JP4421746B2

JP4421746B2 - 波形生成方法および回路

Info

Publication number: JP4421746B2
Application number: JP2000208163A
Authority: JP
Inventors: 佳邦伊藤
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002027002A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタル陸上移動通信等において用いられる波形生成回路に関し、特に、論理“１”のシンボルを所定の打ち切り長を有する正極性のインパルスレスポンスによって、論理“０”のシンボルを負極性のインパルスレスポンスによって、スペースシンボルをゼロボルトによってそれぞれ表し、これらを合成して、送信すべきシンボルデータ系列に対応する波形データを生成する波形生成方法およびそれを用いた波形生成回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル陸上移動通信において、周波数利用効率の向上と、高品質な伝送とを目的とした直交ＳＦＨ／１６ＱＡＭ（ＳＦＨ＝Slow Frequency Hopping）方式が知られている。この方式において、耐干渉性を高めるために、ホッピング周期に同期して、周期的に振幅が０のスペースシンボルを挿入することがなされている。この場合、スペースシンボルにおける受信レベルから干渉波レベルを検出あるいは推定し、シンボル毎に重み付けを行う重み付けユークリッド距離最小復号方式が提案されている（特開平８−６５１８４号公報および電子情報通信学会論文誌Ｂ−II，Ｎｏ．６ＰＰ４４５−４５３，１９９５年６月号を参照のこと）。
【０００３】
このような方式を実現するシステムにおいては、送信側で送信データの間にスペースシンボルを周期的に挿入し、帯域制限した送信波形を生成することが必要である。図５は、このような目的のために提案された従来の波形生成回路を示す回路図である。この波形生成回路２００は、サンプルクロックＰＣＬを分周し、シンボルクロックＢＣＬを出力する分周器２１と、シンボルクロックＢＣＬに基づき、シリアルなシンボルデータ系列ＤＳＱをパラレルデータに変換するシリアル／パラレル変換器２２と、サンプルクロックＰＣＬをカウントするサンプルカウンタ２３と、スペースシンボル制御信号ＳＣＣが入力されると、シンボルクロックＢＣＬをカウントし、カウント値がＬになるとカウントを停止し、スペースシンボルの格納されている領域を指示する切替カウンタ２５と、切替カウンタ２５の出力と、シリアル／パラレル変換器２２の出力と、サンプルカウンタ２３の出力とをアドレスとして、波形データを出力する帯域制限フィルタ用ＲＯＭ２４とから構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した波形生成回路２００においては、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ２４に予めスペースシンボルを含まない波形データと、スペースシンボルを含んでいるときの波形データとをスペースシンボルの前後打ち切り長の分だけ書き込んでおき、スペースシンボル制御信号で切替カウンタを動作させて帯域制限フィルタ用ＲＯＭの上位アドレスを切り替えて目的の波形を出力している。したがって、サンプル数をＳ、打ち切り長をＬとした場合、波形生成回路の帯域制限フィルタ用ＲＯＭの容量は、Ｓ×２Ｌ×（Ｌ＋１）のように大きくなる。そこで、この容量を小さくする必要があり、特に、打ち切り長Ｌを長くしたい場合に、特にその必要が大きくなる。
【０００５】
この発明は、上記の問題を解決すべくなされてものであって、送信データ列にスペースシンボルを挿入した送信波形を生成するのに帯域制限フィルタ用ＲＯＭの容量を削減できる波形生成回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、この発明は、シンボルデータを用いて各種のシンボルデータ系列に対応する波形データを生成する波形生成方法において、スペースシンボルを含まない各種のシンボルデータ系列に対応する波形データを正極性および負極性のインパルスレスポンスにより合成して記憶し、送信すべきシンボルデータ系列を入力し、それにスペースシンボルを含まない場合には、入力したシンボルデータ系列に対応して記憶した波形データを選択出力し、送信すべきシンボルデータ系列を入力し、それにスペースシンボルを含む場合には、スペースシンボルを配置すべき位置に、予め定めた一方の極性のインパルスレスポンスを配置したシンボルデータ系列に対応する波形データを選択し、選択した波形データの前記予め定めた一方の極性のインパルスレスポンスに、それと逆極性のインパルスレスポンスを重畳して、前記位置にスペースシンボルを生成する。
