JP2000124961A

JP2000124961A - オフセットｑｐｓｋ変調解析方式

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Publication number: JP2000124961A
Application number: JP10307867A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kurihara; 敏明栗原; Michiaki Arai; 通明新井
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2000-04-28
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: DE19949586A1; JP3950242B2; DE19949586B4; US6470056B1

Abstract

(57)【要約】【課題】オフセットＱＰＳＫ変調方式を用いた受信信
号に含まれる初期位相およびクロックディレイの推定が
可能なオフセットＱＰＳＫ変調解析方式を提供するこ
と。【解決手段】位相補正部４３０は、初期位相のｎ個の
候補値φ１〜φｎのそれぞれに対応した位相補正を行
い、クロックディレイ補正部４３０は、この位相補正後
の信号の直交成分または同相成分のオフセット分を元に
戻したＱＰＳＫ信号を用いてクロックディレイを推定す
る。相関係数計算部４４２は、クロックディレイの補正
がなされた実信号とこれに対応する理想信号との相互相
関係数を計算し、最適初期位相判定部４５０は、この相
互相関係数が最大となる初期位相を真値に最も近いもの
として抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オフセットＱＰＳ
Ｋ（ＯＱＰＳＫ）方式で変調された信号を受信して送信
機波形品質係数等の解析を行うオフセットＱＰＳＫ変調
解析方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤＭＡ方式によるデジタルセルラシス
テムは通話品質の点で優れており、日本においても実用
化されている。このデジタルセルラシステムでは、例え
ば基地局から移動局に対してデータを送信する下り回線
ではＱＰＳＫ変調方式が用いられ、反対に移動局から基
地局に対してデータを送信する上り回線ではＯＱＰＳＫ
変調方式が用いられている。このデジタルセルラシステ
ムにおいて、良好な通話品質を維持するためには、実際
に受信した信号に基づいて波形品質等を測定し、これを
解析する必要がある。

【０００３】図８は、直交変調方式を用いた一般的な送
受信システムにおける同期検波の概要を説明するための
図である。送信側では、同相成分Ｉに対して所定周波数
のローカル信号（搬送波信号）を乗算するとともに、直
交成分Ｑに対してこのローカル信号の位相を９０°シフ
トした信号を乗算し、これらの乗算結果である各信号を
合成して送信する。また、受信側では、送信側と同じ周
波数を有するローカル信号およびこのローカル信号の位
相を９０°シフトした信号を用いて受信信号に対して周
波数変換を行い、周波数変換後の２種類の信号をローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）に通すことにより同相成分Ｉと直
交成分Ｑとを分離している。

【０００４】上述した直交検波を用いて信号の送受を行
った場合に、送信側と受信側のローカル信号の位相のず
れ（この位相のずれを「初期位相」と称する）が存在す
る場合に、この初期位相を受信側で補正して、送信側と
受信側とでローカル信号を同期させる必要がある。例え
ば、通信データ中に含まれる同期ワード等の既知のデー
タパターンを用いて、受信側においてローカル信号の位
相を同期させることが一般に行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＱＰＳＫ変
調解析を行う場合には、初期位相がわからない場合であ
っても、とりうる絶対位相が＋４５°、＋１３５°、−
４５°、−１３５°の４通りであり、同相成分Ｉと直交
成分Ｑにおけるシンボル位置がわかれば、強制的に先頭
シンボル位置を上述した４つの絶対位相のいずれかに割
り当てることにより初期位相を特定することができる。

【０００６】また、ＯＱＰＳＫ変調方式を用いた場合で
あっても、何らかの方法で初期位相と周波数誤差を特定
できれば、例えば直交成分Ｑのシンボル位置を１／２シ
ンボルだけ強制的に戻すことにより、同相成分Ｉのシン
ボル位置と直交成分Ｑのシンボル位置を一致させること
ができるため、ＱＰＳＫ変調方式の場合と同様の手法を
用いてクロックディレイの推定や補正を行うことが可能
になり、実信号の波形品質等の解析を行うことができ
る。

