JPH066392A - Dqpsk用i・q信号発生器 - Google Patents

Dqpsk用i・q信号発生器

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JPH066392A
JPH066392A JP15805092A JP15805092A JPH066392A JP H066392 A JPH066392 A JP H066392A JP 15805092 A JP15805092 A JP 15805092A JP 15805092 A JP15805092 A JP 15805092A JP H066392 A JPH066392 A JP H066392A
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memory
shift registers
signal
bit
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JP15805092A
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Inventor
Yoshihiro Nukui
美尋 貫井
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 I・Q信号を小規模、高速処理で発生させ
る。 【構成】 2値データA,Bはエンコーダ13に入力さ
れると共にシフトレジスタ41,42にそのタイムスロ
ットごとに入力される。エンコーダ13でタイムスロッ
トごとにその2つのデータが1つの多値データに変換さ
れ、その多値データはフェイスアキュムレータ14で、
累積加算される。入力2値データA,Bと同期し、かつ
その2p 倍のクロックが2p 進カウンタ48で計数され
る。その計数値と、アキュムレータ14の出力と、シフ
トレジスタ41,42の各nビット並列出力とがアドレ
スとしてI信号用メモリ43、Q信号用メモリ44に与
えられてこれらメモリが読出される。メモリ43には、
アキュムレータ14の出力を現在の位相角とし、その余
弦値と、シフトレジスタ41,42の出力から決るnタ
イムスロット前までの過去の各タイムスロットにおける
対応余弦値について、n×2p 次のインパルス応答との
積和演算値が記憶され、メモリ44には同様に正弦値に
ついての積和演算値が記憶されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はm個の2値データ系列
を入力し、その各タイムスロットごとにそのm個のデー
タを多値データに変換し、その多値データを累積加算
し、その累積加算値に対応する位相角の余弦値と、正弦
値とをそれぞれ求め、それらの各余弦値と正弦値とをそ
れぞれフィルタリングして帯域を制限してI信号及びQ
信号を作り、これらで90°位相がずれた搬送波を位相
変調し、その変調された出力を合成してπ/4,π/8
などの差動PSK変調信号を得るための上記I信号及び
Q信号をそれぞれ発生するDQPSK用I・Q信号発生
器に関する。
【0002】
【従来の技術】図1に従来のπ/4DQPSK用I・Q
信号発生器を示す。入力端子11,12からそれぞれ2
値データ系列A,Bが同期してエンコーダ13に入力さ
れ、各タイムスロットごとにその2つのデータが1つの
多値データに変換される。エンコーダ13において、例
えば図2に示すように、系列Aのデータが“0”、系列
Bのデータが“0”で1に変換され、Aのデータが
“0”、Bのデータが“1”で3に変換され、A=1、
B=0で−1にA=1、B=1で−3にそれぞれ変換さ
れる。エンコーダ13の出力多値データはフェイズアキ
ュムレータ14で累積加算される。つまりエンコーダ1
3の3ビット出力は3ビットフル加算器15でレジスタ
16の出力と加算され、その加算値が、端子16からの
入力2値データ系列A,Bのタイムスロットと同期した
クロックによりレジスタ16にラッチされる。
【0003】そのレジスタ16の出力、つまりフェイズ
アキュムレータ14の出力がアドレスとしてそれぞれ余
弦メモリ17、及び正弦メモリ18へ供給され、これら
メモリ17,18の記憶がそれぞれ読出される。フェイ
ズアキュムレータ14の出力にπ/4を乗算した角度の