【０００７】
このような構成によれば、スペースシンボルを挿入する必要がある場合およびスペースシンボルを挿入する必要がない場合の波形データの全てを記憶しておく必要が無く、スペースシンボルを含まないシンボルデータ系列に対応する波形データを記憶しておけばよい。スペースシンボルが必要な場合には、スペースシンボルを配置するべき位置に、予め定めた一方の極性のインパルスレスポンスを配置したシンボルデータ系列に対応する波形データを選択し、その選択した波形データの予め定めた一方の極性のインパルスレスポンスを逆極性のインパルスレスポンスで打ち消して、その位置にスペースシンボルを配置できる。
【０００８】
また、この発明は、サンプルクロックをカウントするサンプルカウンタと、サンプルクロックをＭ分周しシンボルクロックとして出力する分周器と、シリアルに入力される送信すべきシンボルデータをシンボルクロックに同期してシフトし、パラレルデータを出力するシリアル／パラレル変換器と、アドレスに対応して正極性のインパルスレスポンスおよび負極性のインパルスレスポンスのデータから構成される波形データを格納し、シリアル／パラレル変換器からのパラレルデータとサンプルカウンタのカウント値とを前記アドレスとして、前記アドレスに格納していた波形データを出力する帯域制限フィルタ用ＲＯＭと、送信すべきシンボルデータ系列中にスペースシンボルが必要な場合には、帯域制限フィルタ用ＲＯＭから出力される波形データの中のスペースシンボルの位置に配置される予め一方の極性に選択されたインパルスレスポンスである疑似インパルスレスポンスに対して逆の極性を有するインパルスレスポンスを格納し、スペースシンボルを設定すべき制御信号を受けたとき、サンプルカウンタの出力に同期して、格納しているインパルスレスポンスのデータを出力する波形成形用ＲＯＭと、帯域制限フィルタ用ＲＯＭから出力される波形データに、波形成形用ＲＯＭからの波形データを加算し出力するが、スペースシンボル設定時には、帯域制限フィルタ用ＲＯＭから出力される波形データの中のスペースシンボルの位置に配置される疑似インパルスレスポンスを打ち消して同位置にスペースシンボルを設定し、スペースシンボルを含んだシンボルデータ系列を生成する加算器とを有する。
【０００９】
このような構成によれば、帯域制限フィルタ用ＲＯＭは、スペースシンボルを挿入する必要がある場合およびスペースシンボルを挿入する必要がない場合の波形データの全てを記憶しておく必要が無く、スペースシンボルを含まないシンボルデータ系列に対応する波形データを記憶しておけばよい。スペースシンボルが必要な場合には、スペースシンボルを配置するべき位置に、予め定めた一方の極性のインパルスレスポンスを配置したシンボルデータ系列に対応する波形データを帯域制限フィルタ用ＲＯＭから選択し、その選択した波形データの予め定めた一方の極性のインパルスレスポンスに対し逆極性のインパルスレスポンスを波形成形用ＲＯＭから出力させ、加算器で加算させることにより、スペースシンボルの位置の波形データを打ち消し、その位置にスペースシンボルを配置できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明の波形生成回路の実施の形態を示すブロック図、図２は、理想的バンドパスフィルタのインパルスレスポンスを示す図、図３は、図２のインパルスレスポンスを用いたときのスペースシンボルを含まない送信データの構成内容を示している図、図４（ａ）は、図３のように送信データを構成する場合に、スペースシンボルを配置したい位置に、予め決められた極性のインパルスレスポンスを配置してシンボルデータ系列に対応する波形データを生成する例を示す図、図４（ｂ）は、図１の波形成形用ＲＯＭ１５に入力されるスペースシンボル制御信号を示す図、図４（ｃ）は、図４（ａ）のインパルスレスポンスＦをスペースシンボルにするために、図４（ｂ）のスペースシンボル制御信号に同期して、波形成形用ＲＯＭから出力される波形データを示す図である。
