ち、送信増
幅が高電力効率であること、そして、第3の条件とし
て、受信側で高品質の復調信号を得ることを可能とする
高感度特性を備えていること、が挙げられる。
【0005】これらの条件は、利用可能な電力が厳しく
制限されるシステムへの適合を目指す2つの異なるアプ
ローチ、すなわち、少ない電力でより強力な送信信号を
得るためのアプローチと、送信信号の電力が小さくても
受信側で対応可能とするためのアプローチとにそれぞれ
対応している。
【0006】近年では、移動体通信機の利用者により、
移動体通信機の小型化,省電力化が要望されており、こ
れに応えるために、移動体通信機は利用可能な電力が厳
しく制限されるシステムとなりつつある。このため、上
述した第2および第3の条件を満たして、厳しい電力制
限に適合するディジタル変調器を開発することが、新し
い技術テーマとして重要視されている。
【0007】
【従来の技術】第1の条件を満たす代表的なディジタル
変調方式としては、π/4シフト直交位相変調(π/4
Shift Quadri-Phase shift Keying)方式がある(Akaiwa
Y.andNagata Y.:"Highly efficient digital mobile c
ommunications with a linearmodulation method",IEEE
Journal on Selected Areas in Commun. SAC-5,5,pp89
0-895 June 1987)。
【0008】このπ/4シフト直交位相変調方式は、π
/2ずつ位相の異なる4つの搬送波を用いる4相位相変
調方式の一種であり、ピーク電力が小さいため非線形歪
みに比較的強いという特性を有している。
【0009】他に、振幅変調方式と直交位相変調方式と
を組み合わせた振幅位相変調方式も研究されており、特
に、多値直交振幅変調(Quadrature Amplitude Modulat
ion)方式の研究が盛んに行われている。
【0010】但し、これらの方式を適用した変調器の出
力信号は振幅の変動が大きいため、線型増幅器によって
変調器出力の増幅が行われており、この線型増幅器の効
率が電力効率の向上の限界となっている。
【0011】一方、第2の条件を満たすディジタル変調
方式としては、高い電力効率が得られる非線形増幅器を
利用することが可能であることから、出力信号の振幅変
動がない定包絡線変調方式が注目されている。
【0012】この定包絡線変調方式の代表的なものとし
ては、ディジタルFM方式の一種であるTFM(Tamed
Frequency Modulation) 方式(de Jager F.and Dekker
C.B.:"Tamed frequency modulation,a novel method to
achive spectrum economy indigital transmission",I
EEE Trans.Commun.,COM-26,5.pp.534-542 May 1978)
や、GMSK方式(Murota K.and Hirade K.:“GMSK M
odulation for digitalmobile radio telephony",IEEE
Trans.Commun.,COM-29,8.pp.1044-1050 July1981) など
がある。
【0013】また、第3の条件を満たすディジタル変調
方式としては、符号化と変調とを組み合わせた方式が研
究されており、代表的な例としてトレリス符号化8相P
SK(Trellis-Coded 8 Phase Shift Keying) 方式が提
案されている。
【0014】このトレリス符号化8相PSK方式は、畳
み込み符号化と8相PSKとを組み合わせたものであ
り、同じ帯域のQPSKと比較すると、3dB程度の感度
利得を得ることができることが報告されている(Ungerb
oeck G.:"Channel coding withphase signals",IEEE Tr
ans.Inf.Thoery,IT-23,1,pp55-67 Jan.1982) 。
【0015】図11に、トレリス符号化8相PSK変調
器の構成を示す。図11において、シリアルに入力され
たデータは、シリアル−パラレル変換器301により、
2ビットのパラレルデータに変換され、更に、トレリス
符号化器302により3ビットの符号に変換される。
【0016】この3ビットの符号の入力に応じて、符号
変換回路303は適切な1ビットを付加して4ビットの
符号とし、Iチャネルに割り当てられた2ビットをそれ
ぞれ2つのバイナリトランスバーサルフィルタ(BT
F)304I1,304I2に送出し、Qチャネルに割り当
てられた2ビットを同様に2つのバイナリトランスバー
サルフィルタ304Q1,304Q2に送出する。
【0017】これらのバイナリトランスバーサルフィル
タ304I1,304I2,304Q1,304Q2からの出力
には、それぞれ対応する重み付け回路305I1,305
I2,305Q1,305Q2によって定数K1 あるいは定数
2 の重みが与られ、その結果を各チャネルに対応する
