JPH08288970A

JPH08288970A - ｍ相ＰＳＫ変調器

Info

Publication number: JPH08288970A
Application number: JP9045595A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Yokogawa; 和征横川; Minoru Kubota; 稔窪田; Masao Miyazaki; 正夫宮崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-04-17
Filing date: 1995-04-17
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】ｍ相ＰＳＫでの位相軌跡が原点付近を通過す
る際に、非線形増幅器への入力振幅レベルの変動を小さ
くしてスペクトルの広がりを避け、更に受信機は従来の
ものと互換性を持ち、特殊な付加装置を必要としないｍ
相ＰＳＫ変調器を提供することを目的とする。【構成】 π／４シフトＤＱＰＳＫ変調器において、位
相遷移情報から挿入信号を生成する挿入信号発生器と挿
入信号の波形データを蓄積する波形データメモリと波形
整形フィルタの遅延に対応する遅延時間を持つ遅延器を
有し、ベースバンド情報信号に挿入信号を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた電力効率をもつ
Ｃ級増幅器に代表される非線形増幅器を用いた、移動体
通信システム用のｍ相ＰＳＫ変調器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に移動体通信システムでは、端末の
小型化、携帯化のために、送信用の増幅器は、消費電力
が少なく、電力効率の優れたものが必要とされる。電力
効率が優れており、かつ低コストな増幅器としては、Ｃ
級増幅器がよく知られている。

【０００３】しかしながら、Ｃ級増幅器に代表される非
線形増幅器の振幅特性は、入力レベルの高い領域で出力
レベルが飽和するという特性を有しており、振幅変動を
伴う送信信号に対しては歪が生ずるという問題がある。

【０００４】一方、移動体通信システムの変調方式とし
ては、雑音に対する誤り率特性の優位性と検波方式の容
易性から、ＤＱＰＳＫ(Differential Quadrature Phase
Shift Keying)が採用されることが多い。ＤＱＰＳＫを
はじめとするｍ相ＰＳＫ方式では、送信信号の狭帯域化
のために波形整形フィルタによって信号のサイドローブ
が抑圧される。

【０００５】送信機の増幅器として非線形増幅器を用い
た場合、その飽和領域での増幅により、各シンボル間の
位相遷移に振幅変動を伴うｍ相ＰＳＫ信号に対して歪を
与え、フィルタによる波形整形の効果が小さくなり、フ
ィルタに入力する前の状態に近くなる。

【０００６】結果として抑圧されたサイドローブが再生
され、スペクトルが広がるという問題が生じる。これは
隣接チャネル間干渉の原因となる。特に位相平面上での
信号軌跡が原点を通過する場合には、振幅が一旦０にま
で落ち込み、振幅変動が大きくなるため、不感帯を有す
る非線形増幅器の出力信号の歪は大きい。

【０００７】ｍ相ＰＳＫのうち、ＱＰＳＫの飽和のある
非線形増幅によるスペクトル広がりの対策としては、π
／４シフトＱＰＳＫ方式がよく知られている。この変調
方式は、各シンボル間の位相遷移を｛＋π／４，−π／
４，＋３π／４，−３π／４｝とすることによって、位
相平面上での信号軌跡が原点を通過しないようにする方
式であり、非線形増幅器によるスペクトルの広がりがＱ
ＰＳＫより小さくなる。

【０００８】図１３に従来のπ／４シフトＤＱＰＳＫ変
調器の構成を示す。情報データ｛０，１｝は、直列並列
変換器１により、同相成分と直交成分に分けられる。信
号点配置器２において、入力情報データが位相平面上の
複素ベースバンド信号のシンボル間の位相差として表さ
れるように信号点配置を行い、同相、直交成分の複素ベ
ースバンド信号を出力する。