【０００７】しかし、ＯＱＰＳＫ変調方式の場合には、
同相成分Ｉのシンボル位置と直交成分Ｑのシンボル位置
との間に１／２シンボルだけ時間ずれが存在した状態で
は、ＱＰＳＫ変調方式で用いた手法によって初期位相を
特定することができない。このため、直交成分Ｑのオフ
セット分を元に戻すことができず、クロックディレイを
推定して実信号の波形品質等を解析するという従来から
用いられている手法を用いることができなかった。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、オフセットＱＰＳＫ変調方
式を用いた受信信号に含まれる初期位相の特定が可能で
あり、ＱＰＳＫ変調信号に戻してクロックディレイを推
定することができるオフセットＱＰＳＫ変調解析方式を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明のオフセットＱＰＳＫ変調方式では、あ
らかじめ設定された初期位相の候補値を用いて実際に位
相補正を行って得られた信号（実信号）と、この信号に
対してオフセットＱＰＳＫ復調と変調を繰り返すことに
よって生成された理想信号との相関係数を相関係数計算
手段によって計算し、この計算された相関係数に基づい
て、初期位相判定手段によって、初期位相の候補値が適
切なものであるか否かが判定される。初期位相の候補値
が真値に近いほど、実信号と理想信号のそれぞれの波形
が類似し、これら２つの信号の相関係数が大きな値とな
るため、この相関係数を用いることにより初期位相の適
切な推定が可能となる。

【００１０】特に、初期位相に対応する補正を行った後
に、この信号の直交成分のオフセット分を元に戻してＱ
ＰＳＫ信号を生成することによりクロックディレイを推
定し、この推定したクロックディレイに対応する補正が
なされた信号を用いて相関係数の計算を行うことが好ま
しい。正しい初期位相と周波数誤差が推定され、補正が
なされた信号に対しては、直交成分のオフセット分を元
に戻すことができるため、クロックディレイの推定が可
能になる。このクロックディレイ分の補正がなされた後
の実信号と理想信号とを用いて、これら２つの信号の相
関係数を求めることにより、初期位相の推定精度をさら
に高めることができる。

【００１１】また、上述した初期位相判定手段は、複数
の候補値のそれぞれに対応して計算される複数の相関係
数の中から最大値を検索し、対応する候補値を初期位相
として推定することが好ましい。上述した相関係数を用
いることにより、複数の候補値の中で最適なものを抽出
することができるため、容易に初期位相の推定を行うこ
とができる。

【００１２】また、上述した初期位相判定手段による推
定動作を複数段階に分けて行い、前段の推定結果に基づ
いて次段の推定動作に用いられる複数の候補値を設定す
ることにより、後段に進むにしたがって推定精度を上げ
ることが好ましい。複数段階に分けて推定動作を行うこ
とにより、最初は粗く初期位相の推定を行い、次第に真
値に近づくにしたがって推定精度を上げることにより、
効率的な初期位相の推定動作を行うことができる。具体
的には、後段に進むにしたがって推定精度を上げる方法
としては、複数の候補値の間隔を狭くしたり、相関係数
の計算対象となる信号の区間を広げるようにすればよ
い。これらの方法を用いることにより、誤差の少ない初
期位相の推定が可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施形
態のＯＱＰＳＫ変調解析システムについて、図面を参照
しながら説明する。

【００１４】図１は、本実施形態のＯＱＰＳＫ変調解析
システムの構成を示す図である。図１に示す本実施形態
のＯＱＰＳＫ変調解析システムは、ＩＦ信号変換部１０
０、ベースバンド信号変換部２００、周波数誤差粗推定
・補正部３００、初期位相・周波数誤差推定・補正部４
００および詳細パラメータ推定部５００を含んで構成さ
れている。

【００１５】ＩＦ信号変換部１００は、測定対象となる
ＲＦ信号（高周波信号）を所定のＩＦ信号（中間周波信
号）に変換した後に標本化処理および量子化処理を行っ
て、ＩＦ信号に対応するデジタルデータを出力する。ま
た、ベースバンド信号変換部２００は、ＩＦ信号変換部
１００から入力されるデータに基づいて、同相成分Ｉ１
および直交成分Ｑ１からなるベースバンド信号を生成す
る。周波数誤差粗推定・補正部３００は、キャリア周波
数の周波数誤差が大きい場合に、この周波数誤差の粗推
定を行い、入力されるベースバンド信号に対して、必要
に応じてこの推定した誤差分の補正を行う。周波数誤差
が極端に大きいと初期位相等の推定が困難な場合がある
ため、初期位相の推定を行う前に周波数誤差の粗推定お
よび補正が実施される。初期位相・周波数誤差推定・補
正部４００は、初期位相の値を可変してその都度クロッ
クディレイ推定とクロックディレイ補正を行って実信号
と理想信号との間の相関係数を計算し、この相関係数の
値を用いて適正な初期位相および周波数誤差の推定を行
い、この推定結果に基づく補正を実施する。詳細パラメ
ータ推定部５００は、推定された初期位相および周波数
誤差に基づく補正がなされた後の信号を用いて、詳細な
パラメータ推定を行う。例えば、波形品質、変調精度、
マグニチュード・エラー、フェイズ・エラー、原点オフ
セット等の各種のパラメータの計算が行われる。以下、
上述した各部の詳細について説明する。