加算器306I ,306Q によって加算することによ
り、IチャネルおよびQチャネルの信号をそれぞれ帯域
制限する構成となっている。
【0018】このようにして帯域制限されたIチャネル
およびQチャネルの信号は、それぞれ対応するディジタ
ル−アナログ変換回路(D/A)307I ,307Q
よってアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ(L
PF)308I ,308Q によって平滑化されたのち
に、直交変調器309により直交変調されて出力され
る。
【0019】上述したように、この方式では、2ビット
の入力データが、トレリス符号化の段階で3ビットに、
そして、I,Qチャネルに分配するために4ビットに変
換されてから、帯域制限され、直交変調されている。す
なわち、冗長な情報を含めて変調し送信することによ
り、受信側で高感度特性を得ようとするものである。
【0020】上述したトレリス符号化8相PSK方式に
おいては、図11に示したバイナリトランスバーサルフ
ィルタ304によって、振幅変動に無関係に帯域制限が
施されているため、出力信号の包絡線は大きく変動して
おり、電力効率の面で改善が必要とされている。
【0021】これに応じて、トレリス符号化8相PSK
方式の出力信号の包絡線を制御して電力効率を向上する
ことを目指す技法が提案されている(冨里 繁,鈴木
博,「送信増幅における電力効率を改善した包絡線制御
形ディジタル変調方式−移動無線用トレリス符号化8P
SKへの応用−」電子情報通信学会論文誌 B-II Vol.J7
5-B-II No.12 pp912-928 1992 年12月)。
【0022】上述した論文においては、2つの信号点を
結ぶ包絡線の中間点におけるIチャネルおよびQチャネ
ルの振幅値に上限あるいは下限を設けて包絡線の変動を
押さえる平滑化包絡線形のトレリス符号化8PSK変調
器と、IチャネルおよびQチャネルの振幅値をコサイン
ロールオフ関数を用いて制御して定包絡線を実現する定
包絡線形のトレリス符号化8PSK変調器とが提案され
ており、特に、定包絡線形のトレリス符号化8PSK変
調器は、出力信号の振幅変動を排除することができるか
ら、電力効率の大幅な向上が期待されている。
【0023】図12に、上述した論文で提案された定包
絡線形トレリス符号化8PSK変調器の構成を示す。図
12において、定包絡線形トレリス符号化8PSK変調
器は、図11に示したトレリス符号化8PSK変調器の
符号変換回路303,バイナリトランスバーサルフィル
タ304および重み付け回路305に代えて、位相変換
器321,位相演算器322および波形変換器323を
備え、この波形生成器323の出力を直交変調器309
に入力する構成となっている。
【0024】この定包絡線形トレリス符号化8PSK変
調器において、位相変換器321は、トレリス符号化器
302でシンボル時間Ts ごとに得られる3ビットのシ
ンボルをそれぞれ8PSKにおける対応する信号位相φ
に変換し、位相演算器322に入力する構成となってい
る。
【0025】また、位相演算器322は、n番目のシン
ボルに対応する信号位相φn とn−1番目のシンボルに
対応する信号位相φn-1 とに基づいて、n−1番目のシ
ンボルに対応する時刻tn-1 からn番目のシンボルに対
応する時刻tn までの期間に含まれる各時刻tn-1 +t
m (0<tm <Ts )における信号位相Pnmを求め、こ
の信号位相Pnmに基づいて、波形変換器323が時間t
に関する連続関数としてI(t),Q(t) を求め、直交変調
器309に送出する構成となっている。
【0026】ここで、位相演算器322は、まず、信号
位相φn と信号位相φn-1 との位相差θn を求め、この
位相差θn と式に示すコサインロールオフ関数とを用
いて、信号位相φn-1 を基準とした時刻tn-1 +tm
おける信号位相変化量δm を求め、この信号位相変化量
δm を信号位相φn-1 に加算して、信号位相Pnmを求め
ればよい。
【0027】
【数1】
【0028】但し、式において、定数αはロールオフ
率である。このロールオフ関数を用いて信号位相変化量
δm を求めることにより、位相変化を平滑化して狭帯域
化を図ることができ、また、後述するように、この位相
変化量δm に基づいて得られる信号位相Pnmの余弦およ
び正弦としてIチャネル,Qチャネルの振幅値I(t),Q
(t) を求めることにより、出力信号の振幅変動を排除
し、定包絡線の出力信号を得ることができる。
【0029】また、波形変換器323は、時刻tn-1
m から時刻tn-1 +tm+1 までは、Iチャネル,Qチ
ャネルの振幅値I(t),Q(t) がそれぞれ一定値cos
(Pmn),sin(Pmn)である波形を生成すればよい。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】上述した定包絡線制御
形のトレリス符号化8PSK変調器は、トレリス符号化
を取り入れたことによって得られる受信側での高感度特
性と、定包絡線制御を取り入れたことによる送信側にお
ける高電力効率とを併せ持っている。
