JP4900961B2 - 多値変調・復調方法、多値変調・復調装置 - Google Patents
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Description
図12に示すように64QAM変調を3つのQPSK変調器(以下単にQPSK-1、QPSK-2、QPSK-3)の出力を合成することで、図1に示す従来技術で64QAM変調を行うと出力信号の波形の振幅が大きく変動することを解決できる。各振幅レベルが異なり、信号配置が図2に示すように均一の場合には、それぞれ信号レベルは6dBずつ異なる。この3つのQPSK信号を重畳した本発明の具体例を図13に示す。
s1=r1・exp(jφ1)
s2=r2・exp(jφ2)
s3=r3・exp(jφ3)
であり、ここで、ri、φi、(i=1、2、3)は各QPSK信号の振幅と位相を示す。おのおののQPSKの出力信号s1、s2、s3はほぼ一定の振幅を有しており、AM変動が小さくなるために、この信号を別々に電力増幅器HPA-1、HPA-2、HPA-3に入力すると図3に示す電力増幅器の非線形特性であるAM-AM変換、AM-PM変換の影響を受け難くなる。AM-PM変換による位相回転は変調器ごとに設けた可変位相器およびAM-AM変換による利得変化を可変利得器で調整することにより、理想状態の信号空間配置を実現できる。
C=S1+S2
現実には、合成する際に誤差が伴うために、送信信号Tは以下の式で表される。
T=S1+S23[αt・exp(jβt)]
ここで、αtとβtはS1とS23を合成する際の利得誤差、位相誤差を示す。
R=S1+S23[αt・exp(jβt)][αr・exp(jβr)]+n=S1+S23[αtαr・exp(j(βt+βr))]+n
ここで、αr、βrが空間重畳に伴う利得誤差、位相誤差を示し、nは雑音を示す。このため、アンテナの形式として、伝搬距離と放射パターンが同一となるように、送信中心点が同一で、二つの放射パターンが同一となるフェイズドアレイアンテナを使用することが望ましい。
C’=S1+S23・[α’・exp(jβ’)]
この変形信号空間配置を用いて、受信シンボルがどの信号点に最も近いかを判断し、復調を行う。
Σ:合成器
HPA:電力増幅器
ANT:アンテナ
QPSK-1、QPSK-2、QPSK-3:QPSK変調器
DC、DC-1、DC-2:方向性結合器
S-1〜S-4:異なる信号波
PA、PA-1〜PA-6:電力増幅器
ANT、ANT-1、ANT-2:アンテナ
H、H-1、H-2、H-3:ハイブッリド回路
COM:電力合成器
DIV:電力分割器
P/P:並列/並列変換
φ−1〜φ−6:位相器
QPSK-1、QPSK-2、QPSK-3:4相位相変調波
16-QAM:16値直交振幅変調波
64QAM:64値直交振幅変調波
SA:サービスエリア
Claims (8)
- 最大振幅レベルr1に対してr2=r1・2−(i−1)、i=2・・・Nとなる異なる振幅レベルを有するN(3以上の整数)個の4相位相変調(QPSK)の出力を電力増幅後に重畳してM(=22N)値・直交振幅変調(QAM)を形成し、該形成の際に、最大の振幅r1を持つ4相位相変調QPSK-1を除いて、各4相位相変調QPSK-i(i=2〜N)のN-1個の出力siを電力増幅し、その後にN-1個の入力端子、1個の出力端子を有する方向性結合器で合成し、該合成信号を得て前記4相位相変調QPSK-1の出力と該合成信号を2系統のアンテナから送信し、空間でベクトル的に重畳合成することを特徴とする多値変調・復調方法。
- 請求項1の多値変調・復調方法において、各QPSK変調器の前に直列/並列変換器を備えて2Nビットの入力データを前記各QPSK変調器に分割入力するとともに、データ変換機能により隣接符号間の符号距離が1となるグレイ符号化を行い、かつ可変利得器と可変位相器により、前記各QPSK変調器と電力増幅器の信号経路において利得と位相を調整することを特徴とする多値変調・復調方法。
- 請求項2の多値変調・復調方法において、信号空間配置として、各信号点間の幾何学的な距離が等しい前記均一配置に比べて、振幅が1番大きい前記4相位相変調QPSK-1の振幅を高めた不均一配置の信号空間配置を使用して変調することを特徴とする多値変調・復調方法。
- 請求項3の多値変調・復調方法において、既知の信号を送信したときの受信信号から、前記QPSK-1の出力信号と複数のQPSK-i(i=2〜N)の合成信号のベクトル合成時の誤差である利得(振幅)誤差、位相誤差を推測し、これらの推測値を用いて利得誤差と位相誤差を考慮し、変形した信号空間配置と受信信号から復調シンボルを検出することを特徴とする多値変調・復調方法。
- 最大振幅レベルr1に対してr2=r1・2−(i−1)、i=2・・・Nとなる、異なる振幅レベルを有するN(3以上の整数)個の4相位相変調(QPSK)の出力を電力増幅後に重畳してM(=22N)値・直交振幅変調(QAM)を形成する4相位相変調器と、該形成の際に前記4相位相変調QPSK-1を除いて、各4相位相変調QPSK-i(i=2〜N)のN-1個の出力siを電力増幅する電力増幅器と、該電力増幅後にN-1個の入力端子、1個の出力端子を有する方向性結合器で合成し合成信号を得る手段と、前記4相位相変調QPSK-1の出力と該合成信号を送信する2系統のアンテナと、これら送信信号を空間でベクトル的に重畳合成する手段とを有し、前記各4相位相変調器と前記電力増幅器の信号経路に配して利得と位相を調整する可変利得器と可変位相器と、2Nビットの入力データを前記各4相位相変調器に分割入力する直列/並列変換器と、隣接符号間の符号距離が1となるグレイ符号化を行うためのデータ変換手段とを前記各4相位相変調器の前に備えるたことを特徴とする多値変調・復調装置。
- 請求項5の多値変調・復調装置において、信号空間配置として、各信号点間の幾何学的な距離が等しい前記均一配置に比べて、振幅が1番大きい前記4相位相変調QPSK-1の振幅を高めた不均一配置の信号空間配置を使用して変調することを特徴とする多値変調・復調装置。
- 請求項6の多値変調・復調装置において、既知の信号を送信したときの受信信号から、前記4相位相変調QPSK-1の出力信号と複数の前記4相位相変調QPSK-i(i=2〜N)の合成信号のベクトル合成時の誤差である利得(振幅)誤差、位相誤差を推測し、これらの推測値を用いて利得誤差と位相誤差を考慮し、変形した信号空間配置と受信信号から復調シンボルを検出することを特徴とする多値変調・復調装置。
- 複数の4相位相変調の出力(QPSK)のうち、最もレベルの大きな出力を、電力分割回路により複数に分割した後に電力増幅器により増幅してアンテナ素子に給電し、前記最もレベルの大きな出力以外の出力を、合成した後に、電力分割回路により複数に分割し、電力増幅器により増幅してアンテナ素子に給電することを特徴とする多値変調・復調装置。
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