余弦値、正弦値がそれぞれ余弦メモリ17、正弦メモリ
18に記憶されている。余弦メモリ17、正弦メモリ1
8の各読出された値はそれぞれデジタルフィルタ21,
22に供給されて、それぞれ帯域制限され、その各フィ
ルタ出力はDA変換器23,24でそれぞれアナログ信
号に変換されて、I信号I(t)及びQ信号Q(t)が
得られる。
【0004】搬送波発生器25よりの搬送波信号は位相
変調器26へ供給され、DA変換器23よりのI信号に
より位相変調される。また搬送波発生器25よりの搬送
波信号は移相器27でπ/2遅らされて位相変調器28
へ供給され、DA変換器24からのQ信号により位相変
調される。位相変調器26,28よりの被変調出力は合
成回路29で合成され、π/4DQPSK信号として出
力端子31へ出力される。
【0005】図2Bに示すように、360度を8等分し
た位相角321 〜328 を想定し、いま、フェイズアキ
ュムレータ14の出力値にπ/4を乗算した位相角(フ
ェイズアキュムレータ14の出力位相角と記す)が32
1 であるとすると、入力2値データ系列A,Bが
“0”,“0”の場合のフェイズアキュムレータ14の
出力位相角は位相角322 となり、A,Bが“0”,
“1”の場合はフェイズアキュムレータ14の出力位相
角は324 となり、A,Bが“1”,“0”の場合はフ
ェイズアキュムレータ14の出力位相角は328 とな
り、A,Bが“1”,“1”の場合はフェイズアキュム
レータ14の出力位相角は326 となる。従ってフェイ
ズアキュムレータ14の出力位相角は321 〜328
つまり、0,π/4,2π/4,3π/4,…8π/4
の何れかとなる。
【0006】デジタルフィルタ21,22は、位相変調
器26,28の各被変調周波数帯域幅が所定値内になる
ように帯域制限するためのものである。これらデジタル
フィルタとしては図3に示すような位相直線性の優れた
FIR(Finit Impulse Respons
e)フィルタが用いられている。即ち入力端子33は2
n段のシフトレジスタ34へその各タイムスロット、つ
まりシンボルデータごとに順次供給され、そのシフトレ
ジスタ34の各シフト段341 〜342nの各入力と、終
段342nの出力とが、乗算器351 〜352n+1でそれぞ
れインパルス応答を表わす係数h(n−i)(i=0,
1,…,2n)とそれぞれ乗算され、これら乗算出力は
加算器361 〜362nで加算されて出力される。つまり
入力端子33の入力データ列をf(t)とすると、出力
は Σf(t)・h(t)・・・・(1) (Σはt=−nからnまで)となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】デジタルフィルタ2
1,22で所望の次数のものをハードウェアで構成する
と規模が著しく大きくなる。このようなデジタルフィル
タで所望のものをマイクロプロセッサで構成すると、処
理量が多く、処理時間が長くなるという問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれば
m個(m=2以上の整数)がエンコーダに入力され、そ
の各タイムスロット(シンボルデータ)ごとにそのm個
のデータが多値データに変換され、その多値データはフ
ェイズアキュムレータで累積加算されることは従来と同
様であるが、この発明ではm個の2値データ系列はm個
のnビットシフトレジスタにそれぞれ入力され、そのm
個のシフトレジスタの各並列出力と、上記フェイズアキ
ュムレータの出力とがアドレスとしてI信号用メモリと
Q信号用メモリとに供給される。I信号用メモリにはフ
ェイズアキュムレータの各出力を現在の位相角とし、そ
の余弦値と、m個のシフトレジスタの出力から決るnス
ロットタイム前までの過去の各タイムスロットにおける
対応余弦値とについてn次のインパルス応答との積和演
算が記憶されていて、Q信号用メモリには、フェイズア
キュムレータの各出力を現在の位相角とし、その正弦値
と、m個のシフトレジスタの出力から決るnタイムスロ
ット前までの過去の各タイムスロットにおける対応正弦
値とについてn次のインパルス応答との積和演算値が記
憶されている。 請求項3の発明によれば請求項1の発
明に更にタイムスロットと同期し、その2p 倍(pは正
整数)の速度の高速クロックを計数する2p 進カウンタ