【００１６】〔ＩＦ信号変換部〕図２は、ＩＦ信号変換
部１００およびベースバンド信号変換部２００の詳細構
成を示す図である。図２に示すように、ＩＦ信号変換部
１００は、ローカル発振器１０２、周波数変換器１０
４、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０６、アナログ−
デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０８を含んで構成されてい
る。入力されたＲＦ信号（ＯＱＰＳＫ信号）とローカル
発振器１０２から出力された発振信号とが周波数変換器
１０４によって混合されて、それらの差成分であるアナ
ログのＩＦ信号に変換される。このＩＦ信号の周波数
は、後段のＡ／Ｄ変換器１０８によってデジタルデータ
への変換が可能な周波数であり、変調信号の変調帯域を
含んでいる必要がある。周波数変換器１０４から出力さ
れたＩＦ信号は、バンドパスフィルタ１０６による帯域
制限処理によってエリアシング成分が除去された後に、
Ａ／Ｄ変換器１０８によってデジタルデータに変換され
る。例えば、ＯＱＰＳＫ信号のシンボル周波数の８倍の
周波数でサンプリングおよび量子化が行われる。

【００１７】〔ベースバンド信号変換部〕また、図２に
示すように、ベースバンド信号変換部２００は、ローカ
ル発振器２０２、乗算器２０４、２０６、移相器２０
８、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１０、２１２を含ん
で構成されている。ＩＦ信号変換部１００内のＡ／Ｄ変
換器１０８から出力されたデジタルのＩＦ信号に対し
て、２つの乗算器２０４、２０６によって互いに位相が
９０°ずれたローカル信号が乗算される。そして、それ
ぞれの乗算結果をローパスフィルタ２１０、２１２に通
すことにより、同相成分Ｉ１と直交成分Ｑ１とからなる
ベースバンド信号が得られる。

【００１８】〔周波数誤差粗推定・補正部〕図３は、周
波数誤差粗推定・補正部３００の詳細な構成を示す図で
ある。図３に示すように、周波数誤差粗推定・補正部３
００は、周波数誤差粗推定部３０２および周波数誤差補
正部３０４を含んで構成されている。周波数誤差粗推定
部３０２は、ベースバンド信号変換部２００から入力さ
れるベースバンド信号を４逓倍（（Ｉ＋ｊＱ）⁴）した
信号列に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、そ
のピークの周波数ｆ_peakを検出することにより、周波数
誤差の粗推定を行う。４逓倍することにより、ＯＱＰＳ
Ｋ変調の各シンボルに対応したベースバンド信号のそれ
ぞれの位相が２πの整数倍となるため、位相を縮退させ
ることができる。これにより、周波数誤差成分は、４逓
倍した位置に大きなピークを有することになり、このピ
ークの周波数ｆ_peakを４で割ることにより、周波数誤差
Δｆの粗い推定が可能になる。このような手法を用いて
周波数誤差を推定することにより、ＦＦＴ演算の分解能
の４倍の分解能で周波数誤差を求めることができる。

【００１９】周波数誤差補正部３０４は、周波数誤差粗
推定部３０２によって推定された周波数誤差Δｆを用い
てｅｘｐ（−ｊ２πΔｆｔ）を計算し、入力されたベー
スバンド信号（Ｉ＋ｊＱ）に対してこの複素数を乗算す
ることにより、ベースバンド信号に対して周波数誤差の
補正を行う。そして、周波数誤差の補正がなされた後の
ベースバンド信号が次段の初期位相・周波数誤差推定・
補正部４００に入力される。

