JP2004040566A - ベースバンド信号生成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】情報量の少ない信号を伝送する場合にベースバンド信号の狭帯域化を可能にして周波数帯域の利用効率の向上をはかるベースバンド信号生成装置を提供する。
【解決手段】入力信号をコンバータ3でデジタル信号に変換し、デジタル変調器5で搬送波をデジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタ6で帯域制限し、D/A変換器7でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPF8で帯域外の周波数成分を除去し、増幅器9で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置1において、入力信号の情報量に応じてコンバータで変換するデジタル信号のビットレートを切り替える手段12,13,4を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】入力信号をコンバータ3でデジタル信号に変換し、デジタル変調器5で搬送波をデジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタ6で帯域制限し、D/A変換器7でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPF8で帯域外の周波数成分を除去し、増幅器9で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置1において、入力信号の情報量に応じてコンバータで変換するデジタル信号のビットレートを切り替える手段12,13,4を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、FPU(Field Pick−up Unit)などの無線中継装置に接続して、無線中継装置にベースバンド信号を入力するベースバンド信号生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のベースバンド信号生成装置では1チャンネルの帯域幅は固定であることを前提としており、一般にベースバンド信号生成装置の出力部には帯域外の不用な周波数成分を除去するためのカットオフ周波数を固定とするLPFを具備し、この帯域幅を最大限に使用して高品位テレビに代表されるような膨大な情報量の信号を無線中継装置に伝送するため、あるいはデジタル信号の高圧縮化技術を使用して多重化処理を施すことにより、多チャンネルの信号を1チャンネルの信号として無線中継装置に伝送するため、伝送速度の高速化をはかると同時にASK変調におけるデジタル情報であらわされた離散した振幅値の数(以下多値数)を増加させる傾向にあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のベースバンド信号生成装置においては、固定の帯域内で最大限の情報量を伝送するためにベースバンド信号のビットレートやASK変調における多値数を決定していた。
【0004】
従って、高情報量を必要としない信号を伝送する場合においては、擬似データを挿入し、このために、常に固定の帯域幅を占有し、周波数帯域の利用効率が悪かった。
【0005】
本発明の目的は、情報量の少ない信号を伝送する場合にベースバンド信号の狭帯域化を可能にして周波数帯域の利用効率の向上をはかるベースバンド信号生成装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記コンバータで変換する前記デジタル信号のビットレートを切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0007】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記デジタル変調器をASK変調器で構成し、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記ASK変調器の多値数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0008】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記増幅器の増幅度を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0009】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記増幅器の出力に可変減衰器を設け、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記可変減衰器の減衰量を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0010】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記D/A変換器のサンプリング周波数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0011】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記D/A変換器のサンプリング周波数を切り替える手段と、前記ロールオフフィルタで符号間干渉をなくす条件であるナイキスト基準を満足するロールオフ特性を実現するための有限インパルス応答フィルタのタップ係数を、前記D/A変換器のサンプリング周波数の切替えと同時に切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。