JPH0514425A - Msk変調器 - Google Patents

Msk変調器

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JPH0514425A
JPH0514425A JP18412491A JP18412491A JPH0514425A JP H0514425 A JPH0514425 A JP H0514425A JP 18412491 A JP18412491 A JP 18412491A JP 18412491 A JP18412491 A JP 18412491A JP H0514425 A JPH0514425 A JP H0514425A
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城 壮 一 新
Shunichi Tada
田 俊 一 多
Kenichi Shiraishi
石 憲 一 白
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Abstract

(57)【要約】 【目的】データの高速な伝送レートに対応し、遅延特性
が良く、安定動作を可能とする。 【構成】デジタル基準波生成部にてデジタル的に生成さ
れた基準正弦波信号とダイビットベースバンド信号とを
乗算してMSK変調を行うことにより、遅延特性の改善
および安定動作を可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、MSK変調器に関
し、特にその基準正弦波生成回路を改善したMSK変調
器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の代表的なMSK変調器の構成例が
図4に示されている。この変調器は、ダイビットのベー
スバンドデジタル信号IとQおよびそのシンボルレート
の1/2のクロック(デジタル伝送クロック)を入力と
して変調信号を出力させる。図5には、デジタル伝送ク
ロック、信号I、信号Q、基準正弦波のタイミングチャ
ートが示されている。
【0003】アナログ乗算器45と46には、それぞれ
I信号とQ信号が入力され、基準正弦波信号に基づく信
号と乗算される。I信号とQ信号はNRZ信号である
が、アナログ乗算器45と46においては、+1または
−1の値をとるポーラNRZ信号として扱われる。I,
Qそれぞれの伝達速度をrb(bps)とすれば、Qは
Iに対して1/(2rb)(sec)だけ遅延してい
る。デジタル伝送クロックは、ローパスフィルタ41に
入力され、高調波成分が除去され、周波数fb(=rb
/2)の正弦波信号が位相調整回路42に供給される。
位相調整回路42は、ローパスフィルタ41からの正弦
波信号の零点がIの変化点と一致するように、正弦波の
位相を調整するものである。この位相調整回路42から
の出力は、初期位相0(rad)の基準正弦波と呼ば
れ、cos(2πfbt)で表される。アナログ位相シ
フタ43は、基準正弦波cos(2πfbt)の位相を
−π/2(rad)だけシフトしてsin(2πf
bt)として乗算器46に出力する。これは、初期位相
−π/2(rad)の基準正弦波と呼ばれ、その零点は
信号Qの変化点と一致する。ここで、I,Qの変化点と
基準正弦波の零点が完全に一致していれば、SIとSQ
図6の(A)に示すように、正と負の半周期正弦波の組
み合わせであり、波形は連続となる。しかし、基準正弦
波に位相変動が生じた場合には、図6の(B)に示すよ
うに、SIとSQは不連続となり、受信側のアイパターン
に影響して、固定劣化特性を悪化させる原因となる。
【0004】アナログ乗算器45は、信号Iと基準信号
cos(2πfbt)とを乗算し、アナログ乗算器46
は信号Qと基準信号sin(2πfbt)とを乗算し
て、それぞれSIとSQとして出力する。乗算器47と4
8は、信号SIとSQにそれぞれ搬送波の同相成分Aco
s(ω0t+θ0)、アナログ位相シフタ14により得ら
れる直交成分Asin(ω0t+θ0)を乗算する。加算
器49は、こうして得られる乗算器47と48の出力信
号を加算してMSK変調信号として出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
MSK変調器においては、デジタル伝送クロックを変調
器内の基準正弦波に変換する過程で、アナログ式のロー
パスフィルタ41のみを用いている。しかしながら、デ
ジタル伝送クロックは、基準正弦波fb に対して奇数次
の高調波成分を含むので、図3のαに示すように、フィ
ルタの減衰域での周波数特性を急峻にしなければならな
い。一般に、フィルタの減衰域での周波数特性を急峻に
するには、その次数を高くしなければならず、その結
果、通過帯域での遅延量の変化も大きくなって、フィル
タを構成する素子の温度特性や値のばらつきによってカ
ットオフ周波数が変化すると、その近傍の周波数の遅延
量も大きく変動してしまうことになる。そこで、デジタ
ルデータと位相を等しくするために位相調整回路42が
必要となるが、この回路の調整範囲は、フィルタを構成
