JP2006501701A - 2つ又はそれ以上の部分チャネルにqpsk信号のビットレートを分割する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、変調器及び復調器に帯域限定されたフィルタを持つ少なくとも2つのチャネルにQPSK信号のスペクトルを分割することによりQPSK信号のビットレートを分割する方法に関し、少なくとも1つの実スペクトル及び少なくとも1つの虚スペクトルへ前濾波されたQPSK信号の送信側分割、及び周波数多重の伝送、及び伝達関数に関係して送信機の変調器及び受信機の復調器におけるフィルタの大きさ設定を示す。
Description
本発明は、変調器及び復調器に帯域限定されたフィルタを持つ少なくとも2つのチャネルへQPSK信号のスペクトルを分割することによってQPSK信号のビットレートを分割する方法に関する。
1990年Hanser−Verlagで発行されたRE.Herter及びW.Loercher著の専門書“NachrichtenTechnik”5,Anflage,110ffから、PSK法の基礎が公知であり、PSK変調器及び復調器の実現及び周波数通信が記載されている。2PSK信号から2乗により搬送波2frを発生し、この搬送波から周波数分割により所望の搬送波を得ることが可能である。そのため一般にNPSK信号ld(n)mdにおいて2乗せねばならないことが示されている。2乗の際位相角は倍加される。2PSKにおける第1の2乗段の後で、信号は位相位置0及び360°をとる。しかしこれらの位相位置は同じなので、2回2乗される信号のスペクトルは、位相角倍加後、同じ方向へ向く寄与を含む、スペクトルで見てこれは、最初の搬送周波数frの倍加の際例えば4つのfrにおいて所望の線が得られる。周波数分割により得られる周波数fr基準搬送波は、正しい零相と比較して
IEEETransactions on Communications37No.5(May 1989)、PP437〜448から、第2の直交信号の付加によりQPSKのビットレートをどのように倍加するかの提案が公知である。その447ページの図4は、このような信号形状を示している。パルスの垂直な辺のため、帯域幅は非常に大きいか、又は帯域限界において直交性が失われ、記号間干渉(ISI)及び漏話(UES)がチャネルの間に生じる。論文の結末に、著であるD.Saha及びG.Bihdsallは、帯域限界された送信フィルタP1及びP2と適当な整合フィルタP1 *及びP2 *を受信側に使用する帯域限定されたシステムに立入っている(146ページの図13)、
の装置はそれぞれ正弦搬送波及び余弦搬送波のために使用される。著者は、P1及びP2の対に対して無限に多くの可能性があると述べ、447ページの図14に、連鎖接続される送信フィルタP1P1 *及び受信フィルタP2P2 *の個別フィルタP1及びP2の付属するパルス応答なしの3つの例を与えているが、漏話P1P2 *に立入っていない。フィルタP1は実であり、P2は虚なので、P1 *=P1及びP2 *=−P2が成立する。一層詳細な考察は、ISI及びUESなしという条件が例(a)及び(b)のみで得られ、図14による例(e)が条件を満たさないことを示している。
の装置はそれぞれ正弦搬送波及び余弦搬送波のために使用される。著者は、P1及びP2の対に対して無限に多くの可能性があると述べ、447ページの図14に、連鎖接続される送信フィルタP1P1 *及び受信フィルタP2P2 *の個別フィルタP1及びP2の付属するパルス応答なしの3つの例を与えているが、漏話P1P2 *に立入っていない。フィルタP1は実であり、P2は虚なので、P1 *=P1及びP2 *=−P2が成立する。一層詳細な考察は、ISI及びUESなしという条件が例(a)及び(b)のみで得られ、図14による例(e)が条件を満たさないことを示している。
QPSKの揺動パルスに直交する第2のパルスを正弦搬送波及び余弦搬送波の変調に付加するという考えは、米国特許第4,680,777号明細書からも公知である。
