JP3220877B2 - π/4シフトQPSK変調器 - Google Patents

π/4シフトQPSK変調器

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JP3220877B2
JP3220877B2 JP26408592A JP26408592A JP3220877B2 JP 3220877 B2 JP3220877 B2 JP 3220877B2 JP 26408592 A JP26408592 A JP 26408592A JP 26408592 A JP26408592 A JP 26408592A JP 3220877 B2 JP3220877 B2 JP 3220877B2
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正博 守倉
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力信号に波形整形処
理を行いπ/4シフトQPSK変調のできるπ/4シフ
トQPSK変調器に利用する。
【0002】
【従来の技術】従来から用いられているπ/4シフトQ
PSK変調器の構成例を図3に示す。図3において、6
1は同相成分入力信号、62は直交成分入力信号、63
は同相成分および直交成分の入力信号と同じ周波数のク
ロック信号、601,602,603および604はN
段のシフトレジスタ、64は前記63のクロック信号周
波数のM倍を有するクロック信号、605はL段のカウ
ンタ(ただし、M=2Lの関係となっている)、606
および607はROM、608および609はディジタ
ル−アナログ変換器(D/A変換器)、610および6
11は低域ろ波回路(LPF)、65は搬送波信号、6
12は90度移相器、、613および614はミキサ、
615は合波器、ならびに66は変調出力信号である。
【0003】次に、本回路の動作を説明する。ROM6
06および607は波形整形フィルタとして用いられる
有限インパルス応答フィルタの係数と入力信号との演算
結果が書き込まれている。同相成分入力信号61および
直交成分入力信号62は、同相成分および直交成分の入
力信号と同じ周波数のクロック信号63により動作する
シフトレジスタ601,602,603および604に
それぞれ順次記憶される。シフトレジスタ601,60
2,603および604に蓄積された入力信号列は、そ
れぞれROM606および607にアドレス信号を与え
る。また、カウンタ605は、前記クロック信号63の
M倍の周波数のクロック信号64によって動作し、RO
M606および607にアドレス信号を与える。ROM
606および607はシフトレジスタ601,602,
603および604ならびにカウンタ605により与え
られたアドレスに従い、それぞれ波形整形した信号67
および68を出力する。波形整形した信号67および6
8は、ディジタル−アナログ変換器608および609
によってアナログ信号に変換された後、低域ろ波回路6
10および611により高調波成分を除去される。高調
波成分を除去された信号はそれぞれミキサ613および
614において、搬送波信号65および90度移相器6
12によって搬送波信号65を90度位相回転した信号
によって、それぞれ周波数変換された後、合波器615
により合成され変調出力信号66を得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のπ/4シフトQPSK変調器は、アナログ回路によっ
て変調信号出力を得るため、アナログ信号のオフセッ
ト、振幅および位相調整やアナログ回路のオフセット、
利得および位相の変動が問題となる。また、π/4シフ
トQPSK変調では、図4に示すように位相平面上で8
点の信号点があるため、同相成分信号および直交成分信
号の振幅は少なくとも2ビットが必要となる。このため
波形整形を行う有限インパルス応答フィルタのアドレス
がQPSKの場合に比べて2倍以上を必要とし、例えば
QPSKの場合に8本のアドレスであったとすると28
=256倍以上のROM容量が必要となる。このよう
に、演算結果を書き込んでおくROMに大容量を要する
問題がある。
【0005】本発明の目的は、これらの問題点を解消す
ることにより無調整化・高安定化を図りかつハードウェ
ア量の少ないπ/4シフトQPSK変調器を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の特徴は、同相成分入力信号を順次記憶する第
一のシフトレジスタと、直交成分入力信号を順次記憶す
る第二のシフトレジスタと、カウンタと、前記第一のシ
フトレジスタからのアドレス信号と前記カウンタからの
アドレス信号に応じて波形整形の演算結果の信号を出力
する第一のROM(リードオンリーメモリ)と、前記第
二のシフトレジスタからのアドレス信号と前記カウンタ
からのアドレス信号に応じて波形整形の演算結果の信号
を出力する第二のROMと、を有する波形整形手段と、
前記第一および第二のROMから出力される信号を選択
するデータセレクタと、前記データセレクタの出力信号
を選択的に符号反転する符号反転器と、前記符号反転器
の出力信号の不連続部を処理する不連続部処理回路と、