が設けられ、そのカウンタの計数値もI信号用メモリ及
びQ信号用メモリにそれぞれアドレスとして供給され、
I信号用メモリには上記積和演算において、現在及び過
去の余弦値とn×2p 次のインパルス応答との積和演算
値が記憶され、Q信号用メモリには、上記積和演算にお
いて、現在及び過去の正弦値とn×2p 次のインパルス
応答との積和演算値が記憶されている。
【0009】請求項2,4の発明によれば、請求項1又
は2の発明において、m個のシフトレジスタの各nビッ
ト出力は初段側sビットと(sは1<s<nの整数)、
終段側(n−s)ビットとに分割され、フェイズアキュ
ムレータの出力がs段の遅延メモリに分岐供給され、I
信号用メモリ及びQ信号用メモリはそれぞれ、フェイズ
アキュムレータの出力と、m個のシフトレジスタの各初
段側sビットの出力とをアドレスとするメモリと、遅延
メモリの出力と、m個のシフトレジスタの各終段側(n
−s)ビットの出力とをアドレスとするメモリとに分割
されている。請求項4の発明では更に各分割されたメモ
リには2p 進カウンタの計数値もアドレスとして供給さ
れる。各分割されたメモリは分割前と対応するものの出
力がそれぞれ加算回路で加算される。
【0010】
【実施例】図4に請求項1の発明の実施例を示し、図1
と対応する部分には同一符号を付けてある、この実施例
では2個のnビット(この例ではn=9)シフトレジス
タ41,42に、入力端子11,12から2値データ系
列A,Bがそれぞれそのタイムスロットと同期して取込
まれる。フェイズアキュムレータ14の出力P(t)
と、シフトレジスタ41,42の各並列出力Q
A (n),QB (n)とがアドレスとしてI信号用メモ
リ43とQ信号用メモリ44とへ供給される。
【0011】I信号用メモリ43は図1に示した従来技
術における余弦メモリ17とデジタルフィルタ21の一
部とを合せた機能をもつものであり、同様にQ信号用メ
モリ44は正弦メモリ18とデジタルフィルタ22の一
部とを合せた機能をもつものである。つまりデジタルフ
ィルタ21,22は図3について述べたように、(1)
式で求まるから、そのシフトレジスタ34の各シフト段
の出力f(0),f(1),…,f(2n−1)のとり
得るあらゆる状態について(1)式を演算しておき、そ
のf(0)〜f(2n−1)をアドレスとしてそこにそ
のアドレスと対応した(1)式の積和演算結果を記憶し
たメモリ(フィルタリングメモリと呼ぶ)を設け、その
メモリをシフトレジスタ34の並列出力をアドレスとし
て読出せば、簡単なハードウェアでデジタルフィルタ3
4の出力が得られる。
【0012】このようにデジタルフィルタ21,22を
シフトレジスタとフィルタリングメモリとで構成するこ
とを考えると、例えば、余弦メモリ17を読出し、その
読出し出力をシフトレジスタへ供給してフィルタリング
メモリを読出すことになるが、余弦メモリ17のアドレ
スに対してフィルタリングメモリの読出し出力は1対1
に対応するから、この発明では余弦メモリ17のアドレ
スでこれと対応するフィルタリングメモリの読出し出力
が得られるように、I信号用メモリ43を構成する。Q
信号用メモリ44も同様に構成する。
【0013】フィルタリングのために図3中のシフトレ
ジスタ34と対応して図4ではシフトレジスタ41,4
2が設けられている。つまりフィルタリングのためには
過去のデータを必要とするが、フェイズアキュムレータ
14の出力はこの例では3ビットであるから、3個のn
ビットシフトレジスタが必要となり、フェイズアキュム
レータ14の出力ビット数が多くなるとそれだけシフト
レジスタの数が多くなる。そこで入力データ系列の数分
だけシフトレジスタを設け、過去のデータを記憶し、そ
の過去のデータから過去の対応するフェイズアキュムレ
ータ14の出力を求めるようにしてある。
【0014】シフトレジスタ41が9ビットの場合、フ
ェイズアキュムレータ14の出力P(t)中の現在の出
力をP(0)、1タイムスロット前の出力をP(1)、
2タイムスロット前の出力をP(2),…とすると、P
(1)は1タイムスロット前の2値データであるシフト
レジスタ41,42の各第2段目の出力Q1A,Q1Bで決
る値ΔP1 (多値データ)だけP(0)から差し引いた
値である。ΔP1 はQ 0A,Q0Bの各“0”,“1”の状
