JPH0669968A - π/4DQPSK信号パラメータ演算装置 - Google Patents

π/4DQPSK信号パラメータ演算装置

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Publication number
JPH0669968A
JPH0669968A JP21939492A JP21939492A JPH0669968A JP H0669968 A JPH0669968 A JP H0669968A JP 21939492 A JP21939492 A JP 21939492A JP 21939492 A JP21939492 A JP 21939492A JP H0669968 A JPH0669968 A JP H0669968A
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JP
Japan
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signal
amplitude
ref
phase
calculating
Prior art date
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Application number
JP21939492A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Goto
後藤  佳彦
Akiharu Machida
明春 町田
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 演算量が少なく、高速処理が可能であるπ/
4DQPSK信号パラメータ演算装置を実現することに
ある。 【構成】 変調精度測定器に用いる、参照信号及び被測
定信号の振幅及び位相から各種パラメータを演算するπ
/4DQPSK信号パラメータ演算装置において、参照
信号の振幅及び位相より理想送信信号の2乗値を演算す
る理想送信信号演算手段と、この出力及び変数入力から
逆行列を演算する逆行列演算手段と、参照信号及び被測
定信号の位相、理想送信信号演算手段の出力及び変数入
力から搬送周波数オフセット及び初期位相を演算する第
1の信号パラメータ演算手段と、参照信号及び被測定信
号の振幅、理想送信信号演算手段の出力及び変数入力か
ら振幅誤差及び振幅ドループ係数を演算する第2の信号
パラメータ演算手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、第2世代コードレス電
話システム、ディジタル自動車電話システム等で用いら
れるπ/4だけシフトを加えた4相の差動符号化による
位相変調(π/4 Differential quadrature Phase Shift
Keying:以下π/4DQPSKと呼ぶ。) 信号に関し、
特にπ/4DQPSK信号の変調精度測定器に用いるπ
/4DQPSK信号パラメータ演算装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近実用化が急がれている第2世代コー
ドレス電話システム、ディジタル自動車電話システムで
は、日本・北米方式としてπ/4DQPSK方式が検討
されており、π/4DQPSK方式による電話システム
の開発、生産には変調精度測定器が必要である。変調精
度測定器とはRCR(Reseach & Development Center fo
r Radio System:財団法人電波システム開発センター)
標準規格案によれば、受信ルートロールオフ・フィルタ
機能を有し、理想的な送信信号と実際に送信された信号
の実効値の違いを測定できるものとされている。
【0003】ここで、k番目のシンボルにおける理想的
な送信信号”S(k)”及び実際の受信信号”Z
(k)”は”ε(k)”を理想的な送信信号、”S
(k)”を残留ベクトル誤差、”C0 を直交変調器の
不平衡性にいる原点オフセット、”C1 を送信機の任
意の位相と出力電力に相当する複素定数、”dr”を振
幅変化、”da”を周波数オフセットとした場合、以下
に示すように定義される。 S(k)=S(k−1)・exp{j(π/4+π/2・B(k))} (1) Z(k)=(C0+C1[S(k)+ε(k)])・exp{k(dr+jda)} (2) 但し、B(k)はk番目のシンボルが(0,0)、
(0,1)、(1,1)及び(1,0)の時に0,1,
2及び3の値を取る。
【0004】式(2)を変形することにより残留ベクト
ル誤差”ε(k)”は以下のようになる。 ε(k)=[Z(k)・exp{−k(dr+jda)}−C0]/C1−S(k) (3) 但し、受信信号のサンプリング位置と”C0 、”C1
、”dr、”da”等のパラメータは”|ε(k)
2”の変数”k”に対する和が最小になるように選択
する。
【0005】式(3)から変調精度”εrms” は、Nを
スロット内のシンボル数、”ΣkALL”を変数”k”に対
しランプアップ直後のベクトルからランプダウンのベク