【０００９】図１４にπ／４シフトＤＱＰＳＫの位相平
面上での信号点配置と、入力情報データに対応する位相
遷移量との関係を示す。信号点配置器２の出力信号の同
相成分と直交成分はそれぞれルートナイキストフィルタ
等の波形整形フィルタ３ａおよび３ｂに入力され、帯域
制限を受ける。波形整形フィルタ３ａおよび３ｂの出力
信号であるベースバンド情報信号は、直交変調器４でア
ップコンバートされたあと、ＡＢ級増幅器などで構成さ
れる飽和を有する非線形増幅器５０によって増幅される
ものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、π／４
シフトＤＱＰＳＫでも、±３π／４の位相遷移の際は、
位相平面上での信号軌跡が原点近くを通過し、信号の振
幅レベルの変動が大きくなることにより、非線形増幅器
５０の飽和領域における増幅によって、増幅器の出力信
号の振幅に歪が生じ、スペクトルが広がるという問題点
がある。

【００１１】従って、携帯端末には低コストでかつ電力
効率の優れたＣ級増幅器などの非線形増幅器をそのまま
使用することはできず、高コストな高効率線形増幅器が
必要となるという問題点がある。

【００１２】本発明は、ｍ相ＰＳＫでの位相軌跡が原点
付近を通過する際に、非線形増幅器への入力振幅レベル
の変動を小さくしてスペクトルの広がりを避け、更に受
信機は従来のものと互換性を持ち、特殊な付加装置を必
要としないｍ相ＰＳＫ変調器を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のｍ相ＰＳＫ変調器は、請求項１では、直列
並列変換器と、信号点配置器と、波形整形フィルタと、
直交変調器から構成されるｍ相ＰＳＫ変調器において、
情報信号間の位相遷移に伴う振幅レベルの変動を緩和す
るために位相遷移情報から挿入信号を生成する挿入信号
発生器と、上記挿入信号の波形データを蓄積する波形デ
ータメモリと、上記波形整形フィルタの遅延に対応する
遅延時間を持つ遅延器とを備え、ベースバンド情報信号
に挿入信号を付加することを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項２では、受信機でサンプリン
グされる情報シンボル中心での挿入信号の大きさが０と
なる形状の挿入信号波形データを上記波形データメモリ
に有することを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項３では、上記情報信号に付加
される挿入信号の大きさの制御を行うゲイン調整器を上
記挿入信号発生器の後段に有することを特徴とするもの
である。

【００１６】また、請求項４では、上記波形データメモ
リに蓄積される上記挿入信号の波形データと上記ゲイン
調整器の設定値をそれぞれ選択することにより、様々な
送信機出力スペクトル特性と受信機での誤り率特性が実
現可能であることを特徴とするものである。

【００１７】また、請求項５では、上記波形データメモ
リと上記遅延器を廃し、上記挿入信号用の波形整形フィ
ルタを有し、帯域制限された上記挿入信号を出力するこ
とを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】上記した構成により、請求項１では、直列並列
変換器と、信号点配置器と、波形整形フィルタと、直交
変調器から構成されるｍ相ＰＳＫ変調器において、情報
信号間の位相遷移に伴う振幅レベルの変動を緩和するた
めに位相遷移情報から挿入信号を生成する挿入信号発生
器と、上記挿入信号の波形データを蓄積する波形データ
メモリと、上記波形整形フィルタの遅延に対応する遅延
時間を持つ遅延器とを備え、ベースバンド情報信号に挿
入信号を付加するので、ｍ相ＰＳＫでの位相軌跡が原点
付近を通過する際に、非線形増幅器への入力振幅レベル
の変動を小さくしてスペクトルの広がりを避け、更に受
信機は従来のものと互換性を持ち、特殊な付加装置を必
要としないこととなる。

【００１９】また、請求項２では、受信機でサンプリン
グされる情報シンボル中心での挿入信号の大きさが０と
なる形状の挿入信号波形データを上記波形データメモリ
に有するので、ｍ相ＰＳＫでの位相軌跡が原点付近を通
過する際に、非線形増幅器への入力振幅レベルの変動を
小さくしてスペクトルの広がりを避け、更に受信機は従
来のものと互換性を持ち、特殊な付加装置を必要としな
いこととなる。

【００２０】また、請求項３では、上記情報信号に付加
される挿入信号の大きさの制御を行うゲイン調整器を上
記挿入信号発生器の後段に有するので、ｍ相ＰＳＫでの
位相軌跡が原点付近を通過する際に、非線形増幅器への
入力振幅レベルの変動を小さくしてスペクトルの広がり
を避け、更に受信機は従来のものと互換性を持ち、特殊
な付加装置を必要としないこととなる。