態に応じて図2Aに示したように、1,3,−1,−3
の何れかの値をとる。同様にP(2)はシフトレジスタ
41,42の初段からの3番目の出力Q2A,Q2Bで決る
値ΔP2 だけP(1)から差し引いた値であり、以下同
様にP(8)はシフトレジスタ41,42の終段出力Q
8A,Q8Bで決る値ΔP8 だけP(7)から差し引いた値
である。
【0015】このようにして、P(1)〜P(8)が得
られ、P(0)〜P(8)に対してそれぞれπ/4を乗
算した値(位相角)をそれぞれθ0 〜θ8 とし、そのc
osθ0 にインパルス応答係数のh4 を、cosθ1
3 を、cosθ2 にh2 を…,cosθ8 にh-4をそ
れぞれ乗算し、その乗算結果を加算する。この積和演算
を、フェイズアキュムレータ14の出力と、シフトレジ
スタ41,42の各並列出力とのとり得るあらゆる状態
について行い、その結果を、対応状態をアドレスとして
I信号用メモリ43に記憶する。以上の計算関係を図5
に示す。同様にしてQ信号用メモリ44には積和演算Σ
4-t ・sinθt (tは0から8)の結果をその対応
状態をアドレスとして記憶する。
【0016】このようなI信号用メモリ43、Q信号用
メモリ44の各読出し出力はそれぞれ、DA変換器2
3,24でアナログ信号に変換されてI信号I(t)、
Q信号Q(t)とされる。以上のようにこの発明によれ
ばシフトレジスタ41,42とI信号用メモリ43、Q
信号用メモリ44を設けることにより、従来よりもハー
ドウェア規模を小さくし、かつ速い処理速度でI信号及
びQ信号を得ることができる。なおシフトレジスタ4
1,42の初段データQ0A,Q0Bは現タイムスロットの
データであるから、メモリ43,44へアドレスとして
供給する必要はない。
【0017】図6に請求項2の発明の実施例を示す。こ
の例では図4の実施例に対し、シフトレジスタ41,4
2のnビット出力は、初段側のsビットと終段側の(n
−s)ビットとに分けられる。この例ではn=9、s=
5の場合である。フェイズアキュムレータ14の出力は
s段の遅延メモリ、例えばs段のFIFOメモリ45へ
も、各タイムスロットごとに供給される。I信号用メモ
リ43はメモリ43aと43bとに分割され、Q信号用
メモリ44もメモリ44aと44bとに分割される。フ
ェイズアキュムレータ14の出力と、シフトレジスタ4
1,42の各初段側のsビット出力とをアドレスとして
メモリ43a,44aがそれぞれ読出され、FIFOメ
モリ45の出力と、シフトレジスタ41,42の各終段
側の(n−s)ビット出力とをアドレスとしてメモリ4
3b,44bがそれぞれ読出される。
【0018】メモリ43a,44aには現在から過去4
タイムスロットまでのその各アドレスの状態に応じて図
5について述べた積和演算Σh4-t ・cosθt 、Σh
4-t・sinθt (tは0から4まで)の各結果が記憶
され、メモリ43b,44bには過去5タイムスロット
から過去8タイムスロットまでのその各アドレスの状態
に応じて積和演算Σh4-t ・cosθt 、Σh4-t ・s
inθt (tは5から8まで)の各結果が記憶される。
メモリ43a,43bの各読出された出力は加算回路4
6で加算されてDA変換器23へ供給され、メモリ44
a,44bの各読出された出力は加算回路47で加算さ
れてDA変換器24へ供給される。このようにメモリ4
3,44を分割するとメモリ容量が小さくなる。このメ
モリ43,44の分割は2分割に限らず更に多く分割し
てもよい。
【0019】図7に請求項3の発明の実施例を示し、図
4と対応する部分に同一符号を付けてある。この発明に
おいては2p 進カウンタ48が設けられる。この2p
カウンタ48には、端子17のクロックと、同期し、か
つその2p 倍の速度の高速クロックが端子49から供給
され、これが計数される。この2p 進カウンタ48の計
数値もアドレスとしてI信号用メモリ43、Q信号用メ
モリ44にそれぞれ供給される。
【0020】この例ではp=4、つまり24 =16進カ
ウンタの場合である。図3に示したデジタルフィルタに
おいてシフトレジスタ34のシフトクロックの速度を入
力2値データ系列のクロックの2p 倍として、フィルタ
次数を2p 倍にすることにより、いわゆるオーバーサン
プリングすることにより良好なフィルタリングをするこ
とができる。この技術を図4のI・Q信号発生器に適用