【００２０】〔初期位相・周波数誤差推定・補正部〕図
４は、初期位相・周波数誤差推定・補正部４００の詳細
構成を示す図である。図４に示すように、初期位相・周
波数誤差推定・補正部４００は、３つの初期位相・周波
数誤差推定部４１０、４１４、４１８と、２つの初期位
相・周波数誤差補正部４１２、４１６と、初期位相・周
波数誤差・クロックディレイ補正部４２０とを含んで構
成されている。

【００２１】初期位相・周波数誤差推定部４１０は、周
波数誤差粗推定・補正部３００から入力されたベースバ
ンド信号に対して、あらかじめ用意された初期位相の複
数の候補値のそれぞれを用いて位相補正を行った後の実
信号と理想信号とを計算し、これら２つの信号の相関係
数を用いて上述した複数の候補値の中から最も真値に近
いものを抽出する。ここで、理想信号とは、着目してい
るベースバンド信号に対してＯＱＰＳＫ復調処理および
ＯＱＰＳＫ変調処理を行った信号であって、伝送系で生
じる波形歪み等が含まれない信号をいう。

【００２２】また、初期位相・周波数誤差推定部４１０
は、入力されたベースバンド信号に対して、この抽出し
た初期位相の値を用いて位相補正を行った後に、クロッ
クディレイ推定およびこの推定値を用いたクロックディ
レイ補正を行い、さらに周波数誤差推定を行う。

【００２３】図５は、初期位相・周波数誤差推定部４１
０の詳細構成を示す図である。なお、他の２つの初期位
相・周波数誤差推定部４１４、４１８も同様の構成を有
している。図５に示すように、初期位相・周波数誤差推
定部４１０は、初期位相のｎ個の候補値のそれぞれに対
応する相関係数を計算するためにｎ組の位相補正部４３
０、遅延部４３２、クロックディレイ推定部４３４、ク
ロックディレイ補正部４３６、復調部４３８、理想信号
作成部４４０、相関係数計算部４４２と、計算されたｎ
個の相関係数に基づいて初期位相のｎ個の候補値の中か
ら最も真値に近いものを判定する最適初期位相判定部４
５０とを備えている。上述した位相補正部４３０が第１
の補正手段に、復調部４３８および理想信号作成部４４
０が理想信号作成手段に、相関係数計算部４４２が相関
係数計算手段に、最適初期位相判定部４５０が初期位相
判定手段に、クロックディレイ推定部４３４が推定手段
に、クロックディレイ補正部４３６が第２の補正手段に
それぞれ対応している。

【００２４】初期位相の真値は０〜３６０°の範囲内に
あるが、ＯＱＰＳＫ信号には４つのシンボル点が含まれ
ているため、０〜９０°の範囲で位相を補正することに
より、補正後のベースバンド信号に含まれるシンボル位
置を正しいシンボル位置に一致させることができる。例
えばｎ＝９として、初期位相の９個の候補値φｉ＝（ｉ
−１）×１０°（ｉ＝１，２，…，８，９）を考えるも
のとする。

【００２５】位相補正部４３０−１は、初期位相φ１
（＝０°）を用いてｅｘｐ（ｊφ１）を計算し、入力さ
れたベースバンド信号に対してこの複素数を乗算するこ
とにより、ベースバンド信号に対して初期位相φ１に対
応する位相補正を行う。

【００２６】クロックディレイ推定部４３４−１は、位
相補正部４３０−１によって位相補正がなされたベース
バンド信号の同相成分を遅延部４３２−１に通してオフ
セット分を元に戻した信号（ＱＰＳＫ信号）に対してク
ロックディレイ推定を行う。

【００２７】クロックディレイ補正部４３６−１は、位
相補正部４３０−１によって位相補正がなされたベース
バンド信号に対して、クロックディレイ推定部４３４−
１によって推定されたクロックディレイの補正を行う。
ベースバンド信号の同相成分と直交成分に対応する離散
的なデジタルデータが入力されると、クロックディレイ
補正部４３６−１は、これらのデジタルデータを用いた
ディレイ補正を行って、サンプリング位置からクロック
ディレイ分だけずれた位置に対応する同相成分と直交成
分の値を計算により求める。