ベースバンド信号生成装置1に入力する入力信号2には、信号の発生源や伝送方式によりさまざまな形式の信号が存在する。
【0014】
入力信号2を、エンコーダ3において、本ベースバンド信号生成装置1にて処理を可能とするデジタルデータおよびクロックで構成されたデジタル信号11に変換する。
【0015】
エンコーダ3ではデータ、クロック成分の抽出、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する、あるいは不用な信号成分を削除し伝送信号量を減少させるための圧縮処理などを行う。
【0016】
デジタル信号11のビットレートは、切り替え信号12により制御される切替制御回路13により、選択回路4において選択可能であり、また、選択回路4においてベースバンド信号生成装置1内にて信号処理を行う各種クロックを生成する。
【0017】
デジタル信号11は搬送波の振幅をデジタル情報で変化させるASK(振幅シフトキーイング)変調処理を行うため、ASK変調部5において多値数に応じて複数ビットを1単位とするシンボル化が行なわれる。各シンボルは内蔵するマッピング回路にて、その値により各振幅レベルに配置される。
【0018】
振幅レベルの配列は、伝送によりビット誤りが生じた場合に誤るビット数を最小とするため、隣り合う振幅レベルの信号間距離が1ビットとなるグレーコード配列とする。
【0019】
変調信号を無線伝送するために、出力される信号の対域外の周波数成分を除去することを目的とし、ベースバンド生成装置1の出力部にLPF8を具備すると同時に、ASK変調部5の出力に、帯域制限によりパルス波形がなまり、連続した符号間での符号間干渉を防ぐ条件であるナイキスト基準を満足するロールオフ特性を実現するため、FIRフィルタ(有限インパルス応答フィルタ)を用いたロールオフフィルタ6を接続する。
【0020】
FIRフィルタのタップ係数は内蔵するフィルタ係数蓄積部(以下ROM)に蓄積している。
【0021】
ロールオフフィルタ6で帯域制限した信号を、D/A変換器7でアナログ信号に変換し、LPF8でD/A変換により生ずる高調波を除去し、増幅器9で振幅を一定の値に増幅しベースバンド信号10を得る。
【0022】
ベースバンド信号10は後段に接続するFPU(Field Pick−up Unit)などの無線中継装置内のRF帯無線伝送装置に入力され、RF帯に周波数変換されると共に周波数変調がなされる。周波数変調では入力信号の振幅に比例して周波数変移量が変化する。
【0023】
切替制御回路13は、多接点スイッチなどを使用し、複数のモードを切り替え選択可能とする。
【0024】
切替制御回路13は、切り替え信号12により、デジタル信号のビットレート、多値数、FIRフィルタ係数およびD/A変換器7のサンプリング周波数をシーケンシャルに切り替える。
【0025】
次に、図1の選択回路4の回路例を図2に示し、以下に説明する。デジタル信号のビットレートは複数設けた固定の発振器出力を切り替えることで変更可能とするが、ここでは一例として、2通りのビットレートに対応し、切り替え選択可能な構成であると仮定する。
【0026】
内部に、固定の発振器41および発振器42を具備する。発振器41,42として,出力イネーブル機能を有する発振器を使用し、切り替え信号12で選択した内容に応じ切替制御回路13で発振器41あるいは発振器42のいずれか一方を動作させる。
【0027】
エンコーダ3では、例えば圧縮器における圧縮後のデジタルデータのビットレートあるいは入力信号から所望の速度のデジタルデータを抽出する基準信号など、発振器出力に応じたデジタル信号11を出力する。
【0028】
同時に選択回路4では、エンコーダ3より入力したデジタル信号11の出力と、ベースバンド信号生成装置1内の処理を行うシステムクロックを生成するための電圧制御発振器46の出力との位相差を位相比較器45にて検出し、検出した位相差から電圧制御発振器46を制御しデジタル信号11に同期させる処理とを行う。
【0029】
電圧制御発振器46はベースバンド信号生成装置1の内部で最速のD/A変換器7のクロック速度に設定する。またロジック処理のレートを下げるために、電圧制御発振器46の出力を分周器47で分周してシステムクロックを生成する。システムクロックとしては、ASK変調部5でのシンボル生成回路に用いるシフトレジスタおよびラッチ回路のクロック、あるいはD/A変換器7のサンプリング周波数などが含まれる。