IEEE論文による従来技術から出発して、本発明の基礎になっている課題は、チャネル間に記号間干渉(ISI)及び漏話(UES)がないという条件を満たし、上述した無限に多くの可能性を実現の際1つのクラスのフィルタに減少する方法を提示することである。
請求項1に示されている方法は、個々の方法段階を共同作用して与えられた課題を解決し、QPSK信号のスペクトルを少なくとも2つの周波数帯域に分割し、これらを周波数分割多重で伝送し、伝達関数に応じて変調器及び復調器にあるフィルタの大きさを定めることを提示する。
有利なそれ以外の方法段階及びその構成形態は従属請求項に補足して示されている。
図面に示された図1〜17に基いて、本発明が以下に詳細に説明される。
図1には、最初にあげたIEEE論文から公知の直交パルス形状が再現されている。
図2には、直交搬送波のための送信分枝及び受信分枝の側について、IEEE論文の図13からわかるように、Q2PSK送信機及び受信機のベースバンドモデルが示されている。送信側でまず逐次並列変換が行われ、変換された信号が2つのフィルタP1及びP2へ供給される。こうして分割された信号は濾波後加算段へ供給され、余弦搬送波で変調され、第2の同一の分枝で正弦搬送波で変調されて、余弦復調器及び正弦復調器を持つ受信機へ伝送される。復調された信号は、フィルタP1 *及びP2 *を持つ2つの信号分枝へ達し、fTの倍数で走査され、閾値決定部でデータ信号について決定される。
図3には、最初にあげたIEEE論文の図14からわかる例が再現されている。特に図3a,3b及び3cには、図3におけるフィルタ対の例a,b,cに対するパルス応答が、送信フィルタ及び全システムのパルス応答後分割されて示され、漏話挙動が示されている。図3cは、記号間干渉(ISI)及び漏話(UES)のないことが正確には満たされないことを示している。
この公知のシステムが、図4〜17による本発明の考察の際出発点となる。
信号分割のために使用されるフィルタは、周波数について隣接するフィルタ(変形例A)又は同じ周波数範囲にあるフィルタ(変形例B)とすることができる。更に本発明による方法は、双ビット符号の使用を解決する。更に本発明による方法は、設計方法を2つの(Q2PSK)部分信号からn個の(QnPSK)部分信号へ拡張される。
この方法により、更に双ビット符号化の使用の未解決な問題が解決される。低域フィルタP1とそれに続いて正弦搬送波及び等間隔の余弦搬送波による変調の直列回路によりフィルタP1・・・Pnを代えることによって、多重搬送波システムが生じる。その実現はOFDM(直交周波数分割多重)におけるのと同じように、DFT(離散フーリエ変換)及びIDFT(逆DFT)を介して行うことができる。しかしOFDMに対してQnPSKは若干の利点即ちコンパクトなスペクトル、小さい波高率、及び周波数選択チャネル及び搬送波同期に関する小さい感度を与える。
次に本発明によるQ2PSKの設計がまず説明される。
フィルタの信号推移及び個々の設計段階を示す図4により帯域幅ωgの理想帯域チャネルHiを持つQPSKから出発する。低域チャネルHiは、パルス応
図の上から第1行及び横にあるパルス応答からわかるように、実際の実現のためωgにおけるナイキスト辺により変化されることができる。半分のビットレ
るので、P1 2のために半分の帯域幅を持つ低域フィルタを使用することができ
の列1の表示)。
P2P2 * = Hi − P1 2
るので
4の第
ているの
で、P1 2+P2P2 *=1はこの範囲にある。
図の上から第1行及び横にあるパルス応答からわかるように、実際の実現のためωgにおけるナイキスト辺により変化されることができる。半分のビットレ
るので、P1 2のために半分の帯域幅を持つ低域フィルタを使用することができ
の列1の表示)。
P2P2 * = Hi − P1 2
るので
4の第
ているの
で、P1 2+P2P2 *=1はこの範囲にある。
適当な符号の付加により容易に可能であり、それにより所望のパルス形成器対P1及びP2が見出される。パルスP1及びP2が問題である場合、これはフィルタP1及びP2の出力端から取出し可能であり、同じことがP1 *及びP2 *にも当てはまる。本発明による方法が使用されると、P1P2 *又はP2P1 *による