【0031】しかしながら、上述した論文においては、
定包絡線形のトレリス符号化8PSK変調器の原理は述
べられているが、この変調器を現実に回路などで実現し
た例は発表されていない。
【0032】したがって、図12に示した定包絡線制御
形のトレリス符号化8PSK変調器をどのようにして、
現実の回路として実現するかが今後の課題となってい
る。本発明は、簡易なハードウェア構成の定包絡線形多
相位相変調器を提供することを目的とする。
【0033】
【課題を解決するための手段】図1は、請求項1ないし
請求項3の定包絡線形多相位相変調器の原理ブロック図
である。
【0034】請求項1の発明は、伝送すべき情報を信号
位相に対応する一連のシンボルに変換し、各シンボルを
所定のシンボル時間ごとに出力する変換手段111と、
一連のシンボルをシンボル時間だけ遅延させる遅延手段
112と、シンボルの遷移として考えられる全ての組み
合わせについて、所定のロールオフ関数で表される信号
位相の遷移を所定数のサンプル点でサンプリングして得
られるIチャネルおよびQチャネルの振幅値をそれぞれ
保持する振幅値保持手段113と、変換手段111から
得られる現シンボルと遅延手段112から得られる直前
シンボルとの入力に応じて、該当するシンボルの組み合
わせに対応して振幅値保持手段113に保持された各サ
ンプル点におけるIチャネルおよびQチャネルの振幅値
を読み出す読出手段114と、IチャネルおよびQチャ
ネルの振幅値をそれぞれアナログ信号に変換するアナロ
グ変換手段115と、アナログ変換手段115で得られ
たIチャネルおよびQチャネルのアナログ信号を直交変
換する直交変換手段116とを備えたことを特徴とす
る。
【0035】請求項2の発明は、請求項1に記載の定包
絡線形多相位相変調器において、振幅値保持手段113
は、シンボルの遷移として考えられる全ての組み合わせ
について、複数のロールオフ率でそれぞれ規定されるロ
ールオフ関数をそれぞれ用いて表した信号位相の遷移を
所定数のサンプル点でサンプリングして得られるIチャ
ネルおよびQチャネルの振幅値をそれぞれ保持する構成
であり、読出手段114は、ロールオフ率の入力に応じ
て、振幅値保持手段113から該当するロールオフ関数
に対応して保持された各サンプル点におけるIチャネル
およびQチャネルの振幅値を読み出す構成であることを
特徴とする。
【0036】請求項3の発明は、請求項1に記載の定包
絡線形多相位相変調器において、一定の角速度で変化す
る信号位相に対応する円周上の所定数のサンプル点の位
置をIチャネルおよびQチャネルの振幅値のテストデー
タとして保持するテストデータ保持手段121と、直交
変調器116の出力として得られる変調信号のスペクト
ルに含まれるキャリアリークに基づいて、直交変調器1
16のオフセットを検出するオフセット検出手段122
と、変調信号のスペクトルに含まれるイメージに基づい
て、直交変調器116の振幅比ずれを検出する振幅比ず
れ検出手段123とを備え、読出手段114が、テスト
モード指示の入力に応じて、テストデータ保持手段12
1から各サンプル点に対応するIチャネルおよびQチャ
ネルの振幅値を読み出す構成であることを特徴とする。
【0037】図2は、請求項4の定包絡線形多相位相変
調器の原理ブロック図である。請求項4の発明は、請求
項3に記載の定包絡線形多相位相変調器において、オフ
セット検出手段122で検出されたオフセット値の入力
に応じて、振幅値保持手段113から読み出されたIチ
ャネルおよびQチャネルの振幅値を補正するオフセット
補正手段131と、振幅比ずれ検出手段123で検出さ
れた振幅比ずれの入力に応じて、振幅値保持手段113
から読み出されたIチャネルおよびQチャネルの振幅値
を補正する振幅比ずれ補正手段132とを備えたことを
特徴とする。
【0038】
【作用】請求項1の発明は、読出手段114が、振幅値
保持手段113から現シンボルと直前シンボルとに対応
する各サンプル点におけるIチャネルおよびQチャネル
の振幅値を読み出すことにより、直前シンボルから現シ
ンボルへの信号位相の遷移を所定数のサンプル点でサン
プリングした結果を得ることができる。
【0039】ここで、多相位相変調方式においてそのシ
ンボルの数は有限であるから、その組み合わせも有限で
ある。したがって、ロールオフ率を決定しておけば、シ
ンボルの組み合わせそれぞれに対応して予めシンボル間
の遷移の各サンプル点に対応する振幅値を計算しておく
ことが可能である。
【0040】つまり、上述した読出手段114と振幅値
保持手段113とによって、上述した論文で提案された
位相変換器321,位相演算器322および波形生成器
323の機能を簡易な構成で実現することができ、読出
手段114で得られたIチャネルおよびQチャネルの振
幅値をアナログ変換手段115を介して直交変調手段1
16に送出することにより、この直交変調手段116に
よる変調信号を定包絡線化することができる。
【0041】請求項2の発明は、ロールオフ率の入力に
応じて、読出手段114が振幅値保持手段113から該
当するロールオフ率に対応する振幅値を選択的に読み出