【0030】
デジタル信号の周波数を変更することにより、ベースバンド信号の占有帯域幅が変更される。ここで、切り替え選択する発振器の数により、選択可能なビットレートの異なるデジタル信号の数を変更可能である。
【0031】
ASK変調部5の多値数を固定とした場合で、情報量の少ない信号を伝送する場合に、図2の選択回路4で、デジタル信号のビットレートを落すことで、ベースバンド信号の狭帯域化が可能となり、周波数帯域の利用効率の向上をはかることができる。
【0032】
また、切り替え選択可能な発振器41,42を、図3に示すように周波数を外部からの信号で設定可能であるプログラマブル発振器43に置きかえ、プログラマブル発振器43の周波数を設定する信号を、切り替え信号12に応じて切替制御回路13で生成することにより、回路構成を小さくすることが可能となる。
【0033】
次に、図1のASK変調部5の回路例を図4に示し、以下に説明する。選択回路4から出力したデジタル信号は、ASK変調部5において、切り替え信号12で設定した多値数に応じたビット数のシンボルデータに変換される。
【0034】
例えば選択可能な多値数を16値、8値あるいは4値とした場合、1シンボルのビット数Mはそれぞれ4ビット、3ビット、2ビットとなり、シフトレジスタ51は1シンボルの最大ビット数となる4ビットのシフトレジスタとする。
【0035】
切り替え信号12で選択した多値数は、切替制御回路13で分周器54での分周比を設定する。分周比は1シンボルのビット数Mと等価である。すなわち16値はM=4、8値はM=3、4値はM=2を設定する。
【0036】
ここでは一例として4値の場合について説明する。
【0037】
ASK変調部5に入力したデジタル信号は、シフトレジスタ51にて選択回路4にて同期処理を施したクロックによりパラレル信号に変換される。
【0038】
シフトレジスタ51に入力した2ビットのデータは、分周器54で2分周したクロックで、ラッチ52に入力される。
【0039】
2ビットのパラレルデータは、マッピング回路53にて、図5に示すようにグレーコードに配置された振幅レベルに配置される。
【0040】
多数値を変更した場合、入力デジタル信号のビットレートが一定であると仮定すると、多数値の増加に伴いシステムクロックの送度が低下する。
【0041】
従来のベースバンド生成装置では、システムクロックが一定になるように多数値の増加に伴い入力デジタル信号のビットレートを上げるため、ベースバンド信号の帯域は変化しない。
【0042】
本実施の形態では、入力デジタル信号のビットレートを上げずに、ASK変調部5の多値数を例えば4値から8値へ増加させることで、ベースバンド信号の占有帯域幅を約2/3倍とすることが可能となり、周波数帯域の利用効率の向上をはかることができる。
【0043】
次に、図1の増幅器9の回路例を図6に示し、以下に説明する。ここでは一例として、3通りの変調度に対応し、切り替え選択可能な構成であると仮定する。
【0044】
LPF8で帯域制限した信号は、適切な出力レベルのベースバンド信号10とするために、増幅器91で増幅して出力する。増幅度を決定する抵抗器として、抵抗器96に対して互いに並列に接続された値の異なる抵抗器93,94,95で構成し、所望の増幅度となる抵抗器を、スイッチ92で切り替えて選択する。
【0045】
増幅度の切り替えは、切り替え信号12で設定した値に応じ切替選択回路13で制御する。
【0046】
本ベースバンド信号生成装置1の出力に接続するFPU(Field Pick−up Unit)などの無線中継装置では、1Vp−pの入力信号で周波数偏移が8MHzp−pの仕様になっている。しかし、1Vp−pでの周波数偏移が8MHzp−p固定であっても、増幅器9の増幅度を変えて1Vp−pより小さい信号にすれば、周波数偏移が小さくなるので、ベースバンド信号の狭帯域化が可能となり、周波数帯域の利用効率の向上をはかることができる。
【0047】
ここで、切り替え選択する抵抗器の数は、選択可能な増幅度の数によって変更可能である。また、増幅器9は制御電圧により増幅度を連続的に制御する電圧制御増幅器を使用してもよい。
【0048】
ベースバンド信号10の振幅を変更するために、図11の他の実施の形態の構成を示すブロック図のように、増幅器9は振幅固定増幅器とし、その後段に、電圧制御可変減衰器14からなる出力段を設け、電圧制御可変減衰器14を、切り替え信号12による切替制御回路13により減衰量を制御することにより、振幅を変更するようにしてもよい。
【0049】
次に、図1のD/A変換器7の回路例を図7に示し、図8,図9に示すD/A変換器の出力スペクトルラムを用いて、以下に説明する。
【0050】
ロールオフフィルタ6で帯域制限した信号はD/A変換器71でアナログ信号に変換される。
【0051】
本ベースバンド信号生成装置1の出力に接続するFPU(Field Pick−up Unit)などの無線中継装置内のRF帯無線伝送装置の出力でのチャンネル帯域外の電力レベルは規定されており、通常、チャンネル帯域外の高調波や不要輻射を除去するため、ベースバンド生成装置1の出力部に固定のLPF8を使用する。