【００１１】
図１の波形生成回路１００は、サンプルクロックＰＣＬをＭ分周し、シンボルクロックＢＣＬを出力する分周器１１と、シンボルクロックＢＣＬに基づき、シリアルなシンボルデータ系列ＤＳＱをパラレルデータに変換するシリアル／パラレル変換器１２と、サンプルクロックＰＣＬをカウントするサンプルカウンタ１３と、シリアル／パラレル変換器１２の出力と、サンプルカウンタ１３の出力とをアドレスとして、波形データを出力する帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４と、サンプルクロックとスペースシンボル制御信号ＳＣＣとに基づいて、スペースシンボル挿入用の波形データを出力する波形成形用ＲＯＭ１５と、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４の出力と波形成形用ＲＯＭ１５の出力とを加算し、送信信号の波形データを生成する加算器１６とから構成されている。ここでサンプルクロックはＭ分周され、分周器で分周されたシンボルクロックの１クロック周期にサンプルカウンタは０からＭ−１までのカウントを繰り返す。
【００１２】
図１の波形生成回路１００の帯域制限フィルタ用ＲＯＭに予め格納しておくデータについて図２を参照して説明する。図２は、理想的バンドパスフィルタのインパルスレスポンスを示している。これは送信信号の論理“１”のシンボルデータの出力波形（以降、正極性のインパルスレスポンスと記す）に相当する。シンボルデータ“０”の出力波形は、図２の波形を反転したもの（以降、負極性のインパルスレスポンスと記す）に相当する。図２のＴは、シンボルクロックの周期である。このインパルスレスポンスの広がりは、理論的には無限に続くが、実際の回路においては、ある長さで打ち切ることとなる。そこで、この例においては、図２に示すように、６Ｔの区間で打ち切った波形とする。したがって、シリアル／パラレル変換器１２から出力されるパラレルデータ数Ｌは、このインパルスレスポンスの打ち切り長に等しく、Ｌ＝６となる。
【００１３】
図３は、図２の信号波形を用いたときのスペースシンボルを含まない送信データを示している。図示されている送信データａｂｃｄｅｆｇｈの波形は、ａ＝１，ｂ＝１，ｃ＝１，ｄ＝０，ｅ＝０，ｆ＝１，ｇ＝１，ｈ＝１の場合である。実際の出力される波形は、図３で示されている個々の波形を全て加算したものである。例えば、図３において、シンボルｃに着目すると、シンボルｃの波形（図３のｃの右側の区間の波形）は、その前後のシンボルａ，ｂ，ｄ，ｅ，ｆの波形の影響を受けていることが分かる。この場合、シンボルａから受ける影響は、図２の区間６の波形と等しく、シンボルｂから受ける影響は、図２の区間５の波形と等しく、シンボルｄから受ける影響は、図２の区間３の波形を反転した波形に等しく、シンボルｅから受ける影響は、図２の区間２の波形を反転した波形に等しく、シンボルｆから受ける影響は、図２の区間１の波形に等しい。すなわち、シンボルｃの波形データは、図２のインパルスレスポンスの区間１から区間６までの“１”と“０”との全ての組合せに対応したデータを帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４に格納することとする。図２の波形成形用ＲＯＭ１５は、スペースシンボル制御信号ＳＣＣがスペースシンボル無しを示すために、例えば、論理“０”（例えば、低レベル）のときは、負極性でも正極性でもない例えばゼロボルトを示すデータ（全ビットデータがゼロ）を出力し、スペースシンボル制御信号ＳＣＣが論理“１”（例えば、高レベル）のときは、図２のインパルスレスポンスを反転した波形のデータを出力する。
【００１４】