トルまでの和をとる演算子とすれば以下のように求ま
る。ここで、スロットとはTDMA(時分割多重)方式
におけるフォーマットの決まったバースト波形の最小単
位であり、ランプアップ及びランプダウンはバースト波
形の立ち上がり及び立ち下がりを示している。 εrms=(ΣkALL|ε(k)|21/2 (4)
【0006】さらに、変調精度”εrms” の測定に際し
ては式(3)に示した各種パラメータの最適値を推定す
る必要がある。そこで、 Z(k)=am(k)・exp{jθm(k)} S(k)=aref(k)・exp{jθref(k)} −dr=σe −da=Ωe 1/C1=Ae・exp{jθe} −C0/C1=Ie+jQe として、式(3)を書き替えると、 |ε(k)|2=|Aem(k)exp{σek+j(θm(k)+Ωek+θe)} +(Ie+jQe)−aref(k)・exp{jθref(k)}|2 (5) となる。式(5)において、添字”m” 、”ref” 及
び”e” はそれぞれ”被測定信号”、”参照信号”及
び”推定値”を表している。
【0007】ここで、参照信号の振幅”aref(k)”と位
相”θref(k)”及び被測定信号の振幅”am(k)”と位
相”θm(k)”をそれぞれ既知として、”|ε(k)|2”の変
数”k”に対する和で与えられる2乗平均誤差”
ε2 ave”を最小にするように、振幅誤差”Ae” 、振幅
ドループ係数”σe” 、搬送波周波数オフセット”
Ωe” 、初期位相”θe” 、I成分の原点からのオフセ
ット”Ie” 、Q成分の原点からのオフセット”Qe
を推定することにより式(3)に示した各種パラメータ
の最適値を推定することができる。
【0008】以上のような各種パラメータの最適値を推
定するためには式(5)から近似式を求め、この近似式
を偏微分することで得られる式を解く必要がある。例え
ば”APRIL 1991 HEWLETT PACKARD JOURNAL”の記載によ
れば、ヒューレット・パッカード社製の測定システム
(HP11847A)は以下に示す近似式を用いてい
る。但し、”Σk” は変数”k”に対する和の演算子を
示す。 ε2 ave=Σkm(k)・exp{σek} ×([lnAe+σek+lnam(k)−lnaref(k)]2 +[θm(k)−θref(k)−Ωek−θe]2) (6)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、式(6)に示
す近似式では式全体に”exp{σek}” の項が掛かってい
るため変数”lnAe” 、”σe” 、”θe” 及び”
Ωe” で偏微分した時にこれらの変数が分離できず、こ
の結果、演算量が大幅に増加してしまう。従って本発明
の目的は、演算量が少なく、高速処理が可能であるπ/
4DQPSK信号パラメータ演算装置を実現することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、π/4DQPSK信号の変調精
度測定器に用いる、参照信号の振幅、参照信号の位相、
被測定信号の振幅及び被測定信号の位相から各種パラメ
ータを演算するπ/4DQPSK信号パラメータ演算装
置において、前記参照信号の振幅及び前記参照信号の位
相より理想送信信号の2乗値を演算する理想送信信号演
算手段と、この理想送信信号演算手段の出力及び変数入
力から逆行列を演算する逆行列演算手段と、前記参照信
号の位相、前記被測定信号の位相、前記理想送信信号演
算手段の出力及び前記変数入力から搬送周波数オフセッ
ト及び初期位相を演算する第1の信号パラメータ演算手
段と、前記参照信号の振幅、前記被測定信号の振幅、前
記理想送信信号演算手段の出力及び前記変数入力から振
幅誤差及び振幅ドループ係数を演算する第2の信号パラ
メータ演算手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
【0011】
【作用】偏微分により各種パラメータが分離可能な近似
式を用いることにより、π/4DQPSK信号パラメー
タ演算装置の構成が簡単になる。
【0012】
【実施例】以下本発明を式及び図面を用いて詳細に説明
する。まず、式(5)において第2項目の”Ie+j
e” が十分小さいとすれば式(5)は、 |ε(k)|2=|aref(k)・exp{jθref(k)}|2 ×|(Aem(k)/aref(k)) ×exp{σek+j(θm(k)+θref(k)+Ωek+θe)} −1|2 (7) となる。
【0013】ここで、”(Aem(k)/aref(k))・exp{σe
k+j(θm(k)+θref(k)+Ωek+θe)}” がほぼ“1
“であれば”ln[(Aem(k)/aref(k))・exp{σek+j(θ
m(k)+θref(k)+Ωek+θe)}]” と近似でき、さら
に”aref(k)・exp{jθref(k)}”を”S(k)” と戻せ