【００２８】復調部４３８−１は、クロックディレイ分
の補正がなされた後のベースバンド信号に対してＯＱＰ
ＳＫ復調処理を行い、変調前のデータを復元する。ま
た、理想信号生成部４４０−１は、この復調されたデー
タに対して再度ＯＱＰＳＫ変調処理を行い、波形歪み等
が含まれない理想的なベースバンド信号を作成する。本
明細書においては、この理想的なベースバンド信号を理
想信号と称している。

【００２９】相関係数計算部４４２−１は、理想信号作
成部４４０−１から出力される理想信号とクロックディ
レイ補正部４３６−１から出力されるベースバンド信号
とが入力されており、これら２種類の信号波形の相互相
関係数ρの実部ρ’を計算する。この相互相関係数ρ
は、２つの信号波形の類似の度合いを示すものであり、
送信信号がどれだけ理想信号に近いかを示す波形品質係
数を示している。以下に、相互相関係数ρとその実部
ρ’の計算式を示す。

【００３０】

【数１】

【００３１】

【数２】

【００３２】ここで、Ｚ_kはクロックディレイ補正部４
３６−１から出力されるベースバンド信号を、Ｒ_kは理
想信号作成部４４０−１から出力される理想信号を、Ｍ
は１／２シンボルごとの測定区間をそれぞれ示してい
る。また、「＊」は共役の複素数を、「Ｒｅ［Ｒ
_kＺ_k ^*］」はＲ_kＺ_k ^*の実部を示している。

【００３３】図６は、上述した相互相関係数ρとその実
部ρ’を比較した図であり、例えば初期位相φが４０°
近傍のときに相互相関係数が最大となる場合が示されて
いる。図６に示すように、上述した相互相関係数ρは、
初期位相φの真値である４０°近傍で最大となるが、そ
の前後の比較的広い範囲でこの最大値を維持する。これ
に対し、相互相関係数ρの計算式の分子に含まれる実部
を用いて計算した相互相関係数ρ’は、初期位相の真値
近傍のみで最大値となる。したがって、最適な初期位相
を抽出するためには、実部のみを用いた相互相関係数
ρ’を用いることが好ましい。

【００３４】このようにして初期位相をφ１とした場合
の相互相関係数ρ’が相関係数計算部４４２−１によっ
て計算される。同様にして、相関係数計算部４４２−２
〜４４２−ｎのそれぞれによって、初期位相をφ２〜φ
ｎとした場合の相互相関係数ρ’が計算される。

【００３５】最適初期位相判定部４５０は、上述したｎ
個の相関係数計算部４４２−１〜４４２−ｎのそれぞれ
によって計算されたｎ個の相互相関係数ρ’を比較判定
し、その最大値に対応する最適な初期位相θを抽出す
る。さらに、数１のρの分子部分において、２乗する以
前の複素数の総和（ΣＲ_kＺ_k ^*）からＲ_kとＺ_k ^*の位相
差を計算して、初期位相θに反映させてもよい。

【００３６】また、図５に示した初期位相・周波数誤差
推定部４１０は、最適初期位相判定部４５０によって抽
出された初期位相を補正した後に周波数誤差の推定を行
うために、位相補正部４６０、遅延部４６２、クロック
ディレイ推定部４６４、クロックディレイ補正部４６
６、復調部４６８、理想信号作成部４７０、周波数誤差
推定部４７２を備えている。上述した相互相関係数ρ’
を求めた場合と同様にして、最適初期位相判定部４５０
によって抽出された最適な初期位相θに対応した位相補
正、クロックディレイ推定および補正、理想信号の作成
が行われ、クロックディレイ補正部４６６から出力され
たベースバンド信号と理想信号作成部４７０から出力さ
れた理想信号とが周波数誤差推定部４７２に入力され
る。周波数誤差推定部４７２は、これら２つの信号に基
づいて周波数誤差を推定する。

【００３７】初期位相・周波数誤差推定部４１０によっ
て１０°ごとに設定されたｎ個の初期位相候補の中から
最も真値に近い値と、これに対応する周波数誤差とが推
定されると、次に、初期位相・周波数誤差補正部４１２
は、この推定された初期位相および周波数誤差に対応す
る位相補正および周波数補正を行う。