称である漏話スペクトルが生じる。P1及びP2は直交搬送波を持っている(直角である)ので、この漏話を直角漏話と称することもできる。このスペクトル
R(ω)の変換によりP1P1 *が生じたものと考えることができることによっ
時間信号に零位が生じる。フィルタのこの隣接配置は変形例Aと称される。
称である漏話スペクトルが生じる。P1及びP2は直交搬送波を持っている(直角である)ので、この漏話を直角漏話と称することもできる。このスペクトル
R(ω)の変換によりP1P1 *が生じたものと考えることができることによっ
時間信号に零位が生じる。フィルタのこの隣接配置は変形例Aと称される。
図4の下には更に特殊事例が示されている。即ちナイキスト辺が垂直に推移すると、両方の伝送チャネルは周波数多重により分離され、これは最後の線図からわかる。しかし実現のためには、限界周波数ωgにおけるP2の垂直辺が有害である。Hiのナイキスト辺から始まって、漏話(UES)の回避のための条件が示されている図5からわかるように、P2m=P2P2 *においてもナイキスト辺をωgで生じることができる。これにωgより下の範囲の中まで達している。漏話(UES)を回避するため、この場合P1はこのナイキスト辺の範囲へ入ってはならない。
図5は、PSK信号の間の漏話(UES)を回避するための条件を示している。付加ナイキスト辺Paが適当に選ばれると、図3aも設計方法の特別事例として解釈されることがわかる。
しかし図3aにおける公知の例が特に有利であるか否か、問題が生じる。なぜならば、両方のチャネルが全帯域幅を利用するからである。出力を限定された伝送チャネルでは、図3aによる例において、また図3bにおけるフィルタ
じである。フィルタ対P1及びP2は、IEEEにおける従来技術にも示されて
る。その場合ピーク振幅は図3aの例に対して小さく、これが振幅を限定されるチャネルにおけるゲインをもたらし、それにより図3aの例が有利でないことが説明される。しかし変形例Aの多重搬送波システムに拡張する際にも生じる。ロールオフ係数r=0では、これは3dBである。一層大きいピーク振幅を持つ図3aにおける例は、多重搬送波システムにおいて変形例Bに相当する。実現のため図3aの例は、垂直辺を除かねばならないだろう。これは、ISI及び又はUESが現われないと不可能である。
じである。フィルタ対P1及びP2は、IEEEにおける従来技術にも示されて
る。その場合ピーク振幅は図3aの例に対して小さく、これが振幅を限定されるチャネルにおけるゲインをもたらし、それにより図3aの例が有利でないことが説明される。しかし変形例Aの多重搬送波システムに拡張する際にも生じる。ロールオフ係数r=0では、これは3dBである。一層大きいピーク振幅を持つ図3aにおける例は、多重搬送波システムにおいて変形例Bに相当する。実現のため図3aの例は、垂直辺を除かねばならないだろう。これは、ISI及び又はUESが現われないと不可能である。
図6は、漏話及び多重搬送波システム(変形例B)への移行なしに、信号P1及びP2の濾波の方法実現の可能性を示している。
例eは、P1及びP2がこの範囲で値も同じにされ得ることを示している。周波数多重において同じ辺を持つ別のチャネルを付加することもできる。こうして多重搬送波システムが得られる。漏話が生じないようにするため、個々のチャネルは周波数について分離されねばならず、従ってまず重量されてはならず、このことが例fに示されている。
ナイキスト辺は、例gによれば、周波数に関して重なることができる。しかしその場合直角漏話のほかに、隣接するチャネルのオフセットにより半ビット期間だけ走査時点で零にされることができる(0QPSK)同相漏話も生じる。
同じ周波数範囲にあるこのフィルタ装置は変形例Bと称される。変形例Aに対して、変形例Bに相当する図3aの説明において述べたように、全ビットレートにおける利点はない。各チャネル(実及び虚)にあるフィルタは、IEEE論文から公知のようにヒルベルト対を形成する。変調による実現の際、帯域中央にある搬送波で変換する(2側波帯伝送)ことが推奨される。変形例Bは[4]及び[5]により多重搬送波システムとして公知である。
