JP2000124961A - オフセットqpsk変調解析方式 - Google Patents

オフセットqpsk変調解析方式

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JP2000124961A
JP2000124961A JP10307867A JP30786798A JP2000124961A JP 2000124961 A JP2000124961 A JP 2000124961A JP 10307867 A JP10307867 A JP 10307867A JP 30786798 A JP30786798 A JP 30786798A JP 2000124961 A JP2000124961 A JP 2000124961A
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敏明 栗原
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

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fpeak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fpeak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、Zk 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、Rk 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
k k *]」はRk 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(ΣRkk * )からRk とZk *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】
100 IF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 (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
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