すことにより、様々な用途に応じてロールオフ率を変更
し、変調信号の帯域を制限することができる。
【0042】請求項3の発明は、読出手段114がテス
トデータ保持手段121からテストデータを読み出すこ
とにより、一定の角速度で変化する信号を直交変調手段
116に入力することができる。
【0043】この時の直交変調手段116の出力信号の
スペクトルをオフセット検出手段122および振幅比ず
れ検出手段123によって観察し、変調信号に含まれる
キャリアリークやイメージを観測することにより、それ
ぞれ直交変調手段116のオフセットと振幅比ずれとを
検出することができる。
【0044】更に、請求項4の発明は、検出されたオフ
セットおよび振幅比ずれに応じて、オフセット補正手段
131および振幅比ずれ補正手段132が、読出手段1
14によって読み出されたIチャネルおよびQチャネル
の振幅値に補正を施すことにより、直交変調手段116
のオフセットおよび振幅比ずれを補正することができ
る。
【0045】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図3に、本発明の定包絡線形多相位
相変調器を適用したトレリス符号化8PSK変調器の実
施例構成図を示す。
【0046】図3において、本発明の定包絡線形トレリ
ス符号化8PSK変調器は、図12に示した定包絡線形
トレリス符号化8PSK変調器の位相変換器321,位
相演算器322,波形生成器323に代えて、カウンタ
回路210とIチャネルとQチャネルとに対応する2つ
のフリップフロップ回路220I ,220Q と2つのル
ックアップテーブル(LUT)230I ,230Q とを
備えて構成されている。
【0047】また、この定包絡線形トレリス符号化8P
SK変調器においては、変換手段111に相当するトレ
リス符号化器302で得られた3ビットの符号は、現シ
ンボルSn として上述したルックアップテーブル230
I ,230Q に送出されるとともに、遅延手段112に
相当するフリップフロップ回路220によって1シンボ
ル時間だけ遅延させたのちに、直前シンボルSn-1 とし
てルックアップテーブル230I ,230Q に送出され
る構成となっている。
【0048】これらのルックアップテーブル230I
230Q は、振幅値保持手段113に相当するものであ
り、任意の2つのシンボルの間を遷移する際に、2m
のサンプル点で各チャネルの振幅値の変化をそれぞれサ
ンプリングした値を保持する構成となっている。
【0049】ここで、Iチャネルに対応するルックアッ
プテーブル230I は、図4(a) に示すように、現シン
ボルSn とその直前シンボルSn-1 との組み合わせのそ
れぞれに対応して、2k 個のサンプル点における振幅値
I(tm )(m=1〜2k ) として、該当する信号位相Pnm
に対応する余弦値を保持する構成となっている。また、
ルックアップテーブル230Q は、図4(b) に示すよう
に、現シンボルSn とその直前シンボルSn-1 との組み
合わせのそれぞれに対応して、2k 個のサンプル点にお
ける振幅値Q(tm )(m=1〜2k ) として、該当する信
号位相Pnmに対応する正弦値を保持する構成となってい
る。
【0050】また、図3に示したカウンタ回路210に
は、シンボル時間Ts を2k 個のサンプル点に分周する
ためのクロック信号が入力されており、カウンタ回路2
10は、このクロック信号に同期して計数動作を行い、
その結果として得られるkビットの計数値をアドレスの
下位部分として、ルックアップテーブル230I ,23
Q の両方に入力する構成となっている。
【0051】つまり、トレリス符号化器302からの現
シンボルSn とフリップフロップ回路220からの直前
シンボルSn-1 とをアドレスの上位6ビットとして入力
することにより、直前シンボルから現シンボルへの遷移
の際に、各チャネルの振幅値の変化を表す関数を特定
し、アドレスの下位kビットとして入力されるカウンタ
回路210の計数値により該当するサンプル点を特定し
て、ルックアップテーブル230I ,230Q から適切
な振幅値をそれぞれ読み出す構成となっている。
【0052】すなわち、カウンタ回路220とルックア
ップテーブル230I ,230Q に格納するデータの構
造とにより、読出手段114の機能を果たし、シンボル
間の遷移の各時点における各チャネルの振幅値をルック
アップテーブル230I ,230Q からそれぞれ読み出
す構成となっている。
【0053】また、図3において、ディジタル−アナロ
グ変換器(D/A)307I ,307Q およびローパス
フィルタ308I ,308Q は、アナログ変換手段11
5に相当するものであり、各チャネルに対応するルック
アップテーブル230I ,230Q の出力をアナログ信
号に変換して、直交変調手段116に相当する直交変調
器309に入力する構成となっている。
【0054】上述したように、直前シンボルSn-1 から
現シンボルSn への遷移経路上のm番目のサンプル点に
対応する信号位相Pnmは、式で表すように現シンボル
nの信号位相φn の関数として得られる信号位相変化