前記不連続部処理回路の出力信号をディジタル信号から
アナログ信号へ変換するディジタル−アナログ変換器
と、前記ディジタル−アナログ変換器の出力信号の高調
波をしゃ断して変調出力信号を出力するろ波回路と、前
記データセレクタと前記符号反転器と前記不連続処理部
の動作を制御するセレクタ制御回路及び符号反転制御回
路をふくむ制御回路とを有し、該制御回路が前記データ
セレクタにおいて前記第一および第二のROMの出力信
号を選択する手順を1シンボル周期(1/fb ,fb
入力信号の周波数)毎に1サンプリング周期Ts (但
し、Ts =1/(8nfb ),n:fc =n×fb なる
関係を有する自然数、fc :変調キャリア周波数)の位
相を進ませる制御を行うπ/4シフトQPSK変調器に
ある。
【0007】
【作用】カウンタは8nfb (n:fc =n×fb なる
関係を有する自然数、fc :変調キャリア周波数、f
b :入力信号の周波数)なる周波数のクロック信号に従
い同相成分側および直交成分側のROMへアドレスを与
える。データセレクタは、セレクタ制御回路の制御信号
に従い、同相成分側および直交成分側のROMからの出
力信号を選択する。また、符号反転器は符号反転制御回
路の制御信号に従い、データセレクタの出力信号の符号
を反転する。この時、セレクタ制御回路および符号反転
制御回路によって1シンボル(1/fb )毎にデータセ
レクタおよび符号反転器の動作手順を1サンプリング周
期[サンプリング周期:Ts =1/(8nfb )]ずつ
進ませていけば、シンボル毎にπ/4ずつ搬送波の基準
位相が回転していくπ/4シフトQPSK変調が実現で
きる。セレクタ制御回路および符号反転制御回路による
同相成分側および直交成分側のROMの出力信号の選択
および符号反転手順をn=1の場合を例に図5に示す。
図5に示すように基本的には、同相成分側および直交成
分側のROMから8nfb なる周波数で出力される信号
を2サンプリング周期毎に交互に選択し、4サンプリン
グ周期毎に符号反転するという手順である。さらに前記
手順を1シンボル毎に1サンプリング周期ずつ進ませて
いくことによってπ/4シフトを実現している。また、
8シンボルでこの手順は一巡し繰り返す。図5に示され
る不連続部は、データ保持等の不連続部処理回路により
処理されディジタル−アナログ変換器によりアナログ信
号に変換され、ろ波回路によって高調波をしゃ断されて
変調出力信号となる。この場合、搬送波周波数はnfb
となる。
【0008】以上に示すように、ディジタル回路によっ
て直交位相変調を実現しているので、従来アナログ回路
で問題となったオフセット、利得および位相等の調整お
よび変動に対応する補償回路を不要とすることができ
る。また、ディジタル回路の変調動作によってπ/4位
相シフトの動作を実現しているので、波形整形を行う有
限インパルス応答フィルタを構成するROMに対するア
ドレス数はQPSKの場合と同様でよく容量の増加を抑
えることができる。
【0009】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の一実施例を示すブロック構成
図である。本実施例は図において、同相成分入力信号6
1はN段の第一のシフトレジスタ61に順次記憶され、
また直交成分入力信号62はN段の第二のシフトレジス
タ603に順次記憶される。第一のシフトレジスタ60
1の出力は、8nfb (n:自然数、fb :入力信号の
周波数)なる周波数のクロック信号64に従って動作す
るm段のカウンタ105(8n=2m の関係となる)の
出力信号と共に、第一のROM106のアドレス信号と
なる。また、第二のシフトレジスタ603の出力は、カ
ウンタ105の出力信号と共に、第二のROM107の
アドレス信号となる。ROM106および107は、そ
れぞれシフトレジスタ601,603およびカウンタ1
05からのアドレス信号に従って、予め書き込んである
波形整形フィルタの係数と入力信号との演算結果を同相
成分信号および直交成分信号の波形整形後の信号15,
16を出力する。セレクタ制御回路および符号反転制御
回路を兼ねる変調制御回路109は、前記クロック信号
64およびカウンタ105の出力信号を用いて、ROM
106および107より出力される信号を2サンプリン
グ周期毎に交互に選択し、4サンプリング周期毎に符号
反転を行う手順を1シンボル(1/fb )毎に1サンプ
リング周期ずつ進ませる動作を実現するようにセレクタ
制御信号17および符号反転制御信号18を出力し、デ
ータセレクタ108および符号反転器110を制御す
る。また、変調制御回路109は、前記データセレクタ
108および符号反転器110の動作手順を1シンボル
(1/fb )毎に1サンプリング周期ずつ進ませること
によって生じる不連続部を検出する不連続部制御信号1
9を出力する。データセレクタ108は、変調制御回路
109からのセレクタ制御信号17に従ってROM10
6および107より出力される信号15,16のいずれ
かを選択するか、あるいは前サンプリング周期のデータ
を保持し符号反転器110へ出力する。符号反転器11
0は、変調制御回路109からの符号反転制御信号18
に従ってデータセレクタ108の出力信号を通過もしく
は符号反転処理を行って出力する。不連続部処理回路1