【0052】
D/A変換器71のサンプリング動作により生じる高調波がLPF8の減衰帯域内に存在した場合、受信装置での復調動作を不安定にさせ、ジッタの増大やBER値の悪化など信号品質を劣化させる。
【0053】
これを防止するため、D/A変換器71のサンプリング動作により生じる高調波が、LPF8の減衰帯域外にくるようにサンプリング周波数を設定する必要がある。
【0054】
図8は従来のD/A変換器の出力スペクトルを示す図である。図中Sはサンプリング周波数、点線はLPF8のカットオフ周波数である。
【0055】
D/A変換器ではデジタル信号の最大周波数(S/2)の2倍以上の周波数Sでサンプリングするため、LPF8のカットオフ周波数は点線となり、高調波はLPF帯域内に存在する。
【0056】
しかし切り替え信号12によりビットレート、多値数を変更し、例えば1/2倍の狭帯域化をした場合、高調波は図に示すように2Sを中心とする両側波帯に存在しLPF8で減衰することができない。
【0057】
本実施の形態では、切り替え信号12で出力信号の帯域を1/2倍にした場合、同時にD/A変換器71のサンプリング周波数を、図7において、切り替え信号12による切替制御回路13によるスィッチ回路72の切り替えで、D/A変換器71のクロックを、分周器73で分周した分周クロックから、分周器73を通さない例えば2倍すなわち4Sのクロックにすることで、図9に示すように高調波をLPF8の帯域外とすることが可能である。
【0058】
次に、図1のロールオフフィルタ6の回路例を図10に示し、以下に説明する。ロールオフフィルタ6はFIRフィルタ6とROM62からなる。
【0059】
FIRフィルタ61は、ASK変調部5から入力した変調信号とフィルタ係数との畳み込み演算処理を行う。フィルタの各タップ係数は変更することができる。また、ROM62は、ロールオフ特性を満足するタップ係数をテーブルとして、数種蓄積している。そして切り替え信号12による切替制御回路13により、選択内容が変更されると同時に、D/A変換器7のサンプリング周波数に応じて高調波がカットオフ周波数外となるFIRフィルタ61のタップ係数を、蓄積したROM62のアドレスを指定することにより切り替える。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、情報量の少ない信号を伝送する場合にベースバンド信号の狭帯域化を可能にして周波数帯域の利用効率の向上をはかるベースバンド信号生成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の選択回路の回路例を示す図である。
【図3】図1の選択回路の他の回路例を示す図である。
【図4】図1のASK変調部の回路例を示す図である。
【図5】図4のマッピング回路におけるグレーコード配列を示す図である。
【図6】図1の増幅器の回路例を示す図である。
【図7】図1のD/A変換器の回路例を示す図である。
【図8】従来のD/A変換器の出力スペクトルを示す図である。
【図9】本発明の実施の形態の図6の回路例におけるD/A変換器の出力スペクトルを示す図である。
【図10】図1のロールオフフィルタの回路例を示す図である。
【図11】本発明の他の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1:ベースバンド信号生成装置、2:入力信号、3:エンコーダ、4:選択回路、41,42:発振器、43:プログラマブル発振器、44:スイッチ、45:位相比較器、46:電圧制御発振器、47:分周器、5:ASK変調部、51:シフトレジスタ、52:ラッチ、53:マッピング回路、54:分周器、6:ロールオフフィルタ、61:FIRフィルタ、62:ROM、7:D/A変換器、71:D/A変換器、72:スイッチ、73:分周器、8:LPF、9:増幅器、91:増幅器、92:スイッチ、93,94,95,96:抵抗器、10:ベースバンド信号、11:デジタル信号、12:切り替え信号、13:切替制御回路、14:電圧制御可変減衰器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、FPU(Field Pick−up Unit)などの無線中継装置に接続して、無線中継装置にベースバンド信号を入力するベースバンド信号生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のベースバンド信号生成装置では1チャンネルの帯域幅は固定であることを前提としており、一般にベースバンド信号生成装置の出力部には帯域外の不用な周波数成分を除去するためのカットオフ周波数を固定とするLPFを具備し、この帯域幅を最大限に使用して高品位テレビに代表されるような膨大な情報量の信号を無線中継装置に伝送するため、あるいはデジタル信号の高圧縮化技術を使用して多重化処理を施すことにより、多チャンネルの信号を1チャンネルの信号として無線中継装置に伝送するため、伝送速度の高速化をはかると同時にASK変調におけるデジタル情報であらわされた離散した振幅値の数(以下多値数)を増加させる傾向にあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のベースバンド信号生成装置においては、固定の帯域内で最大限の情報量を伝送するためにベースバンド信号のビットレートやASK変調における多値数を決定していた。