【００２１】また、請求項４では、上記波形データメモ
リに蓄積される上記挿入信号の波形データと上記ゲイン
調整器の設定値をそれぞれ選択することにより、様々な
送信機出力スペクトル特性と受信機での誤り率特性が実
現可能であるので、ｍ相ＰＳＫでの位相軌跡が原点付近
を通過する際に、非線形増幅器への入力振幅レベルの変
動を小さくしてスペクトルの広がりを避け、更に受信機
は従来のものと互換性を持ち、特殊な付加装置を必要と
しないこととなる。

【００２２】また、請求項５では、上記波形データメモ
リと上記遅延器を廃し、上記挿入信号用の波形整形フィ
ルタを有し、帯域制限された上記挿入信号を出力するの
で、ｍ相ＰＳＫでの位相軌跡が原点付近を通過する際
に、非線形増幅器への入力振幅レベルの変動を小さくし
てスペクトルの広がりを避け、更に受信機は従来のもの
と互換性を持ち、特殊な付加装置を必要としないことと
なる。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明のｍ相Ｐ
ＳＫ変調器につき、その構成と動作を説明する。図１
は、本発明の第１の実施例におけるｍ相ＰＳＫ変調器の
構成を示すブロック図であり、π／４シフトＤＱＰＳＫ
変調器に本発明を適用した例である。同図において、直
列並列変換器１、信号点配置器２、波形整形フィルタ３
ａ、３ｂ、直交変調器４は、それぞれ従来例のおけるそ
れらと同一であり、詳しい説明を省略する。

【００２４】挿入信号発生器６では、信号点配置器２か
ら位相平面上での情報信号の位相遷移に関する情報を受
け、±３π／４の位相遷移の際に選択的に複素ベースバ
ンド信号である挿入信号を発生する。このとき、予め波
形データメモリ７内に蓄積された挿入信号波形データか
ら、ベースバンド情報信号と挿入信号との合成信号の位
相平面上での信号軌跡が、原点近くを通過することを避
けるように挿入信号が作られ、挿入信号発生器６から出
力される。この動作に付いては後に詳解する。

【００２５】挿入信号は、２シンボル間の位相遷移が±
３π／４の当該２シンボルの間に挿入信号が付加される
ように、波形整形フィルタ３ａ及び３ｂに対応した遅延
を遅延器８で受けたあと、加算器９でベースバンド情報
信号の同相、直交成分のそれぞれに付加される。合成後
の信号は、直交変調器４でアップコンバートされた後、
不感帯を有するＣ級増幅器などの非線形増幅器５に入力
される。

【００２６】なお、直列並列変換器１、信号点配置器
２、波形整形フィルタ３ａ及び３ｂ、直交変換器４は、
挿入信号発生器等による影響を受けない。すなわち、従
来方式の変調器の構成を変更することなく、挿入信号発
生器等の装置を追加するだけで所望の機能を実現できる
ものである。

【００２７】次に挿入信号発生器６での信号点の位相遷
移に対する挿入信号の選択方法について説明する。挿入
信号発生器６には、位相平面上での信号点の位相遷移に
関する情報が、信号点配置器２より入力される。例え
ば、図１４のπ／４シフトＤＱＰＳＫの信号点Ｐ１から
Ｐ２、Ｐ３らＰ４という情報を挿入信号発生器６では受
けることになる。シンボル間の位相遷移が±３π／４で
ある信号点の組み合わせは、［Ｐ１，Ｐ４］，［Ｐ１，
Ｐ６］，［Ｐ２，Ｐ５］，［Ｐ２，Ｐ７］，［Ｐ３，Ｐ
６］，［Ｐ３，Ｐ８］，［Ｐ４，Ｐ７］，［Ｐ５，Ｐ
８］の８パターン存在する。

【００２８】ここで、［Ｐｍ，Ｐｎ］は、信号点Ｐｍか
らＰｎへの位相遷移と、信号点ＰｎからＰｍへの位相遷
移の組み合わせを表す。挿入信号発生器６では、以上の
組み合わせの信号点間の位相遷移が行われた場合に、波
形データメモリ７に蓄積された挿入信号の波形データを
読み取り、出力されるべき挿入信号を構成する。