2ビット伝送への拡張:
部分応答伝送又は2ビット伝送への拡張は、本発明によれば、部分応答信号の発生を考慮して全く簡単である。公知のように図7の上部に示される余弦頂部チャネルHc(ω)は、適当なパルス応答を供給する。余弦頂部チャネルを介して、ビットレート2fgで理想低域フィルタにおけるように伝送される。
け従って正弦関数の零位の間隔だけ互いにずらされている。それにより、Hc(ω)に属するこのパルス応答は、ブロックダイヤグラムの下の線図からわか
答が続くので、その走査値が重なる。こうして値U、+1及び−1が生じる。0は、ビットが先行したビットに対して変化したことを意味する。公知の前符号化によって、全波整流により+1における−1が0又は1上の閾値0.5に関する2進決定に再び使用可能であるようにすることができる。しかし3dBのSN比が失われる。しかしこれに対抗する利点として、Hc(ω)は、理想低域フィルタが持ちかつ持たねばならないような垂直辺を持っていないことである。3dBの損失はビタビ復号により回避される。
部分応答伝送又は2ビット伝送への拡張は、本発明によれば、部分応答信号の発生を考慮して全く簡単である。公知のように図7の上部に示される余弦頂部チャネルHc(ω)は、適当なパルス応答を供給する。余弦頂部チャネルを介して、ビットレート2fgで理想低域フィルタにおけるように伝送される。
け従って正弦関数の零位の間隔だけ互いにずらされている。それにより、Hc(ω)に属するこのパルス応答は、ブロックダイヤグラムの下の線図からわか
答が続くので、その走査値が重なる。こうして値U、+1及び−1が生じる。0は、ビットが先行したビットに対して変化したことを意味する。公知の前符号化によって、全波整流により+1における−1が0又は1上の閾値0.5に関する2進決定に再び使用可能であるようにすることができる。しかし3dBのSN比が失われる。しかしこれに対抗する利点として、Hc(ω)は、理想低域フィルタが持ちかつ持たねばならないような垂直辺を持っていないことである。3dBの損失はビタビ復号により回避される。
評価は、通常の双ビット信号におけるように、送信側前符号化及び受信側全波整流により行われる。この方法段階では、前符号化において、否定ビット列が生じないようにするため、前符号化においてビット反転がなくなるであろう。この変更された双ビット符号化は、次のことのために重要である。Q2PSKにおいて、チャネル当り半分のビットレートfgで伝送される。それに応じ
つQ2PSK伝送が示されている。上のブロックダイヤグラムには、部分応答フィルタをそれぞれ受信側で後にどのように接続せねばならないかが示されて
されねばならない(図8の下部)。しかしこれは、Hs(図8の上右)では、値についてのみ行われる。図8において右に、伝達関数Hc及びHsが線図に記入されている。HcはQ2PSKに対しては不適当である。なぜならば、これは結
使用されねばならないからである。これに反し
が一層容易かつ簡単に実現される。
つQ2PSK伝送が示されている。上のブロックダイヤグラムには、部分応答フィルタをそれぞれ受信側で後にどのように接続せねばならないかが示されて
されねばならない(図8の下部)。しかしこれは、Hs(図8の上右)では、値についてのみ行われる。図8において右に、伝達関数Hc及びHsが線図に記入されている。HcはQ2PSKに対しては不適当である。なぜならば、これは結
使用されねばならないからである。これに反し
が一層容易かつ簡単に実現される。
この関数は送信側及び受信側で挿入される。付加的になお(例えば受信側に)伝達関数HH(ω)=jsign(ω)を持つ伝達関数が設けられて、実の伝達関数から虚の伝達関数を誘導し、またその逆に誘導することができる。変調によるフィルタの実現の際、余弦搬送波から正弦搬送波が、またその逆に得られ、これは図3aにおける例に対して図9に示されている。なぜならば、この例は非常にわかり易いからである。