【0004】
従って、高情報量を必要としない信号を伝送する場合においては、擬似データを挿入し、このために、常に固定の帯域幅を占有し、周波数帯域の利用効率が悪かった。
【0005】
本発明の目的は、情報量の少ない信号を伝送する場合にベースバンド信号の狭帯域化を可能にして周波数帯域の利用効率の向上をはかるベースバンド信号生成装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記コンバータで変換する前記デジタル信号のビットレートを切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0007】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記デジタル変調器をASK変調器で構成し、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記ASK変調器の多値数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0008】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記増幅器の増幅度を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0009】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記増幅器の出力に可変減衰器を設け、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記可変減衰器の減衰量を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0010】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記D/A変換器のサンプリング周波数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0011】
本発明は、入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記D/A変換器のサンプリング周波数を切り替える手段と、前記ロールオフフィルタで符号間干渉をなくす条件であるナイキスト基準を満足するロールオフ特性を実現するための有限インパルス応答フィルタのタップ係数を、前記D/A変換器のサンプリング周波数の切替えと同時に切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。ベースバンド信号生成装置1に入力する入力信号2には、信号の発生源や伝送方式によりさまざまな形式の信号が存在する。
【0014】
入力信号2を、エンコーダ3において、本ベースバンド信号生成装置1にて処理を可能とするデジタルデータおよびクロックで構成されたデジタル信号11に変換する。
【0015】
エンコーダ3ではデータ、クロック成分の抽出、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する、あるいは不用な信号成分を削除し伝送信号量を減少させるための圧縮処理などを行う。
【0016】
デジタル信号11のビットレートは、切り替え信号12により制御される切替制御回路13により、選択回路4において選択可能であり、また、選択回路4においてベースバンド信号生成装置1内にて信号処理を行う各種クロックを生成する。
【0017】
デジタル信号11は搬送波の振幅をデジタル情報で変化させるASK(振幅シフトキーイング)変調処理を行うため、ASK変調部5において多値数に応じて複数ビットを1単位とするシンボル化が行なわれる。各シンボルは内蔵するマッピング回路にて、その値により各振幅レベルに配置される。
【0018】
振幅レベルの配列は、伝送によりビット誤りが生じた場合に誤るビット数を最小とするため、隣り合う振幅レベルの信号間距離が1ビットとなるグレーコード配列とする。
【0019】
変調信号を無線伝送するために、出力される信号の対域外の周波数成分を除去することを目的とし、ベースバンド生成装置1の出力部にLPF8を具備すると同時に、ASK変調部5の出力に、帯域制限によりパルス波形がなまり、連続した符号間での符号間干渉を防ぐ条件であるナイキスト基準を満足するロールオフ特性を実現するため、FIRフィルタ(有限インパルス応答フィルタ)を用いたロールオフフィルタ6を接続する。
【0020】
FIRフィルタのタップ係数は内蔵するフィルタ係数蓄積部(以下ROM)に蓄積している。
【0021】
ロールオフフィルタ6で帯域制限した信号を、D/A変換器7でアナログ信号に変換し、LPF8でD/A変換により生ずる高調波を除去し、増幅器9で振幅を一定の値に増幅しベースバンド信号10を得る。