【００２９】例えば、信号点Ｐ１から信号点Ｐ４（或い
はＰ４からＰ１）への遷移の際は、位相平面上で直交軸
方向、単位ベクトルで表すと、（０，１）方向に挿入信
号が付加されれば信号軌跡が原点から遠ざかることにな
る。ここで、（Ｉ，Ｑ）の各成分はそれぞれ、位相平面
上の同相成分と直交成分を表す。

【００３０】図３に挿入信号付加後の合成信号の位相平
面上での信号軌跡を示す。信号点Ｐ１から信号点Ｐ４へ
の遷移について、点線は従来方式の信号軌跡を表し、実
線は挿入信号付加後の信号軌跡を表す。上に述べたよう
に、直交軸方向に挿入信号が付加されることにより、合
成後の信号軌跡が原点から遠ざかっていることがわか
る。以上のような挿入信号発生器６の機能を達成する為
に、挿入信号発生器６の内部構成は図２に示したものと
なる。

【００３１】情報信号の位相遷移情報から挿入信号発生
器６において選択される、挿入信号の出力されるべき位
相平面上での方向を表す単位ベクトルを、ｅ₁＝（１，
０）、ｅ₂＝（1/√2，1/√2）、ｅ₃＝（０，１）、ｅ₄
＝（-1/√2，1/√2）、ｅ₅＝（-１，０）、ｅ₆＝（-1/
√2，-1/√2）、ｅ₇＝（１，０）、ｅ₈＝（1/√2，-1/
√2）とすると、上記の±３π／４の位相遷移を表す２
つの信号点の組み合わせ［Ｐｍ，Ｐｎ］に対する、位相
平面上の単位ベクトルｅ_kは、［Ｐ１，Ｐ４］→ｅ₃、
［Ｐ１，Ｐ６］→ｅ₈、［Ｐ２，Ｐ５］→ｅ₄、［Ｐ２，
Ｐ７］→ｅ₁、［Ｐ３，Ｐ６］→ｅ₅、［Ｐ３，Ｐ８］→
ｅ₂、［Ｐ４，Ｐ７］→ｅ₆、［Ｐ５，Ｐ８］→ｅ₇とな
る。

【００３２】図４に位相平面上での単位ベクトルｅ_kを
示す。これらの組み合わせは単位ベクトル選択器１２に
おいて、ルックアップテーブルに蓄積されている。ま
た、単位ベクトルｅ_kの座標は単位ベクトルデータメモ
リ１３に蓄積されている。単位ベクトル選択器１２は±
３π／４の位相遷移の際に、波形データメモリ７への波
形データ出力命令と、単位ベクトルデータメモリ１３へ
の信号点間の位相遷移に対応する単位ベクトルを選択す
る命令を出す。

【００３３】挿入信号発生器６から出力される複素ベー
スバンド信号である挿入信号は、上記の位相平面上の単
位ベクトルｅ_kに波形データメモリ７から読みだした波
形データｈ_nを乗算器１４で乗算したものである。すな
わち、挿入信号はＳ_n,k＝ｈ_n・ｅ_kとなる。

【００３４】ｅ_kは単位ベクトルデータメモリ１３から
１シンボル時間に渡って継続的に出力される。また、波
形データｈ_nは実数のデータである。ここで、添字のｎ
は、波形データの１シンボル内の時刻に相当するサンプ
ル番号（ｎ＝１，・・・，Ｎ）、ｋは、挿入信号の位相
平面上での付加方向を表す単位ベクトルの番号（ｋ＝
１，・・・，８）である。Ｎは１シンボル当たりの波形
データのサンプル数であり、波形データｈ_nは１シンボ
ル時間Ｔ_sにわたって存在する。

【００３５】従来のπ／４シフトＤＱＰＳＫ用の受信機
と互換性を持つようにするために、挿入信号はシンボル
間の位相遷移が±３π／４の２シンボルに対して、受信
機で復号時にサンプリングされるシンボル中心での挿入
信号の大きさを０にする必要がある。