部分応答システムを再現する図9において、上部には、応答システムのためのまとめにおける個々のフィルタが示されている。P1及びP2がヒルベルト対を形成している場合、P2、P1 *及びP2*を持つヒルベルトフィルタがまとめられると、受信側の場所P1 *及びP2*は簡単に交換される。SN比損失はそれと結びつかない。なぜならば雑音出力及び有効信号の走査値の値は不変だからである。
次に変調及び復調による実現及びQnPSKへの移行が説明される。
P1が低域フィルタであり、これに反しP2が帯域フィルタである。P2P2 *に属するパルス応答は、図3b〜3cの例からわかるように、P1 2に属するものよりずっと“高周波数”である。帯域フィルタP2P2 *において、fgのビットレートが伝送される。変調により帯域フィルタP2を実現する場合、搬送波をP2の帯域中央に置いてはならず(これが2側波帯変調に相当することになる)、残留側波帯変調で動作せねばならない。これは、2側波帯変調を使用することになる変形例Bに対する決定的な相違である。
図10は、変調によるP2の実現とP2の受信側復調の実現及び上部における
の下側波帯が発生される。ωgにおいてナイキスト辺が与えられるようにするため、ωgにおいて根ナイキストフィルタにより濾波が行われ、P2が得られる
がある。
の下側波帯が発生される。ωgにおいてナイキスト辺が与えられるようにするため、ωgにおいて根ナイキストフィルタにより濾波が行われ、P2が得られる
がある。
図10の中間部分(受信機入力端)には、P2か低域フィルタ範囲においてどのように復調されるかを示している。信号は、まず変調の際と同じ根ナイキスト低域フィルタを経て送られる。それによりωgにおいてナイキスト辺が得られる。復調及びP1による低域濾波によって所望の伝達関数P1 2が得られ、この伝達関数を介してビットレートfgで伝送を行うことができる。復調搬送波が根ナイキスト辺上にあることが重要である。フィルタは高域フィルタであっても帯域フィルタであってもよいだろう。異なる周波数では、帯域フィルタを多相フィルタにより容易に実現することができる。その場合復調後、2倍の搬送周波数の成分を抑制する簡単なフィルタしか必要でない。多相フィルタによるこのような復調は、多重搬送波システムにおいて有利である。
受信側にある根ナイキストフィルタは、ωoにおける周波数変換後、ω=0の周辺において一定の値に加算されるナイキスト辺を発生するのに役立つ。しかしこのフィルタは、図10の下部において“フィルタのまとめ”により示されているように、受信フィルタと組合わせることもできる。受信側濾波なしで
なる。しかしこれは、ω=0における根ナイキスト辺の範囲で逆である受信フィルタP1Eにより修正される。
なる。しかしこれは、ω=0における根ナイキスト辺の範囲で逆である受信フィルタP1Eにより修正される。
多重搬送波システムでは、変形例Aにおいて実のチャネルと虚のチャネルとが交代する。実のチャネルの変調及び復調のため、好都合なようにcosgωg
るため、中間周波数を介して変換が行われる。チャネルの変換は、2つの直交搬送波による再度の変換を行う必要なしに、高周波数範囲において同じに行うこともできる。この場合直交搬送波は完全になくなる(多重搬送波システム)。
るため、中間周波数を介して変換が行われる。チャネルの変換は、2つの直交搬送波による再度の変換を行う必要なしに、高周波数範囲において同じに行うこともできる。この場合直交搬送波は完全になくなる(多重搬送波システム)。
2つの周波数範囲に伝送チャネルHiを分割する原理は、更に多くの周波数範囲へ拡張される。図11はこれを3つのチャネルに対して概略的に示し、分離個所におけるナイキスト辺はなくされている。中間フィルタP2mはP2に分解される。その場合チャネル1と2の間にも、チャネル2と3との間にも漏話は生じない。更にチャネル1と3との間にも漏話はない。なぜならば、これらのチャネルのナイキスト辺は互いに一致しない限り、これらのチャネルは周波数的に分離されているからである。これらの方法はn個のチャネルに拡張されることができ、それにより余弦搬送波及び正弦搬送波へ与えられねばならない配置がベースバンドにおいて得られる。