【0022】
ベースバンド信号10は後段に接続するFPU(Field Pick−up Unit)などの無線中継装置内のRF帯無線伝送装置に入力され、RF帯に周波数変換されると共に周波数変調がなされる。周波数変調では入力信号の振幅に比例して周波数変移量が変化する。
【0023】
切替制御回路13は、多接点スイッチなどを使用し、複数のモードを切り替え選択可能とする。
【0024】
切替制御回路13は、切り替え信号12により、デジタル信号のビットレート、多値数、FIRフィルタ係数およびD/A変換器7のサンプリング周波数をシーケンシャルに切り替える。
【0025】
次に、図1の選択回路4の回路例を図2に示し、以下に説明する。デジタル信号のビットレートは複数設けた固定の発振器出力を切り替えることで変更可能とするが、ここでは一例として、2通りのビットレートに対応し、切り替え選択可能な構成であると仮定する。
【0026】
内部に、固定の発振器41および発振器42を具備する。発振器41,42として,出力イネーブル機能を有する発振器を使用し、切り替え信号12で選択した内容に応じ切替制御回路13で発振器41あるいは発振器42のいずれか一方を動作させる。
【0027】
エンコーダ3では、例えば圧縮器における圧縮後のデジタルデータのビットレートあるいは入力信号から所望の速度のデジタルデータを抽出する基準信号など、発振器出力に応じたデジタル信号11を出力する。
【0028】
同時に選択回路4では、エンコーダ3より入力したデジタル信号11の出力と、ベースバンド信号生成装置1内の処理を行うシステムクロックを生成するための電圧制御発振器46の出力との位相差を位相比較器45にて検出し、検出した位相差から電圧制御発振器46を制御しデジタル信号11に同期させる処理とを行う。
【0029】
電圧制御発振器46はベースバンド信号生成装置1の内部で最速のD/A変換器7のクロック速度に設定する。またロジック処理のレートを下げるために、電圧制御発振器46の出力を分周器47で分周してシステムクロックを生成する。システムクロックとしては、ASK変調部5でのシンボル生成回路に用いるシフトレジスタおよびラッチ回路のクロック、あるいはD/A変換器7のサンプリング周波数などが含まれる。
【0030】
デジタル信号の周波数を変更することにより、ベースバンド信号の占有帯域幅が変更される。ここで、切り替え選択する発振器の数により、選択可能なビットレートの異なるデジタル信号の数を変更可能である。
【0031】
ASK変調部5の多値数を固定とした場合で、情報量の少ない信号を伝送する場合に、図2の選択回路4で、デジタル信号のビットレートを落すことで、ベースバンド信号の狭帯域化が可能となり、周波数帯域の利用効率の向上をはかることができる。
【0032】
また、切り替え選択可能な発振器41,42を、図3に示すように周波数を外部からの信号で設定可能であるプログラマブル発振器43に置きかえ、プログラマブル発振器43の周波数を設定する信号を、切り替え信号12に応じて切替制御回路13で生成することにより、回路構成を小さくすることが可能となる。
【0033】
次に、図1のASK変調部5の回路例を図4に示し、以下に説明する。選択回路4から出力したデジタル信号は、ASK変調部5において、切り替え信号12で設定した多値数に応じたビット数のシンボルデータに変換される。
【0034】
例えば選択可能な多値数を16値、8値あるいは4値とした場合、1シンボルのビット数Mはそれぞれ4ビット、3ビット、2ビットとなり、シフトレジスタ51は1シンボルの最大ビット数となる4ビットのシフトレジスタとする。
【0035】
切り替え信号12で選択した多値数は、切替制御回路13で分周器54での分周比を設定する。分周比は1シンボルのビット数Mと等価である。すなわち16値はM=4、8値はM=3、4値はM=2を設定する。
【0036】
ここでは一例として4値の場合について説明する。
【0037】
ASK変調部5に入力したデジタル信号は、シフトレジスタ51にて選択回路4にて同期処理を施したクロックによりパラレル信号に変換される。
【0038】
シフトレジスタ51に入力した2ビットのデータは、分周器54で2分周したクロックで、ラッチ52に入力される。
【0039】
2ビットのパラレルデータは、マッピング回路53にて、図5に示すようにグレーコードに配置された振幅レベルに配置される。
【0040】
多数値を変更した場合、入力デジタル信号のビットレートが一定であると仮定すると、多数値の増加に伴いシステムクロックの送度が低下する。
【0041】
従来のベースバンド生成装置では、システムクロックが一定になるように多数値の増加に伴い入力デジタル信号のビットレートを上げるため、ベースバンド信号の帯域は変化しない。
【0042】
本実施の形態では、入力デジタル信号のビットレートを上げずに、ASK変調部5の多値数を例えば4値から8値へ増加させることで、ベースバンド信号の占有帯域幅を約2/3倍とすることが可能となり、周波数帯域の利用効率の向上をはかることができる。
【0043】