ば、式(7)は以下のよう近似できる。 |ε(k)|2=|S(k)|2 ×|ln[(Aem(k)/aref(k))・exp{σek+j(θm(k) +θref(k)+Ωek+θe)}]|2 =|S(k)|2・|(lnam(k)−lnaref(k)+σek+lnAe) +j(θm(k)−θref(k)+Ωek+θe)|2 =|S(k)|2・{(lnam(k)−lnaref(k)+σek+lnAe)2 +j(θm(k)−θref(k)+Ωek+θe)2} (8)
【0014】式(8)に示す近似式を用いて振幅誤差”
e” 、振幅ドループ係数”σe”、搬送波周波数オフ
セット”Ωe” 、初期位相”θe” 、I成分の原点から
のオフセット”Ie” 、Q成分の原点からのオフセッ
ト”Qe”を推定する。
【0015】まず、振幅誤差”Ae” 及び振幅ドループ
係数”σe” を推定するには、式(8)を”lnAe” 及
び”σe” で偏微分する。但し、ここで偏微分の演算子
は”dY/dX”と定義する。 d|ε(k)|2/d(lnAe)=2|S(k)|2・(lnam(k)−lnaref(k) +σek+lnAe) (9) d|ε(k)|2/d(σe) =2k|S(k)|2・(lnam(k)−lnaref(k) +σek+lnAe) (10) さらに、式(9)及び式(10)を”0”として変数”
k”に対する和をとることにより、
【数1】 となり、両辺に逆行列を掛けることにより、
【数2】 となる。従って、式(12)を解くことにより”ln
e” 及び”σe” が求まる。
【0016】次に、搬送波周波数オフセット”Ωe” 、
初期位相”θe” を推定するには、同様に式(8)を”
Ωe” 及び”θe” で偏微分する。 d|ε(k)|2/d(θe)=2|S(k)|2・(θm(k)−θref(k) +Ωek+θe) (13) d|ε(k)|2/d(Ωe)=2k|S(k)|2・(θm(k)−θref(k) +Ωek+θe) (14) さらに、式(13)及び式(14)を”0”として変
数”k”に対する和をとることにより、
【数3】 となり、両辺に逆行列を掛けることにより、
【数4】 となる。従って、式(16)を解くことにより”Ωe
及び”θe” が求まる。
【0017】I成分の原点からのオフセット”Ie” 、
Q成分の原点からのオフセット”Q e” を推定するに
は、上で求めた”lnAe” 、”σe” 、”Ωe” 及び”
θe”から以下の式により推定できる。 Ie=1/N・Σk[Aem(k)exp{σek}cos(θm(k)+Ωek+θe) −aref(k)cosθref(k)] (17) Qe=1/N・Σk[Aem(k)exp{σek}sin(θm(k)+Ωek+θe) −aref(k)sinθref(k)] (18)
【0018】上述の各種パラメータの推定方法を実現す
るπ/4DQPSK信号パラメータ演算装置を図を用い
て説明する。図1は本発明に係るπ/4DQPSK信号
パラメータ演算装置の一実施例を示す構成ブロック図で
ある。図1において1は三角関数演算器、2,3,8,
11,13,14及び16は乗算器、4及び6は加算
器、5及び7は対数演算器、9,12及び15は累算
器、10は逆行列演算器である。ここで、三角関数演算
器1、乗算器2及び3は理想送信信号演算手段50を、
乗算器8、累算器9、逆行列演算器10は逆行列演算手
段51を、加算器4乗算器11及び13、累算器12は
信号パラメータ演算手段52を、対数演算器5及び7、
加算器6、乗算器14及び16、累算器15は信号パラ
メータ演算手段53をそれぞれ構成している。
【0019】既知の信号である参照信号の位相”θ
ref(k)”は三角関数演算器1及び加算器4に入力され、
参照信号の振幅”aref(k)”乗算器2及び対数演算器5
に入力される。また、既知の信号である被測定信号の位
相”θm(k)”は加算器4に入力され、被測定信号の振
幅”am(k)”は対数演算器7に入力される。三角関数演
算器1は乗算器2に接続され、乗算器2はさらに乗算器
3に接続される。
【0020】乗算器3は乗算器8に接続され、変数”
k”が乗算器8に入力される。また、乗算器8は累算器
9に接続され、累算器9は逆行列演算器10に接続され
る。さらに、逆行列演算器10は乗算器13及び16に
接続される。
【0021】乗算器3及び加算器4は乗算器11に接続
される。また、変数”k”が乗算器11に入力され、乗
算器11は累算器12に接続され、累算器12は乗算器
13に接続される。さらに、乗算器13はパラメータ”
Ωe” 及び”θe” を出力する。
【0022】対数演算器5及び7は加算器6に接続さ
れ、乗算器3及び加算器6は乗算器14に接続される。
また、変数”k”が乗算器14に入力され、乗算器14
は累算器15に接続され、累算器15は乗算器16に接
続される。さらに、乗算器16はパラメータ”lnAe
及び”σe” を出力する。
【0023】図1に示す実施例の動作を説明する。ここ
で、先に定義した”S(k)” である”aref(k)・exp{jθ
ref(k)}” は”aref(k)・[cosθref(k)+sinθ
ref(k)]”と展開できるので、まず、三角関数演算器1
において入力”θref(k)”を用いて”cosθref(k)+sin
θref(k)”を演算する。次に、乗算器2において入力”
ref(k)”を掛けて”S(k)” を演算し、さらに乗算器