【００３８】同様にして、２段目の初期位相・周波数誤
差推定部４１４は、少し精度を上げた初期位相の推定と
これに対応する周波数誤差の推定を行う。例えば、初期
位相・周波数誤差推定部４１４において、初期位相・周
波数誤差推定部４１０において推定された初期位相を中
心に±４°の範囲で２°おきに初期位相の５個の候補値
が設定され（φ１＝θ−４°、φ２＝θ−２°、φ３＝
θ、φ４＝θ＋２°、φ５＝θ＋４°）、その中から最
も真値に近いものが抽出される。そして、初期位相・周
波数誤差補正部４１６は、入力されたベースバンド信号
に対してこれらの推定値を用いた位相補正および周波数
補正を行う。

【００３９】また、３段目の初期位相・周波数誤差推定
部４１８は、さらに精度を上げた初期位相の推定とこれ
に対応する周波数誤差の推定を行う。例えば、初期位相
・周波数誤差推定部４１８において、初期位相・周波数
誤差推定部４１４において推定した初期位相を中心に±
１°の範囲で１°おきに初期位相の３個の候補値が設定
され（φ１＝θ−１°、φ２＝θ、φ３＝θ＋１°）、
その中から最も真値に近いものが抽出される。そして、
初期位相・周波数誤差・クロックディレイ補正部４２０
は、入力されたベースバンド信号に対してこれらの推定
値を用いた位相補正および周波数補正を行うとともに、
初期位相・周波数誤差推定部４１８に含まれるクロック
ディレイ推定部４６４によって推定されたクロックディ
レイの補正を行う。

【００４０】なお、３つの初期位相・周波数誤差推定部
４１０、４１４、４１８は、後段に進むほど初期位相の
推定誤差が少なくなり周波数誤差の推定誤差も少なくな
るため、評価シンボル数を多くしても復調誤りが生じに
くくなる。したがって、後段に接続されたものほど評価
シンボル数を多くして、周波数誤差の推定精度をさらに
上げることが好ましい。

【００４１】このように、３段階に分けて初期位相の推
定範囲を次第に狭くしていくことにより、効率よく、し
かも高い精度で短時間に初期位相の値を求めることがで
きる。

【００４２】〔詳細パラメータ推定部〕図７は、詳細パ
ラメータ推定部５００の詳細構成を示す図である。図７
に示すように、詳細パラメータ推定部５００は、振幅誤
差・原点オフセット推定部５１０、５１８、振幅誤差・
原点オフセット補正部５１２、５２０、詳細周波数誤差
推定部５１４、周波数誤差補正部５１６、測定項目計算
部５２２を含んで構成されている。詳細パラメータ推定
部５００に入力されるベースバンド信号については、既
に前段の初期位相・周波数誤差推定・補正部４００にお
いて初期位相、周波数誤差、クロックディレイのそれぞ
れの補正がなされており、詳細パラメータ推定部５００
は、振幅誤差および原点オフセットの推定および補正
と、詳細な周波数誤差の推定および補正を行った後に、
最終的な各種の測定項目の計算を行う。

【００４３】まず、振幅誤差・原点オフセット推定部５
１０および振幅誤差・原点オフセット補正部５１２によ
って、入力されるベースバンド信号に対して１回目の振
幅誤差と原点オフセットの推定および補正が行われる。
このようにして原点オフセット等が補正された後のベー
スバンド信号（同相成分Ｉ’、直交成分Ｑ’）を用いる
ことにより詳細な周波数誤差の推定が可能であり、次に
詳細周波数誤差推定部５１４および周波数誤差補正部５
１６によって、１回目の振幅誤差等の補正がなされた後
のベースバンド信号を用いて詳細な周波数誤差の推定お
よび補正が行われる。

【００４４】ところで、振幅誤差・原点オフセット推定
部５１０によって行われる１回目の振幅誤差等の推定
は、周波数誤差が含まれているベースバンド信号を用い
て行われているため、周波数誤差に対応した誤差を含ん
でいる。このため、誤差の少ない振幅誤差と原点オフセ
ットを求めるために、振幅誤差・原点オフセット推定部
５１８および振幅誤差・原点オフセット補正部５２０に
よって、詳細な周波数誤差の補正が終了したベースバン
ド信号（同相成分Ｉ’’、直交成分Ｑ’’）に対して２
回目の振幅誤差と原点オフセットの推定および補正が行
われる。