次に、図1の増幅器9の回路例を図6に示し、以下に説明する。ここでは一例として、3通りの変調度に対応し、切り替え選択可能な構成であると仮定する。
【0044】
LPF8で帯域制限した信号は、適切な出力レベルのベースバンド信号10とするために、増幅器91で増幅して出力する。増幅度を決定する抵抗器として、抵抗器96に対して互いに並列に接続された値の異なる抵抗器93,94,95で構成し、所望の増幅度となる抵抗器を、スイッチ92で切り替えて選択する。
【0045】
増幅度の切り替えは、切り替え信号12で設定した値に応じ切替選択回路13で制御する。
【0046】
本ベースバンド信号生成装置1の出力に接続するFPU(Field Pick−up Unit)などの無線中継装置では、1Vp−pの入力信号で周波数偏移が8MHzp−pの仕様になっている。しかし、1Vp−pでの周波数偏移が8MHzp−p固定であっても、増幅器9の増幅度を変えて1Vp−pより小さい信号にすれば、周波数偏移が小さくなるので、ベースバンド信号の狭帯域化が可能となり、周波数帯域の利用効率の向上をはかることができる。
【0047】
ここで、切り替え選択する抵抗器の数は、選択可能な増幅度の数によって変更可能である。また、増幅器9は制御電圧により増幅度を連続的に制御する電圧制御増幅器を使用してもよい。
【0048】
ベースバンド信号10の振幅を変更するために、図11の他の実施の形態の構成を示すブロック図のように、増幅器9は振幅固定増幅器とし、その後段に、電圧制御可変減衰器14からなる出力段を設け、電圧制御可変減衰器14を、切り替え信号12による切替制御回路13により減衰量を制御することにより、振幅を変更するようにしてもよい。
【0049】
次に、図1のD/A変換器7の回路例を図7に示し、図8,図9に示すD/A変換器の出力スペクトルラムを用いて、以下に説明する。
【0050】
ロールオフフィルタ6で帯域制限した信号はD/A変換器71でアナログ信号に変換される。
【0051】
本ベースバンド信号生成装置1の出力に接続するFPU(Field Pick−up Unit)などの無線中継装置内のRF帯無線伝送装置の出力でのチャンネル帯域外の電力レベルは規定されており、通常、チャンネル帯域外の高調波や不要輻射を除去するため、ベースバンド生成装置1の出力部に固定のLPF8を使用する。
【0052】
D/A変換器71のサンプリング動作により生じる高調波がLPF8の減衰帯域内に存在した場合、受信装置での復調動作を不安定にさせ、ジッタの増大やBER値の悪化など信号品質を劣化させる。
【0053】
これを防止するため、D/A変換器71のサンプリング動作により生じる高調波が、LPF8の減衰帯域外にくるようにサンプリング周波数を設定する必要がある。
【0054】
図8は従来のD/A変換器の出力スペクトルを示す図である。図中Sはサンプリング周波数、点線はLPF8のカットオフ周波数である。
【0055】
D/A変換器ではデジタル信号の最大周波数(S/2)の2倍以上の周波数Sでサンプリングするため、LPF8のカットオフ周波数は点線となり、高調波はLPF帯域内に存在する。
【0056】
しかし切り替え信号12によりビットレート、多値数を変更し、例えば1/2倍の狭帯域化をした場合、高調波は図に示すように2Sを中心とする両側波帯に存在しLPF8で減衰することができない。
【0057】
本実施の形態では、切り替え信号12で出力信号の帯域を1/2倍にした場合、同時にD/A変換器71のサンプリング周波数を、図7において、切り替え信号12による切替制御回路13によるスィッチ回路72の切り替えで、D/A変換器71のクロックを、分周器73で分周した分周クロックから、分周器73を通さない例えば2倍すなわち4Sのクロックにすることで、図9に示すように高調波をLPF8の帯域外とすることが可能である。
【0058】
次に、図1のロールオフフィルタ6の回路例を図10に示し、以下に説明する。ロールオフフィルタ6はFIRフィルタ6とROM62からなる。
【0059】
FIRフィルタ61は、ASK変調部5から入力した変調信号とフィルタ係数との畳み込み演算処理を行う。フィルタの各タップ係数は変更することができる。また、ROM62は、ロールオフ特性を満足するタップ係数をテーブルとして、数種蓄積している。そして切り替え信号12による切替制御回路13により、選択内容が変更されると同時に、D/A変換器7のサンプリング周波数に応じて高調波がカットオフ周波数外となるFIRフィルタ61のタップ係数を、蓄積したROM62のアドレスを指定することにより切り替える。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、情報量の少ない信号を伝送する場合にベースバンド信号の狭帯域化を可能にして周波数帯域の利用効率の向上をはかるベースバンド信号生成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の選択回路の回路例を示す図である。
【図3】図1の選択回路の他の回路例を示す図である。
【図4】図1のASK変調部の回路例を示す図である。