次に、上述の波形生成回路１００の動作についてさらに説明する。シンボルデータ系列ＤＳＱは、論理“０”と論理“１”とのシリアルデータとして、シンボルクロックＢＣＬに同期して、シリアル／パラレル変換器１２に入力される。この場合、スペースシンボルの位置に相当するデータは、波形成形用ＲＯＭ１５の出力波形（図２の波形の極性を反転した論理“０”に対応するもの）との関係で必ず論理“１”とする。また、シンボルクロックＢＣＬは、サンプルクロックＰＣＬをＭ分周して生成される。入力されたシンボルデータは、シリアル／パラレル変換器１２によって、Ｌビット（打ち切り長Ｌに等しい）のパラレルデータに変換され、シンボルクロックＢＣＬに同期して、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４のアドレスとして出力される。シンボルクロックＢＣＬの１周期の間に、サンプルカウンタ１３の出力をアドレスとして帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４に入力するため、サンプルクロック毎にデータが読み出される。サンプルカウンタ１３のカウント値は、波形成型用ＲＯＭ１５にもアドレスとして入力され、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４に対すると同様に、サンプルクロックＰＣＬ毎に波形成型用ＲＯＭ１５からデータが読み出される。帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４と波形成型用ＲＯＭ１５とから読み出されたデータは、加算器１６において加算され、送信用の波形データとして出力される。
【００１５】
シリアル／パラレル変換器１２に入力されるシンボルデータ系列ＤＳＱにスペースシンボルが含まれていない場合、スペースシンボル制御信号ＳＣＣは、論理“０”であって、ゼロボルトを示すデータを出力する。したがって、加算器１６において、波形成形用ＲＯＭ１５からの入力は、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４からの入力に何の影響も与えず、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４からの入力がそのまま加算器１６から出力されることとなり、例えば、図４（ａ）に示す波形に対応するデータが出力される。しかし、シリアル／パラレル変換器１２に入力されるシンボルデータ系列ＤＳＱにスペースシンボルを含ませる場合、スペースシンボル制御信号ＳＣＣは、図４（ｂ）に示されるように論理“１”となる。そこで、加算器１６に対して、図４（ａ）に示すような帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４からの入力があるとともに、波形成形用ＲＯＭ１５からは、図４（ｃ）に示すような入力がある。したがって、図４（ａ）に示されるインパルスレスポンスＦは、同じインパルスレスポンスの極性を反転させた波形成形用ＲＯＭ１５からのインパルスレスポンス（図４（ｃ））のデータによりインパルスレスポンスＦは、打ち消され、ゼロボルトとなり、インパルスレスポンスＦがあった位置にスペースシンボルを示すデータが配置されることなる。
【００１６】
このように、本発明の実施の形態からも明らかなように、従来においては、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４に、スペースシンボルを含まない波形データと、スペースシンボルを含む波形データとを全部格納し、スペースシンボルを含む場合およびスペースシンボルを含まない場合に対応して、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４から波形データを読み出していた。この時、波形のサンプル数をＳ、打ち切り長をＬとした場合、スペースシンボルを含まない波形データのデータ量は、Ｓ×２^Lとなる。スペースシンボルを含む波形データ量は、打ち切り長の数分だけ存在するので、Ｓ×２^L×Ｌとなり、全体としてＳ×２^L×（Ｌ＋１）となる。しかし、この発明では、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４には、スペースシンボルを含まない波形データのみを格納し、スペースシンボルは、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４から読み出した波形データのスペースシンボルに対応する位置の波形データを、それとは逆の極性を有する波形データで打ち消して、その位置にスペースシンボルを生成する。