図12はQnPSKへの移行及び全スペクトルHg(ω)を示し、純粋に虚のスペクトルが波線で示されている。部分信号は0及び1で2進に変調される。余弦分枝にあるデータはdc1,dc2・・・で示され、正弦分枝にあるデータはda1,da2・・・で示されている。
搬送周波数が等間隔なので、IDFTにより変調を行い、DFTにより復調を行うことが考えられる。
その際OFDMに対して次の利点が生じる。
漏話なしに隣接チャネルが重なってもよい。なぜならば、変形例Aにおいて、純粋に実のスペクトルが純粋に虚のスペクトルと対称辺で重なるからである。
OFDMにおいて搬送波が、方形パルス変調により生じるSiスペクトルの零通過点に非常に正確に位置せねばならず、これは問題ない。
スペクトルはコンパクトであり、Si分枝を持っていない。
波高率は一層小さい。なぜならば、変調された正弦振動及び余弦振動は伝送されず、減衰するパルスが伝送されるからである。
送信信号の出力密度スペクトルは一定である。なぜならば、隣接するチャネルの出力密度スペクトルは、ナイキスト辺のため一定の値に補足されるからである。
漏話なしに隣接チャネルが重なってもよい。なぜならば、変形例Aにおいて、純粋に実のスペクトルが純粋に虚のスペクトルと対称辺で重なるからである。
OFDMにおいて搬送波が、方形パルス変調により生じるSiスペクトルの零通過点に非常に正確に位置せねばならず、これは問題ない。
スペクトルはコンパクトであり、Si分枝を持っていない。
波高率は一層小さい。なぜならば、変調された正弦振動及び余弦振動は伝送されず、減衰するパルスが伝送されるからである。
送信信号の出力密度スペクトルは一定である。なぜならば、隣接するチャネルの出力密度スペクトルは、ナイキスト辺のため一定の値に補足されるからである。
基本的に変形例Bでは、復調及び濾波後、(チャネル内直角漏話(IKQUES)を示す図13からわかるように)ベースバンドにおいても、上部及び下部の隣接チャネルによる漏話のほかに、2乗で伝送されるチャネルによる漏話も、同じ周波数帯域に現われ、従って5倍の漏話が現われる。しかし歪みのない伝送チャネルでは、この漏話は完全に補償され、そのため場合によっては等化器が使用される。この漏話はチャネル内直角漏話(IKQUES)と称される。
(図13の下部からわかるように)変形例Aにおいても、残留側波帯辺(RSB辺)における重なりにより、2倍の漏話が生じ、歪みのない伝送の際にのみ補償される。しかし変形例Bにおけるより著しく小さく、従ってこの点で特定の使用(DAB,DVB−T,移動電話)変形例Aにおいて、周波数選択チャネルで一層有利である。
図10及び図12において、搬送周波数ωgにおけるRSB辺及びもっと低
のロールオフ、ωoによる復調及び根ナイキスト辺濾波)。rT=0のために単側波帯変調が生じる。それによりIKQUESは原理的に任意に小さくされる。ωuにおける根ナイキスト辺は、復調及び適当な根ナイキスト濾波後、ロールオフrを持つベースバンドにおけるナイキスト辺を生じる。ωo及びωuにお
図14は、多重搬送波伝送の際チャネルを有利にどのように設けるかを示している。それは、変形例AにおけるIKQUESの減少を示す。送信スペクトルS(ω)が示されている。
のロールオフ、ωoによる復調及び根ナイキスト辺濾波)。rT=0のために単側波帯変調が生じる。それによりIKQUESは原理的に任意に小さくされる。ωuにおける根ナイキスト辺は、復調及び適当な根ナイキスト濾波後、ロールオフrを持つベースバンドにおけるナイキスト辺を生じる。ωo及びωuにお
図14は、多重搬送波伝送の際チャネルを有利にどのように設けるかを示している。それは、変形例AにおけるIKQUESの減少を示す。送信スペクトルS(ω)が示されている。
図15には、両変形例A及びBのため送信スペクトルS(ω)の例で双ビット多重搬送波伝送が示されている。変形例Bは、別の付加解決策を持つIEEE Transactions on Communications COM−15,No.6(December,1967),PP 805−811及びCOM−29,No.7(July 1981),PP982−989からの多重搬送波システムとして公知である。公知の回路によれば、送信側及び受信側のフィルタを介して、周波数fk(k=1・・・L)を持つ2側波帯変調における等間隔の正弦搬送波及び余弦搬送波により、ベースバンドデータが、直接HF範囲に変換される。スペクトルは、ナイキスト辺又は根ナイキスト辺で重なる。受信側で同じ搬送波により復調される。