する素子のばらつきに対応して広くとらなければならな
いので、この回路の温度特性やフィルタ自体の温度特性
によって位相が変動してしまうという問題があった。
【0006】そこで、この発明の目的は、データの高速
な伝送レートに対応し、遅延特性が良く、安定動作を可
能とするMSK変調器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、この発明によるMSK変調器は、ダイビットベース
バンド信号と、シンボルレートの1/2のクロックから
得られる基準正弦波信号とを乗算する処理を有するMS
K変調器において、前記基準正弦波信号をデジタル的に
生成するデジタル基準正弦波生成部を備えて構成されて
いる。
【0008】
【作用】この発明では、デジタル基準正弦波生成部にて
デジタル的に生成された基準正弦波と、ダイビットベー
スバンド信号とを乗算してMSK変調を行うことによ
り、遅延特性の改善および安定動作を可能としている。
上記デジタル基準正弦波としては、オーバーサンプリン
グデータに基づいて基準正弦波データを生成し、生成さ
れた基準正弦波データをD/A変換部でアナログ信号に
変換し、ローパスフィルタに通して得られる信号を用い
ることができる。
【0009】
【実施例】次に、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。図1は、この発明による並列MSK
変調器の一実施例を示すブロック図である。図1におい
て、乗算器14,15,16および17は、図4に示す
従来の乗算器45,46,47および48と同様な機能
を有し、アナログ位相シフタ13と加算器18は、図4
のアナログ位相シフタ48と加算器19と同様な機能を
有する。この実施例では、乗算器14と15に供給する
基準正弦波である位相0のcos(2πfbt)と位相
−π/2のsin(2πfbt)の生成のための構成と
して、デジタル的処理部11と12を備える。デジタル
基準正弦波生成部11は、正弦波デジタルデータを格納
する固定PCMデータ格納メモリ111と、このメモリ
から所定のデータを、デジタル伝送クロックと動作クロ
ックに基づいて選択する選択部112と、選択部112
で選択されたデジタルデータをアナログ信号に変換する
D/A変換部113と、D/A変換部113で得られた
アナログ信号の低域成分を取り出すローパスフィルタ
(LPF)114から構成される。同様に、デジタル基
準正弦波生成部12は、メモリ121、選択部122、
D/A変換部123、LPF124を備えて成る。
【0010】これらデジタル基準正弦波生成部11と1
2の1チャンネル分の詳細な構成が図2に示されてい
る。この実施例では、固定PCMデータとして1サンプ
ル当り3ビットのデータを8サンプル(1周期分)用い
ている。これらサンプルデータは、図5の基準正弦波の
各サンプル点〜に対応するPCMデータ(サンプリ
ングクロックは動作クロックと等しい)とされている。
データ〜に対応する3ステートバッファ群21
(1),21(2),…,21(8)は、Dフリップフ
ロップ26からの制御信号S1,S2,…,S8に従っ
て、固定値であるPCMデータを3ステート制御する。
選択信号生成部25は、デジタル伝送クロックと動作ク
ロックに基づいて、データ〜からデータただ1組の
データを選択するような信号を発生し、Dフリップフロ
ップ群26は、この選択信号を動作クロックの変化点で
リタイミングして、各3ステートバッファ21(1)〜
21(8)の制御端子に出力する。Dフリップフロップ
群22は、3ステートバッファ群21(1)〜21
(8)による選択されたデータの遅延を解消するため、
各3ステートバッファ群からの出力データV1,V2,
V3を動作してクロックでリタイミングする。こうし
て、Dフリップフロップ群22から出力されたデジタル
データは、D/A変換部23でアナログ信号に変換され
た後、ローパスフィルタ24で不要な高周波成分が除去
され、基準正弦波信号として出力される。この実施例の
並列MSK変調器では、基準正弦波として、初期位相が
0(rad)と−π/2(rad)の2種類の正弦波を
使用している。そこで、初期位相−π/2(rad)の
正弦波を発生させるには、初期位相0(rad)の正弦
波の生成回路を基にして、選択信号S1〜S8をπ/2
位相分遅らせるか、またはπ/2位相遅れた信号が発生
するようにデータ〜を並べ替えれば良く、アナログ
的な位相シフト手段を設ける必要がない。制御信号S1
〜S8は、常に何れか1つが“H”レベルで残り7つが
“L”レベルとなるので、3ステートバッファ群21
(1)〜21(8)のうち出力がアクティヴとなるのも
1つであり、残りはハイインピーダンス状態となる。そ
のため、3ステートバッファの出力がぶつかり合うこと
はなく、信号V1〜V3は必ずデータ〜データのう
ち何れかとなる。
【0011】D/A変換部23の動作クロック(変換レ
ート)の周波数fsと出力となる基準正弦波の周波数fb
との関係は、サンプリング定理により、fs≧2fb
満たす必要があるが図2の例では、fs=8fb (4倍
オーバーサンプリング)として正弦波1周期当り8個の