したのが図7に示すものである。この場合、I信号用メ
モリ43に記憶される値は、現在の位相角及びnタイム
スロット前までの過去の位相角の各余弦値とn×2p
のインパルス応答との積和演算値とされ、Q信号用メモ
リ44に記憶される値は、現在の位相角及びnタイムス
ロット前までの過去の位相角の各正弦値とn×2p 次の
インパルス応答との積和演算値とされる。
【0021】つまり、カウンタ48の計数値kが0の状
態では、図8に示すように、8×2 4 +1=129次の
インパルス応答の各係数h64,h63,…h-63 ,h-64
を順次16個ずつに分け、その16個ずつを、図5に示
したcosθ0 〜cosθ8に順次乗算する積和演算と
される。つまりh64〜h49にはcosθ0 が、h48〜h
33にはcosθ1 が、…h-49 〜h-64 にはcosθ8
がそれぞれ乗算され、これらの乗算結果が加算される。
k=0でp(0)の値と、シフトレジスタ41,42の
各8ビット出力とがとり得るすべての状態についての積
和演算結果が、対応状態をアドレスとしてI信号用メモ
リ43に記憶される。
【0022】カウンタ48の計数値kが1となると、図
8に示すようにcosθ0 〜cosθ8 に対し乗算され
るインパルス応答係数h64〜h-64 が1つずつずらされ
る。つまりh-64 ,h64〜h50にcosθ0 が、h49
34にcosθ1 が、…h-4 8 〜h-63 にcosθ8
それぞれ乗算されて積和演算がなされ、同様にk=1で
p(0)の値と、シフトレジスタ41,42の各8ビッ
ト出力とで決るアドレスに対応する積和演算結果が記憶
される。以下同様に、計数値kが1歩進されるごとにc
osθ0 〜cosθ8 と乗算されるべき各16個ずつの
インパルス応答係数が順次1個ずつずらされる。
【0023】Q信号用メモリ44にも、図8においてc
osθ0 〜cosθ8 の代りにsinθ0 〜sinθ8
として同様に129次のインパルス応答係数h64〜h
-64 との積和演算結果を記憶する。この図7に示す構成
によれば、カウンタ48を省略してシフトレジスタ4
1,42のビット数をそれぞれn×2p とし、かつその
シフトレジスタ41,42を2p 倍の高速クロックでシ
フトして同様のオーバーサンプリング効果を得る場合と
比較してI信号用メモリ43、Q信号用メモリ44の各
記憶容量を著しく小さくすることができる。
【0024】図9は図6に示したメモリ分割に対し、図
7に示した高速クロックによるオーバーサンプリングを
適用した請求項4の発明の実施例を示し、図6、図7と
対応する部分に同一符号を付けてある。メモリ43a,
43b,44a,44bの各アドレスとしてカウンタ4
8の計数値もそれぞれ用いられ、メモリ43a,43
b,44a,44bの各記憶値は図6,図7について述
べた手法で決定すればよい。この場合もメモリの系列数
は3以上としてもよい。
【0025】上述において、入力2値データ系列の数m
は2に限らず3以上でもよい。
【0026】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によればI信
号用メモリと、Q信号用メモリと、入力2値データ系列
の数のシフトレジスタとを設けることにより、比較的小
さいハードウェア規模でしかも高速度処理でI信号及び
Q信号を発生することができる。高速クロックを計数す
る2p 進カウンタ48を設けることによりオーバーサン
プリングして良質のI信号及びQ信号を得ることができ
る。しかも、2p 進カウンタ48を用いることなく、シ
フトレジスタの段数を多くして同程度の良質の信号を得
る場合と比較してメモリ43,44の容量を著く小さく
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のπ/4 DQPSK変調送信機の構成を
示すブロック図。
【図2】Aは図1中のエンコーダ13の変換を示す図、
Bはπ/4 DQPSK変調におけるとり得る位相角
と、位相転移を示す図である。
【図3】図1中のデジタルフィルタ21,22の構成を
示すブロック図。
【図4】請求項1の発明の実施例を示すブロック図。
【図5】フェイズアキュムレータ14の現出力と、過去
の出力と、シフトレジスタ41,42の内容との関係、
またフィルタリングのためのインパルス応答との関係を