量δm を直前シンボルSn-1の信号位相φn-1 に加算し
て得られる。
【0055】また、8PSK変調方式においては、シン
ボルの数は8であり、シンボル間の遷移の組み合わせは
有限であるから、シンボル間の遷移の組み合わせのそれ
ぞれについて、予め、所定のコサインロールオフ関数を
用いて各サンプル点に対応する信号位相Pnmを求めてお
くことができる。
【0056】また、この信号位相Pnmを用いれば、Iチ
ャネルの振幅値I(tm)=cos(Pnm)およびQチャネルの
振幅値Q(tm)=sin(Pnm)を計算して、それぞれルック
アップテーブル230I ,230Q に格納しておくこと
ができる。
【0057】ここで、各サンプル点を示す時刻tm は、
サンプル時間に相当するクロック信号の周期Ts /2k
とサンプル点を特定する番号mとを用いて、式に示す
ように表される。
【0058】 tm =m・Ts /2k ・・・ この式を利用し、適切なロールオフ率α(例えば、α
=0.5)を設定して式をサンプル点の番号mの範囲
で場合分けし、この場合分けに従って式を適用して、
式,式に示すように、各サンプル点におけるIチャ
ネルおよびQチャネルの振幅値I(tm),Q(tm)をそれぞ
れ算出すればよい。
【0059】
【数2】
【0060】
【数3】
【0061】式,式から分かるように、上述したよ
うにして算出された各チャネルの振幅値I(tm),Q(tm)
は、該当する直前シンボルSn-1 に対応する信号位相φ
n-1から現シンボルSn に対応する信号位相φn へと、
ロールオフ関数にしたがって滑らかに変化する信号位相
nmの余弦値および正弦値である。したがって、このと
きの信号点の遷移を信号空間にプロットすれば、その軌
跡は、現シンボルSnと直前シンボルSn-1 とを結ぶ円
弧上を移動することは明らかである。
【0062】例えば、図5に示すように、直前シンボル
n-1 および現シンボルSn としてそれぞれ図5に符号
で示すシンボルと符号で示すシンボルとが入力され
た場合は、カウンタ回路210の計数値に応じて、ルッ
クアップテーブル230I ,230Q により、符号と
符号とを結ぶ円弧上を移動する軌跡に対応する振幅値
I(tm),Q(tm)が出力される。
【0063】すなわち、上述したルックアップテーブル
230I ,230Q から該当するサンプル点における振
幅値I(tm),Q(tm)を順次に読み出すことにより、上述
した論文で提案された位相変換器321,位相演算器3
22および波形生成器323の機能を実現し、トレリス
符号化8PSK変調器の変調信号を定包絡線信号とする
ことができる。
【0064】これにより、トレリス符号化を採用した多
相PSK変調器の特徴である高い受信感度と定包絡線変
調方式の高い電力効率とを併せ持つ変調器を簡易なハー
ドウェアによって実現することが可能となる。
【0065】なお、シンボル間の遷移をサンプリングす
る際のサンプル点の数は、シンボル時間Ts とクロック
信号の速度やルックアップテーブル230I ,230Q
などの回路の処理速度との兼ね合いで決定すればよい。
【0066】現実に、ルックアップテーブル230I
230Q を構成するために用いるROMの読出速度の高
速化が進んでいるから、1シンボル時間内で十分な数の
サンプル点を確保することが可能であると考えられる。
【0067】また、ルックアップテーブル230I ,2
30Q に格納する振幅値I(tm),Q(tm)の値の精度は、
変調器に必要とされる位相精度を考慮して決定すればよ
い。例えば、4PSK変調器で必要とされる位相精度は
2°程度であるが、この位相精度に対応する振幅値のビ
ット精度は5ビットであり、振幅値のビット精度を8ビ
ットとすれば、0.5°程度の位相精度を得ることがで
きるから、十分な位相精度を確保することが可能である
と考えられる。また、振幅値を表すビット数を増やし
て、更に高精度化を図ることもできる。
【0068】更に、式に示したようなコサインロール
オフ関数に様々なロールオフ率を適用した場合につい
て、複数のIチャネル振幅値テーブルと複数のQチャネ
ル振幅値テーブルとをそれぞれ用意しておいてもよい。
【0069】図6に、請求項2の発明を適用したトレリ
ス符号化8PSK変調器の実施例構成図を示す。図6に
おいて、トレリス符号化8PSK変調器は、図3に示し
たトレリス符号化8PSK変調器に、ロールオフ率入力
部241を備えて構成されており、このロールオフ率入
力部241が、利用者からの指示に応じて、指定された
ロールオフ率に対応するコードを出力し、このコードを
アドレスの一部としてルックアップテーブル230I
230Q に入力する構成となっている。
【0070】この場合は、様々なロールオフ率を適用し
た場合について、全てのシンボルの組み合わせについて
その遷移をサンプリングした際の振幅値をそれぞれ計算
しておき、ロールオフ率を示すコードに対応してルック
アップテーブル230I ,230Q に予め格納しておけ
ばよい。
【0071】つまり、この場合は、ルックアップテーブ
ル230I ,230Q は、図7に示すように、様々なロ