11では、変調制御回路109からの不連続部制御信号
19に従って、符号反転器110の出力信号21に対し
て前サンプリング周期のデータを保持する等の処理を行
って出力する。不連続部処理回路111の出力信号22
は、ディジタル−アナログ変換器(D/A変換器)11
2によってアナログ信号に変換され、ろ波回路113に
より高調波をしゃ断されて、変調出力信号20となって
出力される。
【0010】図2(A)は不連続部処理手段の実施例
で、前記実施例の不連続部処理手段としての不連続部処
理回路111を直前サンプリング周期のデータを保持す
る回路によって実現する。遅延回路201は、入力信号
である符号反転器110の出力信号21を1サンプリン
グ周期だけ遅延させる。データセレクタ202では、変
調制御回路109からの不連続部制御信号19によって
不連続部であるとされた場合には、遅延回路201の出
力信号を不連続部処理回路111の出力信号22とし、
不連続部でないとされた場合には、符号反転器110の
出力信号21をそのまま不連続部処理回路111の出力
信号22とする。
【0011】図2(C)では、前記実施例の不連続部処
理手段としての不連続部処理回路111をディジタル−
アナログ変換器112の一定値例えば0値に相当するデ
ータを挿入する回路によって実現する。0値データ発生
回路301は、ディジタル−アナログ変換器112の0
値に相当するデータを発生する。データセレクタ302
では、変調制御回路109からの不連続部制御信号19
によって不連続部であるとされた場合には、0値データ
発生回路301の出力信号を不連続部処理回路111の
出力信号22とし、不連続部でないとされた場合には、
符号反転器110の出力信号21をそのまま不連続部処
理回路111の出力信号22とする。
【0012】図2(C)では、前記実施例の不連続部処
理手段としての不連続部処理回路111を直前のサンプ
リング周期のデータと直後のサンプリング周期のデータ
より不連続部のデータを推定し挿入する回路によって実
現する。この例では、推定法として線形補間を用いてい
る。第一の遅延回路401は、入力信号である符号反転
器110の出力信号21を1サンプリング周期だけ遅延
させる。第二の遅延回路402は、入力信号である符号
反転器110の出力信号21を2サンプリング周期だけ
遅延させる。第三の遅延回路406は、変調制御回路1
09からの不連続部制御信号19を1サンプリング周期
だけ遅延させる。加算器403では、入力信号である符
号反転器110の出力信号21と第二の遅延回路402
の出力信号の和を求め、出力する。加算器403の出力
信号はビットシフト回路405によって、振幅を1/2
にされる。この加算器403とビットシフト回路405
によって線形補間動作を行っている。データセレクタ4
07では、第三の遅延回路406の出力信号によって不
連続部であるとされた場合には、ビットシフト回路40
5の出力信号を不連続部処理回路111の出力信号22
とし、不連続部でないとされた場合には、第一の遅延回
路401の出力信号を不連続部処理回路111の出力信
号22とする。
【0013】図2(D)では、前記実施例の不連続部処
理手段としての不連続部処理回路111を前記ROM1
06および107より出力される信号15,16より不
連続部のデータを演算し挿入する回路によって実現す
る。第一の符号反転器501では、ROM106より出
力される信号15を変調制御回路109からの不連続部
制御信号19に従って通過もしくは符号反転処理を行っ
て出力する。また、第二の符号反転器502では、RO
M107より出力される信号16を変調制御回路109
からの不連続部制御信号19に従って通過もしくは符号
反転処理を行って出力する。第一および第二の符号反転
器501,502の出力信号は、加算器503によって
加算され、振幅制限回路504によって1/√2倍され
る。不連続部におけるデータは、同相成分信号と直交成
分信号の和または差の信号の1/√2倍であるので上記
動作によって不連続部のデータを求めることができる。
データセレクタ505では、変調制御回路109からの
不連続部制御信号19によって不連続部であるとされた
場合には、振幅制限回路504の出力信号を不連続部処
理回路111の出力信号22とし、不連続部でないとさ
れた場合には、符号反転器110の出力信号21をその
まま不連続部処理回路111の出力信号22とする。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のπ/4シ
フトQPSK変調器は、ディジタル−アナログ変換器の
後段部分を除く構成要素をディジタル回路で実現するこ
とが出来るので、回路製作時のオフセット、利得および
位相の調整を不要とし、経年変化および温度変化による
性能劣化を考慮する必要がなく信頼性を高めることがで
きる。また、ディジタル回路の変調動作によってπ/4
位相シフトを実現しているので、波形整形に用いる有限
インパルス応答フィルタを構成するROMの容量の増加
を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の請求項2,3,4および5に用いる不
連続部処理回路の実施例構成を示すブロック図である。
【図3】従来のπ/4シフトQPSK変調器の構成例を