サンプル値をとっている。このため、ローパスフィルタ
の特性としては、図3のf′(fs−fb )以上の周波
数を取り除くような曲線βであれば良い。一般にフィル
タの次数が低く減衰域での周波数特性が緩やかであるほ
ど、通過帯域での遅延量の変化は小さくなり、フィルタ
を構成する素子の値のばらつきによる遅延量の変化も小
さくなる。また、構成する素子数も減るため、温度によ
る特性の変化も減少する。従って、この方式を用いるこ
とによって、温度特性や素子のばらつきによる遅延変動
の小さいフィルタが実現できるので、従来のアナログ方
式のMSK変調器に比べて基準正弦波とデータ間の位相
変動が非常に小さくなり、そのための調整回路が不要と
なる。
【0012】次に、図2における構成のように、固定デ
ータの設定及びその選択に3ステートバッファを用いれ
ば、ROM、RAM等の専用記憶デバイスが不必要とな
り、加えてデータが増えても制御信号が変化してから出
力が確定するまでの遅延時間は一定である。動作クロッ
クを基準にすると、この値tpdは、 tpd=tpf(Dフリップフロップのクロック→出力の遅
延時間) +tpb(3ステートバッファの制御入力→出力の遅延時
間) で表せるが、このtpdとDフリップフロップのセットア
ップタイムtsの和は、動作クロック周期T(=1/
s)よりも小さくなければならない。即ち、 T>tpd+ts を満たしていれば良い。ここで、3ステートバッファの
制御入力→出力の遅延時間tpdは、データの数(3ステ
ートバッファの数)に依らない定数である。データ選択
にマルチプレクサを用いた場合、tpdは、 tpd=tpf+tpx(マルチプレクサの制御入力→出力の
遅延時間) となるが、一般にtpxは、選択する入力データの個数に
よる関数で、データ数が増えるとtpxの値も大きくな
る。したがって、本発明のように3ステートバッファで
構成されるセレクタを用いれば、データ数の増加に対し
ても動作クロックの周波数の上限は変化しないので、マ
ルチプレクサを用いる場合よりも高速で動作させること
が可能となる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
従来よりデータと基準正弦波間の位相変動が少なく、複
雑な調整回路が不要な、再現性の良い並列MSKシステ
ムの変調器が得られる。よって、固定劣化の小さいMS
Kシステムの大量生産の実現に大きく貢献することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるMSK変調器の一実施例を示す
ブロック図である。
【図2】図1における基準正弦波発生部の詳細構成を示
すブロック図である。
【図3】MSK変調器において、用いられるローパスフ
ィルタの、それぞれの周波数ー振幅特性及び周波数ー遅
延特性を示す図である。
【図4】従来の並列MSK変調器のブロック図である。
【図5】図1および図4に示す並列MSKの変調器にお
ける各信号の関係を示したタイミング図、波形図であ
る。
【図6】図4におけるアナログ乗算回路の出力SI,SQ
の波形図である。
【符号の説明】
11,12 基準正弦波生成部 13,43,44 位相シフタ 14〜17、45〜48 乗算器 18,49 加算器 21(1)〜21(8) 3ステートバッファ群 22,26 Dフリップフロップ群 23,113,123 D/A変換部 24,41,114,124 ローパスフィルタ 25 選択信号生成部 111,121 メモリ 112,122 選択部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイビットベースバンド信号と、シンボル
    レートの1/2のクロックから得られる基準正弦波信号
    とを乗算する処理を有するMSK変調器において、前記
    基準正弦波信号をデジタル的に生成するデジタル基準正
    弦波生成部を備えて成ることを特徴とするMSK変調
    器。
  2. 【請求項2】前記デジタル基準正弦波生成部は、オーバ
    ーサンプリングデータに基づいて基準正弦波データを生
    成し、生成された基準正弦波データをD/A変換部でア
    ナログ信号に変換し、ローパスフィルタに通して得られ
    る信号を前記基準正弦波信号として出力することを特徴
    とする請求項1に記載のMSK変調器。
  3. 【請求項3】3ステートバッファの入力を固定値とする
    ことによって固定データメモリを設け、複数個の前記固
    定データメモリからの所望のデータ選択を3ステートバ
    ッファにより行って前記D/A変換部に出力することを
    特徴とする請求項2に記載のMSK変調器。
JP3184124A 1991-04-26 1991-06-28 Msk変調器 Expired - Lifetime JP2710876B2 (ja)

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Citations (6)

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