したがって、帯域制限フィルタ用ＲＯＭ１４の容量は、Ｓ×２Ｌとなり、従来方法による容量Ｓ×２Ｌ×（Ｌ＋１）に対して１／（Ｌ＋１）となる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の波形生成方法および回路は、以上詳述したように構成されているので、帯域制限フィルタ用ＲＯＭに、スペースシンボルを含まない波形データのみを格納すればよく、帯域制限フィルタ用ＲＯＭの容量は、Ｓ×２Ｌとなり、従来法による容量Ｓ×２Ｌ×（Ｌ＋１）に対して１／（Ｌ＋１）となるように削減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の波形生成回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】理想的バンドパスフィルタのインパルスレスポンスを示す図である。
【図３】図２のインパルスレスポンスを用いたときのスペースシンボルを含まない送信データの構成内容を示している図である。
【図４】（ａ）は、図３のように送信データを構成する場合に、スペースシンボルを配置したい位置に、予め決められた極性のインパルスレスポンスを配置してシンボルデータ系列に対応する波形データを生成する例を示す図である。
（ｂ）は、図１の波形成形用ＲＯＭに入力されるスペースシンボル制御信号を示す図である。
（ｃ）は、（ａ）のインパルスレスポンスＦをスペースシンボルにするために、（ｂ）のスペースシンボル制御信号に同期して、波形成形用ＲＯＭから出力される波形データを示す図である。
【図５】波形生成回路の従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１分周器、１２シリアル／パラレル変換器、１３サンプルカウンタ、１４帯域制限フィルタ用ＲＯＭ、１５波形成形用ＲＯＭ、１６加算器、ＳＣＣスペースシンボル制御信号、ＰＣＬサンプルクロック、ＢＣＬシンボルクロック、ＤＳＱシンボルデータ系列。

Claims

シンボルデータを用いて各種のシンボルデータ系列に対応する波形データを生成する波形生成方法において、
スペースシンボルを含まない各種のシンボルデータ系列に対応する波形データを正極性および負極性のインパルスレスポンスにより合成して記憶し、送信すべきシンボルデータ系列を入力し、それにスペースシンボルを含まない場合には、入力したシンボルデータ系列に対応して記憶した波形データを選択出力し、送信すべきシンボルデータ系列を入力し、それにスペースシンボルを含む場合には、スペースシンボルを配置すべき位置に、予め定めた一方の極性のインパルスレスポンスを配置したシンボルデータ系列に対応する波形データを選択し、選択した波形データの前記予め定めた一方の極性のインパルスレスポンスに、それと逆極性のインパルスレスポンスを重畳して、前記位置にスペースシンボルを生成することを特徴とする波形生成方法。
サンプルクロックをカウントするサンプルカウンタと、
サンプルクロックをＭ分周しシンボルクロックとして出力する分周器と、
シリアルに入力される送信すべきシンボルデータをシンボルクロックに同期してシフトし、パラレルデータを出力するシリアル／パラレル変換器と、
アドレスに対応して正極性のインパルスレスポンスおよび負極性のインパルスレスポンスのデータから構成される波形データを格納し、シリアル／パラレル変換器からのパラレルデータとサンプルカウンタのカウント値とを前記アドレスとして、前記アドレスに格納していた波形データを出力する帯域制限フィルタ用ＲＯＭと、
送信すべきシンボルデータ系列中にスペースシンボルが必要な場合には、帯域制限フィルタ用ＲＯＭから出力される波形データの中のスペースシンボルの位置に配置される予め一方の極性に選択されたインパルスレスポンスである疑似インパルスレスポンスに対して逆の極性を有するインパルスレスポンスを格納し、スペースシンボルを設定すべき制御信号を受けたとき、サンプルカウンタの出力に同期して、格納しているインパルスレスポンスのデータを出力する波形成形用ＲＯＭと、
帯域制限フィルタ用ＲＯＭから出力される波形データに、波形成型用ＲＯＭからの波形データを加算し出力するが、スペースシンボル設定時には、帯域制限フィルタ用ＲＯＭから出力される波形データの中のスペースシンボルの位置に配置される疑似インパルスレスポンスを打ち消して、同位置にスペースシンボルを設定し、スペースシンボルを含んだシンボルデータ系列を生成する加算器とを有する波形生成回路。