示すブロック図である。
【図4】π/4シフトQPSK変調の信号点を示す位相
平面図である。
【図5】本発明のデータセレクタおよび符号反転器の動
作手順を示す図である。
【符号の説明】
61 同相成分入力信号 62 直交成分入力信号 63,64 クロック信号入力 17 セレクタ制御信号 18 符号反転制御信号 19 不連続部制御信号 20 変調出力信号 601,602 シフトレジスタ 105 カウンタ 106,107 ROM(リードオンリーメモリ) 108 データセレクタ 109 変調制御回路 110 符号反転器 111 不連続部制御回路 112 ディジタル−アナログ変換器(D/A変換器) 113 ろ波回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−235553(JP,A) 特開 平3−179954(JP,A) 特開 平5−308386(JP,A) 特開 平3−154458(JP,A) 特開 平5−244207(JP,A) 特開 平5−199269(JP,A) 阪田 徹 他,「ディジタル化π/4 シフトQPSK変調器の検討」,1992年 電子情報通信学会秋季大会講演論文集 分冊2,1992年9月15日発行,page 2−243 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同相成分入力信号を順次記憶する第一の
    シフトレジスタと、直交成分入力信号を順次記憶する第
    二のシフトレジスタと、カウンタと、前記第一のシフト
    レジスタからのアドレス信号と前記カウンタからのアド
    レス信号に応じて波形整形の演算結果の信号を出力する
    第一のROM(リードオンリーメモリ)と、前記第二の
    シフトレジスタからのアドレス信号と前記カウンタから
    のアドレス信号に応じて波形整形の演算結果の信号を出
    力する第二のROMとを有する波形整形手段と、 前記第一および第二のROMから出力される信号を選択
    するデータセレクタと、 前記データセレクタの出力信号を選択的に符号反転する
    符号反転器と、 前記符号反転器の出力信号の不連続部を処理する不連続
    部処理回路と、 前記不連続部処理回路の出力信号をディジタル信号から
    アナログ信号へ変換するディジタル−アナログ変換器
    と、 前記ディジタル−アナログ変換器の出力信号の高調波を
    しゃ断して変調出力信号を出力するろ波回路と、 前記データセレクタと前記符号反転器と前記不連続処理
    部の動作を制御するセレクタ制御回路及び符号反転制御
    回路をふくむ制御回路とを有し、 該制御回路が前記データセレクタにおいて前記第一およ
    び第二のROMの出力信号を選択する手順を1シンボル
    周期(1/fb ,fb :入力信号の周波数)毎に1サン
    プリング周期Ts (但し、Ts =1/(8nfb ),
    n:fc =n×fb なる関係を有する自然数、fc :変
    調キャリア周波数)の位相を進ませる制御を行うことを
    特徴とするπ/4シフトQPSK変調器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のπ/4シフトQPSK
    変調器において、不連続部に一シンボル前のデータを保
    持するデータ保持回路を適用することを特徴とするπ/
    4シフトQPSK変調器。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のπ/4シフトQPSK
    変調器において、不連続部に固定データを挿入するデー
    タ挿入回路を適用することを特徴とするπ/4シフトQ
    PSK変調器。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のπ/4シフトQPSK
    変調器において、不連続部の前後のデータから不連続部
    のデータを内挿により推定し挿入するデータ推定挿入回
    路を適用することを特徴とするπ/4シフトQPSK変
    調器。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のπ/4シフトQPSK
    変調器において、不連続部に同相成分の波形整形フィル
    タ演算結果信号と直交成分の波形整形フィルタ演算結果
    信号より不連続部のデータを演算し挿入するデータ演算
    挿入回路を適用することを特徴とするπ/4シフトQP
    SK変調器。
JP26408592A 1992-09-08 1992-09-08 π/4シフトQPSK変調器 Expired - Lifetime JP3220877B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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阪田 徹 他,「ディジタル化π/4シフトQPSK変調器の検討」,1992年電子情報通信学会秋季大会講演論文集 分冊2,1992年9月15日発行,page2−243

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