【図5】図4のマッピング回路におけるグレーコード配列を示す図である。
【図6】図1の増幅器の回路例を示す図である。
【図7】図1のD/A変換器の回路例を示す図である。
【図8】従来のD/A変換器の出力スペクトルを示す図である。
【図9】本発明の実施の形態の図6の回路例におけるD/A変換器の出力スペクトルを示す図である。
【図10】図1のロールオフフィルタの回路例を示す図である。
【図11】本発明の他の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1:ベースバンド信号生成装置、2:入力信号、3:エンコーダ、4:選択回路、41,42:発振器、43:プログラマブル発振器、44:スイッチ、45:位相比較器、46:電圧制御発振器、47:分周器、5:ASK変調部、51:シフトレジスタ、52:ラッチ、53:マッピング回路、54:分周器、6:ロールオフフィルタ、61:FIRフィルタ、62:ROM、7:D/A変換器、71:D/A変換器、72:スイッチ、73:分周器、8:LPF、9:増幅器、91:増幅器、92:スイッチ、93,94,95,96:抵抗器、10:ベースバンド信号、11:デジタル信号、12:切り替え信号、13:切替制御回路、14:電圧制御可変減衰器。
Claims (6)
- 入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記コンバータで変換する前記デジタル信号のビットレートを切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
- 入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記デジタル変調器をASK変調器で構成し、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記ASK変調器の多値数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
- 入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記増幅器の増幅度を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
- 入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記増幅器の出力に可変減衰器を設け、且つ前記入力信号の情報量に応じて前記可変減衰器の減衰量を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
- 入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記D/A変換器のサンプリング周波数を切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
- 入力信号をコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル変調器で搬送波を前記デジタル信号で変調し、変調した信号をロールオフフィルタで帯域制限し、D/A変換器でアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をLPFで帯域外の周波数成分を除去し、増幅器で一定の値に増幅して出力するベースバンド信号生成装置において、前記入力信号の情報量に応じて前記D/A変換器のサンプリング周波数を切り替える手段と、前記ロールオフフィルタで符号間干渉をなくす条件であるナイキスト基準を満足するロールオフ特性を実現するための有限インパルス応答フィルタのタップ係数を、前記D/A変換器のサンプリング周波数の切替えと同時に切り替える手段を備えたことを特徴とするベースバンド信号生成装置。
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JP2002196137A JP2004040566A (ja) | 2002-07-04 | 2002-07-04 | ベースバンド信号生成装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008527935A (ja) * | 2005-01-14 | 2008-07-24 | マーベル ワールド トレード リミテッド | 送信シグナルアップコンバーティングフィルタのための方法及び装置 |
CN114362768A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-04-15 | 无锡华普微电子有限公司 | 一种可调载波中低频信号发生器 |
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2002
- 2002-07-04 JP JP2002196137A patent/JP2004040566A/ja active Pending
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