3により”S(k)2”が演算される。
【0024】乗算器3の出力である”S(k)2”から、乗
算器8において変数入力”k”を用いて”S(k)2・k”及
び”S(k)2・k2” を演算し、累算器9により変数”k”
に対する和をとり、さらに、逆行列演算器10により式
(12)及び式(16)における逆行列が演算される。
【0025】入力”θref(k)”及び”θm(k)”は加算器
4により”θref(k)−θm(k)”と演算され、乗算器11
において”S(k)2・(θref(k)−θm(k))” 及び”S(k)2
・(θ ref(k)−θm(k))・k” が演算され、累算器12によ
りそれぞれ変数”k”に対する和を演算し、乗算器13
により逆行列演算器10で求めた逆行列を掛ける。この
結果、式(16)に示した演算がなされ、乗算器13か
らはパラメータ”Ωe” 及び”θe” が出力される。
【0026】一方、入力”aref(k)”及び”am(k)”は
それぞれ対数演算器5及び7により”ln(aref(k))”及
び”ln(am(k))”が演算され、さらに加算器6により”
ln(aref(k))−ln(am(k))”が演算される。さらに、乗
算器14において”S(k)2・[ln(aref(k))−ln(a
m(k))]” 及び”S(k)2・[ln(aref(k))−ln(am(k))]・
k”が演算され、累算器15によりそれぞれ変数”k”
に対する和を演算し、乗算器16により逆行列演算器1
0で求めた逆行列を掛ける。この結果、式(12)に示
した演算がなされ、乗算器16からはパラメータ”lnA
e” 及び”σe” が出力される。
【0027】この結果、式(6)に示した従来の近似式
と比較して、偏微分により求めたいパラメータのみに分
離することができるため、演算量が少なく、高速処理が
可能となる。
【0028】なお、図1に示した1〜16の演算器は専
用の演算器であってもよいし、また、参照テーブルを用
いて演算器を構成してもよい。また、汎用のCPUの演
算処理を用いて図1に示した1〜16の演算器の全て若
しくは一部を構成することも可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。偏微分により各
種パラメータが分離可能な近似式を用いることにより、
演算量が少なく、高速処理が可能となるπ/4DQPS
K信号パラメータ演算装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るπ/4DQPSK信号パラメータ
演算装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
1 三角関数演算器 2,3,8,11,13,14,16 乗算器 4,6 加算器 5,7 対数演算器 9,12,15 累算器 10 逆行列演算器 aref(k) 参照信号の振幅 θref(k) 参照信号の位相 am(k) 被測定信号の振幅 θm(k) 被測定信号の位相 k 変数 Ae 振幅誤差 σe 振幅ドループ係数 Ωe 搬送波周波数オフセット θe 初期位相

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】π/4DQPSK信号の変調精度測定器に
    用いる、参照信号の振幅、参照信号の位相、被測定信号
    の振幅及び被測定信号の位相から各種パラメータを演算
    するπ/4DQPSK信号パラメータ演算装置におい
    て、 前記参照信号の振幅及び前記参照信号の位相より理想送
    信信号の2乗値を演算する理想送信信号演算手段と、 この理想送信信号演算手段の出力及び変数入力から逆行
    列を演算する逆行列演算手段と、 前記参照信号の位相、前記被測定信号の位相、前記理想
    送信信号演算手段の出力及び前記変数入力から搬送周波
    数オフセット及び初期位相を演算する第1の信号パラメ
    ータ演算手段と、 前記参照信号の振幅、前記被測定信号の振幅、前記理想
    送信信号演算手段の出力及び前記変数入力から振幅誤差
    及び振幅ドループ係数を演算する第2の信号パラメータ
    演算手段とを備えたことを特徴とするπ/4DQPSK
    信号パラメータ演算装置。
JP21939492A 1992-08-18 1992-08-18 π/4DQPSK信号パラメータ演算装置 Pending JPH0669968A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997007595A1 (de) * 1995-08-16 1997-02-27 Robert Bosch Gmbh Datendecoder

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997007595A1 (de) * 1995-08-16 1997-02-27 Robert Bosch Gmbh Datendecoder

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