【００４５】測定項目計算部５２２は、このようにして
周波数誤差、振幅誤差、原点オフセットの補正が終了し
たベースバンド信号（同相成分Ｉ’’’、直交成分
Ｑ’’’）を用いて、最終的な各種の測定項目を計算す
る。測定項目として、例えば波形品質ρ、変調精度、マ
グニチュード・エラー（magnitude error ）、フェイズ
・エラー（phase error ）等が計算され、詳細周波数誤
差推定部５１４において既に計算されている周波数誤差
と振幅誤差・原点オフセット推定部５１８において既に
計算されている原点オフセットとともに詳細パラメータ
推定部５００による推定結果（解析結果）として出力さ
れる。なお、測定項目の一つである波形品質ρは、原点
オフセットが補正される前のベースバンド信号（同相成
分Ｉ３、直交成分Ｑ３）を用いて計算される。

【００４６】このように、本実施形態のＯＱＰＳＫ変調
解析システムでは、初期位相・周波数誤差推定・補正部
４００によって、実信号と理想信号との相互相関係数
ρ’を用いることにより、ＯＱＰＳＫ変調された受信信
号の初期位相を推定することができるため、受信信号に
含まれるクロックディレイを推定し、補正することが可
能になる。特に、受信信号に含まれるクロックディレイ
を補正することができれば、ＱＰＳＫ変調解析において
従来から行われている手法を用いて位相補正、周波数補
正、振幅誤差補正等を行った後に波形品質や変調精度等
を計算することができ、汎用的な手法による解析が可能
になる。

【００４７】また、初期位相・周波数誤差推定・補正部
４００によって初期位相を推定する際に、この推定動作
を複数段階に分けて行い、前段の推定結果に基づいて次
段の推定動作に用いられる初期位相の複数の候補値を設
定しており、後段に進むにしたがって推定精度を上げる
ことにより、効率的な初期位相の推定を行うことができ
る。

【００４８】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。例えば、上述した実施形態では、初期位
相・周波数誤差推定・補正部４００によって初期位相を
推定する際に、３つの初期位相・周波数誤差推定部３１
０、３１４、３１８によって３段階に分けて次第に推定
精度を高めたが、２段以下あるいは４段以上に分けて初
期位相の推定を行うようにしてもよい。

【００４９】また、上述した実施形態では、初期位相・
周波数誤差推定・補正部４００において、初期位相のｎ
個の候補値φ１〜φｎのそれぞれに対応する位相補正か
ら相関係数計算までの各動作を並行して行ったが、これ
らの一連の動作を順番に実行するようにしてもよい。例
えば、最初に初期位相のｎ個の候補値φ１〜φｎの中か
らφ１を選択し、この候補値φ１に対応する位相補正等
の一連の処理を行って相互相関係数ρ’を計算する。次
に、２番目の候補値φ２に対応する位相補正等の一連の
処理を行って相互相関係数ρ’を計算する。このように
して、ｎ番目の候補値φｎに対応する位相補正等の一連
の処理を行って相互相関係数ρ’を計算する。この場合
に、計算された相互相関係数ρ’の中から最も値が大き
なものを抽出する方法については、ｎ個の相互相関係数
ρ’の計算が全て終了した時点で行う場合の他に、相互
相関係数ρ’が計算された時点で逐次判断する場合が考
えられる。

【００５０】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、あらか
じめ設定された初期位相の候補値を用いて実際に位相補
正を行って得られた信号（実信号）と、この信号に対し
てオフセットＱＰＳＫ復調と変調を繰り返すことによっ
て生成された理想信号との相関係数を計算しており、初
期位相の候補値が真値に近いほど相関係数が大きな値と
なるという性質を用いて初期位相の候補値が適切なもの
であるか否かを判定することができ、初期位相の適切な
推定が可能となる。

【００５１】特に、初期位相に対応する補正を行った後
に、この信号の直交成分または同相成分のオフセット分
を元に戻してＱＰＳＫ信号を生成することによりクロッ
クディレイを推定し、この推定したクロックディレイに
対応する補正がなされた信号を用いて相関係数の計算を
行うことが好ましい。正しい初期位相と周波数誤差が推
定され、補正がなされた信号に対しては、直交成分のオ
フセット分を元に戻すことができるため、クロックディ
レイの推定が可能になる。このクロックディレイ分の補
正がなされた後の実信号と理想信号とを用いて、これら
２つの信号の相関係数を求めることにより、初期位相の
推定精度をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の変調解析システムの構成を示す図
である。