ールオフ率を示すコードに対応する複数のテーブルを備
えた構成とすればよい。
【0072】また、ロールオフ率を示すコードをアドレ
スに含めて、ルックアップテーブル230I ,230Q
からそれぞれ該当する振幅値を読み出す構成とすること
により、請求項2で述べた読出手段114の機能を実現
すればよい。
【0073】この場合は、利用者の指示に応じて、適切
なロールオフ率を適用したコサインロールオフ関数によ
ってシンボル間の位相遷移を平滑化することができ、指
定されたロールオフ率に応じて占有帯域幅を制御するこ
とができる。
【0074】これにより、変調器の用途などに応じて、
有効に帯域の制限を行うことができる。また、定包絡線
変調方式の特徴を利用して、直交変調器のオフセットや
振幅比ずれを検出することもできる。
【0075】図8に、請求項3の定包絡線形多相位相変
調器を適用したトレリス符号化8PSK変調器の実施例
構成図を示す。図8において、トレリス符号化8PSK
変調器は、図3に示したトレリス符号化8PSK変調器
にモード切換信号入力部251とセレクタ252とを付
加し、利用者からの指示に応じて、このモード切換信号
入力部251がテストモードである旨のテストモードコ
ードを出力し、セレクタ252がこのテストモードコー
ドを直前シンボルおよび現シンボルの代わりにルックア
ップテーブル230I ,230Q に入力する構成となっ
ている。
【0076】ここで、モード切換信号入力部251は、
直前シンボルと現シンボルとの組み合わせとして出現し
ないビット列をテストモードコードとして生成すればよ
く、また、この場合に、ルックアップテーブル23
I ,230Q は、上述したテストモードコードで示さ
れる記憶領域に、カウンタ回路210の計数値に対応し
てテストデータを格納しておけばよい。
【0077】例えば、位相0(rad) から位相2π(rad)
までを2k 個の区間に等分した各区分点の位相に対応す
る余弦および正弦をそれぞれIチャネルおよびQチャネ
ルのテストデータとして、ルックアップテーブル230
I ,230Q に格納しておけばよい。
【0078】このようにして、利用者からの指示に応じ
て、ルックアップテーブル230I,230Q からテス
トデータを読み出すことができ、このルックアップテー
ブル230I ,230Q により、テストデータ保持手段
121の機能を実現することができる。
【0079】ここで、上述したようなテストデータは、
円周上を一定の角速度ω0 で回転している状態を示して
いるから、このテストデータを理想的な直交変調器に入
力した場合に得られる変調信号のスペクトルは、図9
(a) に示すように、搬送波周波数f1 と角速度ω0 に対
応する周波数f0 とで表される位置に現れる1本のスペ
クトルとなるはずである。
【0080】しかし、実際の直交変調器309にオフセ
ットや振幅比ずれがあると、その変調信号のスペクトル
には、本来の変調信号のスペクトルに加えて、図9(b)
に示すように、オフセットの存在により、直交変調器3
09の搬送波周波数f1 の位置にキャリアリークが発生
し、そして、振幅比ずれの存在により、搬送波周波数f
1 に対して本来の変調信号の周波数と対称な位置(つま
り、周波数f1 −f0の位置)にイメージが発生する。
【0081】したがって、図8に示すように、直交変調
器309の出力をマルチチャネルアナライザーなどの測
定機器を利用してスペクトル解析部254を構成し、キ
ャリアリークやイメージを観測することにより、オフセ
ット検出手段122および振幅比ずれ検出手段123の
機能を実現し、オフセットや振幅比ずれを検出し、その
大きさを測定することができる。
【0082】例えば、Iチャネル側にオフセットがある
場合は、Iチャネルの振幅値I(t)を上述した角速度ω
0 を用いて式のように表される場合と等価である。 I(t) =(Iof+COSω0t) ・・・ したがって、直交変調器309の出力信号S(t) は、式
のように、本来の変調信号の成分とオフセットによっ
て発生する成分とを含むことになる。
【0083】 S(t) =Iofsinω1t+sin(ω1t+ω0t) ・・・ 式の右辺の第1項がオフセットによって発生するキャ
リアリークを示しており、この場合にキャリアリークと
して観測される電力PCLは、オフセット値Iofを用いて
式で表される。
【0084】 PCL=20log(Iof/1)〔dB〕 ・・・ したがって、スペクトル解析部254は、キャリアリー
クの電力PCLを測定し、上述した式から逆にオフセッ
ト値Iofを算出すればよい。
【0085】また、直交変調器309に振幅比Cが正常
値『1』からずれている場合は、その変調信号S(t)
は、式に示すように、2つの周波数成分に分裂する。
【0086】
【数4】
【0087】式の右辺第2項が振幅比ずれによって発
生するイメージを示しており、この場合に観測されるイ
メージ量PIMは振幅比Cを用いて式で表される。
【0088】
【数5】
【0089】したがって、スペクトル解析部254は、
イメージ量PIMを測定し、上述した式から逆に振幅比
Cを算出して、振幅比ずれを評価すればよい。このよう