示す図。
【図6】図4に示した実施例に請求項3の発明を適用し
た実施例を示すブロック図。
【図7】請求項2の発明の実施例を示すブロック図。
【図8】図7の実施例における現在よりシフトレジスタ
により決る過去までの各位相角と、インパルス応答との
関係をカウンタの計数値kについて示す図。
【図9】図7の実施例に請求項3の発明を適用した例を
示すブロック図。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 m個の2値データ系列を入力して、各タ
    イムスロットごとにそのm個のデータを多値データに変
    換するエンコーダと、 そのエンコーダからの多値データを累積加算するフェイ
    ズアキュムレータと、 上記m個の2値データ系列がそれぞれ入力されるm個の
    nビットシフトレジスタと、 上記フェイズアキュムレータの出力と、上記m個のシフ
    トレジスタの並列出力とをアドレスとし、上記アキュム
    レータの各出力を現在の位相角とし、その余弦値と、上
    記m個のシフトレジスタの出力から決るnタイムスロッ
    ト前までの各過去のタイムスロットにおける対応余弦値
    とについてn次のインパルス応答との積和演算値が記憶
    されているI信号用メモリと、 上記フェイズアキュムレータの出力と、上記m個のシフ
    トレジスタの並列出力とをアドレスとし、上記アキュム
    レータの各出力を現在の位相角とし、その正弦値と、上
    記m個のシフトレジスタの出力から決るnタイムスロッ
    ト前までの各過去のタイムスロットにおける対応正弦値
    とについてn次のインパルス応答との積和演算値が記憶
    されているQ信号用メモリと、 を具備するDQPSK用I・Q信号発生器。
  2. 【請求項2】 上記m個のシフトレジスタの各nビット
    出力は初段側sビットと、終段側(n−s)ビットとに
    分割され、 上記フェイズアキュムレータの出力が分岐供給されるs
    段の遅延メモリが設けられ、 上記I信号用メモリ及び上記Q信号用メモリはそれぞ
    れ、上記フェイズアキュムレータの出力と、上記m個の
    シフトレジスタの各初段側sビット出力とをアドレスと
    するメモリと、上記遅延メモリの出力と、上記m個のシ
    フトレジスタの各終段側(n−s)ビットの出力とをア
    ドレスとするメモリとに分割され、 これら分割されたメモリは対応するメモリの出力がそれ
    ぞれ加算回路で加算されることを特徴とする請求項1記
    載のDQPSK用I・Q信号発生器。
  3. 【請求項3】 上記タイムスロットと同期し、その2p
    倍の速度の高速クロックを計数する2p 進カウンタが設
    けられ、 そのカウンタの計数値も上記I信号用メモリ及びQ信号
    用メモリにアドレスとして供給され、 上記I信号用メモリには上記積和演算において、上記現
    在及び過去の余弦値とn×2p 次のインパルス応答との
    積和演算値が記憶され、 上記Q信号用メモリには上記積和演算において、上記現
    在及び過去の正弦値とn×2p 次のインパルス応答との
    積和演算値が記憶されていることを特徴とする請求項1
    記載のDQPSK用I・Q信号発生器。
  4. 【請求項4】 上記m個のシフトレジスタの各nビット
    出力は初段側sビットと、終段側(n−s)ビットとに
    分割され、 上記フェイズアキュムレータの出力が分岐供給されるs
    段の遅延メモリが設けられ、 上記I信号用メモリ及びQ信号用メモリはそれぞれ、上
    記フェイズアキュムレータの出力と、上記m個のシフト
    レジスタの各初段側sビット出力と、上記カウンタの計
    数値とをアドレスとするメモリと、上記遅延メモリの出
    力と、上記m個のシフトレジスタの各終段側(n−s)
    ビット出力と、上記カウンタの計数値とをアドレスとす
    るメモリとに分割され、 これら分割されたメモリは、対応するメモリの出力がそ
    れぞれ加算回路で加算されることを特徴とする請求項3
    記載のDQPSK用I・Q信号発生器。
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