その際同様に漏話パルスただし2つの異なる漏話パルス、即ち本発明により走査時点に零位を持つ直角漏話、及びナイキスト辺の周りの対称なスペクトルを持つ同相漏話が得られる。付属する時間信号は余弦を乗算され、半ビット期間の周りにその零位を持っている。
上及び下のRSB(搬送波の下又は上の辺)用の送信側RSBフィルタの実現は、ベースバンドにおいて続く変調により有利に行われる。これがロールオフrTを持つ根ナイキスト辺に対して以下に示されている。
送信側RSB濾波の実現を示す図16によれば、ベースバンドへ移されるRSBフィルタは、偶成分Hg(jω)及び奇成分Hn(jω)に分解される。奇成分はjを乗算される(jHn(jω)には再び実時間関数が属する)。その後に余弦搬送波及び正弦搬送波による変換が続く。両方の成分は加算されるか又は減算され、図16によれば帯域下端又は上端にRSB辺を持つ16RSBフィルタを生じる。
別の辺が図15におけるように根ナイキスト辺としても設計されている(ロールオフr)と、図10によりP1による受信側濾波もなくなり、復調の際生じる一層高い周波数成分の簡単な低域フィルタ抑制により代えられることができる。両方のTPフィルタHg(Hjω)及びjHU(jω)は、そのパルス応答に応じてFIRフィルタとして実現することができる。
実現された伝達関数は実である。変形例Aにおいて各2番目のチャネルにおいて起こるように、虚の伝達関数に対しては、余弦搬送波と正弦搬送波が交換される。これは図16の下部に示されている。
受信側で、既に示したように、実と虚のスペクトルが重畳される。図10は根ナイキストフィルタで濾波されねばならない。補償による抑制は不可能である。
図15によれば、変形例Aに対して、余弦チャネルを生じる単側波帯変調が選ばれ、これは垂直辺を持つフィルタを必要とするであろう。双ビット多重搬送波伝達は、送信スペクトルS(ω)により示されている。これが必要でないことが以下に示される。
辺H(ω)の加算(しかも17a)1への加算、Hc(ω)への加算を示す図17によれば、反射されたナイキスト辺が値1に加算される。これは容易にわかる。ナイキスト辺は
H(ω)=0.5+U(ω)
として記述される。U(ω)はU(0)=0及びU(ωx)=0.5の性質を持つ奇関数である。例えば余弦ロールオフにおいて
従ってωx=rT・ωgで
H(ω)+H(ω)=1
H(ω)=0.5+U(ω)
として記述される。U(ω)はU(0)=0及びU(ωx)=0.5の性質を持つ奇関数である。例えば余弦ロールオフにおいて
従ってωx=rT・ωgで
H(ω)+H(ω)=1
それにより変形例Aにおける垂直な辺が回避され、隣接するチャネルが重畳される。重畳が大きくなるほど、IKQUESは当然それだけ大きくなる。注目すべきように、今やωx=ωgにおいて変形例Aが変形例Bに移行する。
このやり方は余弦関数に限られず、他の関数にも適用される。
Claims (22)
- 変調器及び復調器において帯域限定されたフィルタを持つ少なくとも2つのチャネルへQPSK信号のスペクトルを分割することによりQPSK信号のビットレートを分割する方法において、
特定の帯域幅(ωg)を持つ送信器の変調器にある理想帯域フィルタ(Ht)によりQPSK信号を濾波し、
の帯域幅(ωg)におけるナイキスト辺により帯域幅を変化し、
前濾波されたQPSK信号を、少なくとも2つのフィルタ分枝(P1P1 *:P2P2 *)により、少なくとも1つの純粋実のスペクトル(P1)又は純粋に実のチャネルに、またパルス形成器を形成するフィルタ(P1 *及びP2 *)により、少なくとも1つの純粋に虚のスペクトル(P2)又は純粋に虚のチャネルに分割し、フィルタ分枝において分割されたQPSK信号を半分のビットレート