に、本発明によれば、オフセットや振幅比ずれを簡単に
検出し、その大きさを評価することができる。
【0090】また、ディスプレイ装置やプリンタなどの
出力装置255を備えて、スペクトル解析部254で得
られた評価結果を出力して利用者に提供すれば、変調器
の性能を精密に評価することが可能となり、変調器の開
発や改良作業を効率よく進めることが可能となる。
【0091】更に、上述したような測定によって得られ
たオフセットや振幅比ずれの値を用いて、各チャネルの
振幅値I(t) ,Q(t) を補正することもできる。図10
に、請求項4の定包絡線形多相位相変調器を適用したト
レリス符号化8PSK変調器の実施例構成図を示す。
【0092】図10において、トレリス符号化8PSK
変調器は、図8に示したトレリス符号化8PSK変調器
に補正コード変換部261を付加し、この補正コード変
換部261が、上述したスペクトル解析部254で測定
されたオフセット値および振幅比の入力を受けて該当す
る補正コードをそれぞれ出力し、アドレスの一部として
ルックアップテーブル230I ,230Q に入力する構
成となっている。
【0093】この場合に、ルックアップテーブル230
I ,230Q は、各補正コードに対応するオフセット値
ofあるいは振幅比Cによって補正を施した振幅値I(t
m),Q(tm)をサンプル点ごとに格納しておけばよい。
【0094】例えば、ルックアップテーブル230
I は、様々なオフセット値Iofを示す補正コードのそれ
ぞれに対応して、全てのシンボルの組み合わせに対応す
る振幅値I(tm)のテーブルを設け、それぞれのテーブル
に、該当するロールオフ関数に基づいて求めた通常の振
幅値I(tm)のそれぞれから該当するオフセット値Iof
差し引いた値を格納しておけばよい。
【0095】同様に、ルックアップテーブル230
Q は、様々な振幅比Cを示す補正コードのそれぞれに対
応するテーブルを設け、それぞれのテーブルに、通常の
振幅値Q(tm)のそれぞれに振幅比Cを乗じた値を格納し
ておけばよい。また、この場合は、補正コード変換部2
61は、オフセット値に対応する補正コードをルックア
ップテーブル230I に送出し、振幅比に対応する補正
コードをルックアップテーブル230Q に送出すればよ
い。
【0096】このように、ルックアップテーブル230
I ,230Q に予め補正済のデータを格納しておき、ス
ペクトル解析部254による解析結果を示す補正コード
に応じて、該当するデータを読み出す構成としたことに
より、ルックアップテーブル230I ,230Q と補正
コード変換部261とによって補正手段131の機能を
実現することができる。
【0097】これにより、テストデータを利用したオフ
セットおよび振幅比ずれの検出結果に応じて、各サンプ
ル点における振幅値を補正して、キャリアリークやイメ
ージを抑制することができ、電力の有効利用を進めて、
電力効率の向上を図ることができる。
【0098】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、連続する
2つのシンボルの入力に応じて、読出手段が振幅値保持
手段から各サンプル点における振幅値を順次に読み出す
ことにより、適切なロールオフ関数に従って変化する信
号位相に対応する各チャネルの振幅値を得ることができ
るから、定包絡線形多相位相変調器を簡易な構成で実現
することができ、帯域特性に優れた多相位相変調器の変
調信号の定包絡線化を図り、電力効率の向上を図ること
が可能となる。
【0099】更に、請求項2の発明は、ロールオフ率の
入力に応じて、複数のロールオフ関数を切り換えること
が可能となるから、変調器の用途に応じて、有効な帯域
制限を行うことが可能である。
【0100】また、請求項3の発明は、テストデータを
入力した際の直交変調手段の出力スペクトルを調べるこ
とにより、直交変調手段のオフセットおよび振幅比ずれ
を検出することができ、変調器の性能を簡易に評価する
ことができる。
【0101】更に、請求項4の発明は、オフセット検出
手段および振幅比ずれ検出手段で検出されたオフセット
および振幅比ずれを補正手段によって補正することがで
きるから、キャリアリークやイメージを抑制して、電力
効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1ないし請求項3の定包絡線形多相位相
変調器の原理ブロック図である。
【図2】請求項4の定包絡線形多相位相変調器の原理ブ
ロック図である。
【図3】請求項1の定包絡線形多相位相変調器を適用し
たトレリス符号化8PSK変調器の実施例構成図であ
る。
【図4】ルックアップテーブルの構成例を示す図であ
る。
【図5】本発明による位相遷移を説明する図である。
【図6】請求項2の定包絡線形多相位相変調器を適用し
たトレリス符号化8PSK変調器の実施例構成図であ
る。
【図7】ルックアップテーブルの構成例を示す図であ
る。
【図8】請求項3の定包絡線形多相位相変調器を適用し
たトレリス符号化8PSK変調器の実施例構成図であ
る。
【図9】テストモードにおける変調信号のスペクトルを