【図２】ＩＦ信号変換部およびベースバンド信号変換部
の詳細構成を示す図である。

【図３】周波数誤差粗推定・補正部の詳細な構成を示す
図である。

【図４】初期位相・周波数誤差推定・補正部の詳細構成
を示す図である。

【図５】初期位相・周波数誤差推定部の詳細構成を示す
図である。

【図６】相互相関係数とその実部を比較した図である。

【図７】詳細パラメータ推定部の詳細構成を示す図であ
る。

【図８】直交変調方式を用いた一般的な送受信システム
における同期検波の概要を説明するための図である。

【符号の説明】

１００ＩＦ信号変換部２００ベースバンド信号変換部３００周波数誤差粗推定・補正部４００初期位相・周波数誤差推定・補正部４１０、４１４、４１８初期位相・周波数誤差推定部４１２、４１６初期位相・周波数誤差補正部４２０初期位相・周波数誤差・クロックディレイ補正
部４３０−１〜４３０−ｎ、４６０位相補正部４３２−１〜４３２−ｎ、４６２遅延部４３４−１〜４３４−ｎ、４６４クロックディレイ推
定部４３６−１〜４３６−ｎ、４６６クロックディレイ補
正部４３８−１〜４３８−ｎ、４６８復調部４４０−１〜４４０−ｎ、４７０理想信号作成部４４２−１〜４４２−ｎ相関係数計算部４５０最適初期位相判定部４７２周波数誤差推定部５００詳細パラメータ推定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】初期位相に対応する所定の候補値が設定
され、オフセットＱＰＳＫ変調された信号を直交検波し
て得られたベースバンド信号に対して、前記候補値に対
応する位相シフトを行う第１の補正手段と、前記第１の補正手段によって補正がなされた信号に対し
てオフセットＱＰＳＫ復調処理を行った後に再度オフセ
ットＱＰＳＫ変調処理を行うことにより、前記第１の補
正手段によって補正がなされた信号に対する理想信号を
作成する理想信号作成手段と、前記第１の補正手段によって補正がなされた信号と前記
理想信号との相関係数を計算する相関係数計算手段と、前記相関係数計算手段によって計算された前記相関係数
に基づいて、前記初期位相として設定された前記候補値
の適否を判断する初期位相判定手段と、を備えることを特徴とするオフセットＱＰＳＫ変調解析
方式。
【請求項２】請求項１において、前記第１の補正手段によって補正がなされた信号の直交
成分または同相成分のオフセット分を元に戻してＱＰＳ
Ｋ信号を生成し、このＱＰＳＫ信号を用いてクロックデ
ィレイを推定する推定手段と、前記第１の補正手段によって補正がなされた信号に対し
て、前記推定手段によって推定されたクロックディレイ
に対応する補正を行う第２の補正手段と、を備え、前記第２の補正手段によって補正がなされた信
号を用いて前記相関係数計算手段による前記相関係数の
計算を行うことを特徴とするオフセットＱＰＳＫ変調解
析方式。
【請求項３】請求項１または２において、前記初期位相判定手段は、複数の前記候補値に対応して
前記相関係数計算手段によって計算される複数の前記相
関係数の中から最大値を検索し、対応する前記候補値を
前記初期位相として推定することを特徴とするオフセッ
トＱＰＳＫ変調解析方式。
【請求項４】請求項３において、前記初期位相判定手段による推定動作を複数段階に分け
て行い、前段の推定結果に基づいて次段の推定動作に用
いられる前記複数の候補値を設定し、後段に進むにした
がって推定精度を上げることを特徴とするオフセットＱ
ＰＳＫ変調解析方式。
【請求項５】請求項４において、前記初期位相判定手段による前記複数段階の推定動作
は、後段に進むにしたがって前記複数の候補値の間隔を
狭くして行うことを特徴とするオフセットＱＰＳＫ変調
解析方式。
【請求項６】請求項４または５において、前記初期位相判定手段による前記複数段階の推定動作
は、後段に進むにしたがって、前記相関係数計算手段に
よる計算の対象となる信号の区間を広げることを特徴と
するオフセットＱＰＳＫ変調解析方式。