受信された信号を、純粋に実の伝達関数(P1 *)及び純粋に虚の伝達関数(P2 *)を持つ少なくとも2つのフィルタ分枝により少なくとも2つのフィルタ分枝(P1,P1 *,P2,P2 *)により少なくとも2つの純粋に実のスペクトル(P1)に、またパルス形成器を形成するフィルタ(P1 *及びP2 *)により少なくとも1つの純粋に虚のスペクトル(P2)を分割し、フィルタ分枝にお
正弦搬送波又は余弦搬送波によるQPSK信号の変調により復調することを特徴とする、方法。 - 純粋に虚の伝達関数(P2 *)が、復調器において、理想的な低域フィルタチャネルのナイキスト辺からの根号で、符号変化(−)により発生されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- ωgにおける急峻なナイキスト辺を特徴とする、先行する請求項の1つに記載の方法。
- 多重搬送波システムに拡張するため、復調器側で、実及び虚のスペクトルが、低域フィルタ(P1)及び等間隔余弦及び正弦搬送波による変調により実現されることを特徴とする、先行する請求項の1つに記載の方法。
- 前符号化及び全波流による双ビット伝送の際生じる3dBの損失が、ビタビ復号により回避されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 送信側でフィルタ(P1及びP2)により発生される走査サンプルがヒルベルト対を形成し、受信側で受信側フィルタ(P1 *及びP2 *)の走査サンプルが場所を交換されていることを特徴とする、先行する請求項の1つに記載の方法。
- フィルタ(P1)が範囲−ωg〜ωgの範囲にある根−正弦−周波数特性を持つフィルタであり、フィルタ(P2)がjsin(ω)の乗算により実現され、受信フィルタが送信フィルタにただし交換されて一致していることを特徴とする、請求項7〜11の1つに記載の方法。
- 第1のフィルタ分枝に低域フィルタ(P1)が設けられ、第2のフィルタ分枝に帯域フィルタ(P2)が設けられ、フィルタ分枝(P2χP2 *)におけるパルス応答が、低域フィルタ分枝の積P1 2に属するパルス応答より高い周波数であることを特徴とする、請求項7〜12の1つに記載の方法。
- 第2のフィルタ分枝にある帯域フィルタ(P2)が変調により実現され、搬送波が帯域フィルタの帯域中心外にあり、帯域フィルタが残留側波帯変調に従って動作することを特徴とする、請求項7又は8又は13に記載の方法。
- 多重搬送波システムにおいて、実のチャネルと虚のチャネルが交代し、これが余弦搬送波及び正弦搬送波によるRSB変調によって行われ、複数の周波数範囲への伝送チャネルの分割が行われることを特徴とする、請求項7又は8に記載の方法。
- チャネル内直角漏話を少なくするため、搬送周波数におけるナイキスト辺が任意に小さくされることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- 送信側RSBフィルタがベースバンドへ移され、信号が偶成分(Hg(jω)及び奇成分(Hu(jω))に分解され、奇成分(Hu(jω))が実の時間関数を回復するためjを乗算され(jHu(Jω))、それから余弦搬送波及び正弦搬送波による変換が行われ、両方の成分が加算又は減算されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 偶成分(Hg(jω))の辺が根−ナイキスト辺として示され、復調の際生じる一層高い周波数成分が簡単な低域フィルタにより抑制されることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- 虚伝達関数の実現のために、余弦搬送波と正弦搬送波が交換されていることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- 請求項1又は請求項2〜12の1つに記載のQPSK信号の濾波及び分割及び変調のための回路装置を持つQ2PSK信号又はQnPSK信号の伝送用送信機。
- 請求項1又は請求項2〜12の1つに記載の送信方法により発生されるQPSK信号を受信し、処理しかつ回復する復調器を持つ受信機。
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