説明する図である。
【図10】請求項4の定包絡線形多相位相変調器を適用
したトレリス符号化8PSK変調器の実施例構成図であ
る。
【図11】従来のトレリス符号化8PSK変調器の構成
例を示す図である。
【図12】定包絡線形トレリス符号化8PSK変調器の
構成例を示す図である。
【符号の説明】
111 変換手段 112 遅延手段 113 振幅値保持手段 114 読出手段 115 アナログ変換手段 116 直交変調手段 121 テストデータ保持手段 122 オフセット検出手段 123 振幅比ずれ検出手段 131 補正手段 210 カウンタ回路 220 フリップフロップ(FF)回路 230 ルックアップテーブル(LUT) 241 ロールオフ率入力部 251 モード切換信号入力部 252 セレクタ 254 スペクトル解析部 255 出力装置 261 補正コード変換部 301 シリアル−パラレル変換器(S/P) 302 トレリス符号化器 303 符号変換回路 304 バイナリトランスバーサルスィルタ(BTF) 305 重み付け回路 306 加算器 307 ディジタル−アナログ変換器(D/A) 308 ローパスフィルタ(LPF) 309 直交変調器 321 位相変換器 322 位相演算器 323 波形生成器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝送すべき情報を信号位相に対応する一
    連のシンボルに変換し、各シンボルを所定のシンボル時
    間ごとに出力する変換手段と、 前記一連のシンボルを前記シンボル時間だけ遅延させる
    遅延手段と、 前記シンボルの遷移として考えられる全ての組み合わせ
    について、所定のロールオフ関数で表される信号位相の
    遷移を所定数のサンプル点でサンプリングして得られる
    IチャネルおよびQチャネルの振幅値をそれぞれ保持す
    る振幅値保持手段と、 前記変換手段から得られる現シンボルと前記遅延手段か
    ら得られる直前シンボルとの入力に応じて、該当するシ
    ンボルの組み合わせに対応して前記振幅値保持手段に保
    持された各サンプル点におけるIチャネルおよびQチャ
    ネルの振幅値を読み出す読出手段と、 前記IチャネルおよびQチャネルの振幅値をそれぞれア
    ナログ信号に変換するアナログ変換手段と、 前記アナログ変換手段で得られたIチャネルおよびQチ
    ャネルのアナログ信号を直交変換する直交変換手段とを
    備えたことを特徴とする定包絡線形多相位相変調器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の定包絡線形多相位相変
    調器において、 振幅値保持手段は、シンボルの遷移として考えられる全
    ての組み合わせについて、複数のロールオフ率でそれぞ
    れ規定されるロールオフ関数をそれぞれ用いて表した信
    号位相の遷移を所定数のサンプル点でサンプリングして
    得られるIチャネルおよびQチャネルの振幅値をそれぞ
    れ保持する構成であり、 読出手段は、ロールオフ率の入力に応じて、前記振幅値
    保持手段から該当するロールオフ関数に対応して保持さ
    れた各サンプル点におけるIチャネルおよびQチャネル
    の振幅値を読み出す構成であることを特徴とする定包絡
    線形多相位相変調器。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の定包絡線形多相位相変
    調器において、 一定の角速度で変化する信号位相に対応する円周上の所
    定数のサンプル点の位置をIチャネルおよびQチャネル
    の振幅値のテストデータとして保持するテストデータ保
    持手段と、 直交変調器の出力として得られる変調信号のスペクトル
    に含まれるキャリアリークに基づいて、前記直交変調器
    のオフセットを検出するオフセット検出手段と、 前記変調信号のスペクトルに含まれるイメージに基づい
    て、前記直交変調器の振幅比ずれを検出する振幅比ずれ
    検出手段とを備え、 読出手段が、テストモード指示の入力に応じて、前記テ
    ストデータ保持手段から各サンプル点に対応するIチャ
    ネルおよびQチャネルの振幅値を読み出す構成であるこ
    とを特徴とする定包絡線形多相位相変調器。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の定包絡線形多相位相変
    調器において、 オフセット検出手段で検出されたオフセット値の入力に
    応じて、振幅値保持手段から読み出されたIチャネルお
    よびQチャネルの振幅値を補正するオフセット補正手段
    と、 振幅比ずれ検出手段で検出された振幅比ずれの入力に応
    じて、振幅値保持手段から読み出されたIチャネルおよ
    びQチャネルの振幅値を補正する振幅比ずれ補正手段と
    を備えたことを特徴とする定包絡線形多相位相変調器。
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