【００３６】具体的な波形データの例としては、

【００３７】

【数１】

【００３８】あるいは、

【００３９】

【数２】

【００４０】などが考えられる。図５にこれらの波形の
具体例を示す。これら挿入信号の波形データｈ_nの違い
によって、非線形増幅器５通過後のスペクトルと受信機
での情報信号への干渉の大きさが決定される。なお、波
形データがＮ／２を中心にｎに関して左右対称な大きさ
を持つとき、情報信号の±３π／４の位相遷移の組み合
わせ「Ｐｍ，Ｐｎ］の信号点ＰｍからＰｎへの位相遷移
と信号点ＰｎからＰｍへの位相遷移のいずれに対して
も、その波形データを使用したときの特性は同じにな
る。

【００４１】遅延器８では、ベースバンド情報信号の波
形整形フィルタ３の遅延特性をＴｄ、１シンボル時間を
Ｔｓとし、挿入信号発生器６での処理時間を無視する
と、遅延時間を（Ｔｄ−Ｔｓ）に設定することにより、
２シンボル間の位相遷移が±３π／４の当該２シンボル
の間に挿入信号が付加されることになる。

【００４２】以上の動作により、情報信号と挿入信号と
の合成信号の信号軌跡をそれぞれ原点から遠ざけること
が可能となり、結果として振幅の変動を押さえられ、非
線形増幅器でのスペクトルの広がりの影響を小さくする
ことができる。

【００４３】図６は本発明の第２の実施例におけるｍ相
ＰＳＫ変調器の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、この構成はπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調器を表
し、第１の実施例の構成において挿入信号発生器６の後
段にゲイン調整器１０を挿入したものである。

【００４４】ゲイン調整器１０により、情報信号に付加
する挿入信号の大きさを制御することが可能となる。挿
入信号の大きさによって、合成後の信号のスペクトルや
受信機での情報信号への干渉の大きさを制御することが
可能となる。

【００４５】図７は、本発明の第３の実施例におけるｍ
相ＰＳＫ変調器の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、この構成は、π／４シフトＤＱＰＳＫ変調器を
表している。この実施例における特徴は、第２の実施例
における波形データメモリ７と遅延器８ａ及び８ｂを廃
し、ゲイン調整器１０の後段に挿入信号用の波形整形フ
ィルタ１１ａ及び１１ｂを挿入したことにある。

【００４６】挿入信号発生器６では、インパルス状の複
素ベースバンド信号ｅ_kを単位ベクトルデータメモリ１
３から出力する。本実施例では、第１の実施例および第
２の実施例のような波形データと単位ベクトルとの乗算
は行われず、従って、図２の波形データメモリとの入出
力を行わない。これに続く波形整形フィルタ１１ａ及び
１１ｂでは、数シンボルにわたって存在し、Ｔｓ／２ご
とに０クロスするナイキストパルス型のインパルスレス
ポンスを持つ。第３の実施例における挿入信号は、第１
及び第２の実施例のように１シンボル時間毎に区切って
挿入され、帯域制限されていない挿入信号とは異なり、
波形整形フィルタ１１ａおよび１１ｂにより帯域制限さ
れて出力される。

【００４７】波形整形フィルタ１１ａおよび１１ｂは、
情報信号の波形整形フィルタ３ａおよび３ｂの遅延時間
をＴｄ、１シンボル時間をＴｓとし、挿入信号発生器６
での処理時間を無視すると、遅延時間が（Ｔｄ−Ｔｓ／
２）になるようにフィルタ長を設定することにより、２
シンボル間の位相遷移が±３π／４の当該２シンボル間
に挿入信号が付加されることになる。

【００４８】挿入信号にも情報信号と同様に帯域制限を
行うことにより、合成後の信号のスペクトルの広がりを
小さくすることができる。また、挿入信号がＴｓ／２ご
とに０クロスすることにより、付加される情報シンボル
中心での干渉は０で、１シンボル内に存在するｓｉｎ、
ｓｉｎ²型の挿入信号を用いた第１および第２の実施例
の場合と同様に受信機の互換性は確保される。

【００４９】以上の実施例では変調方式としてπ／４シ
フトＤＱＰＳＫを例として取り上げてきたが、本発明は
一般的なｍ相ＰＳＫにも適用することができる。ここで
は、ｍ相ＰＳＫの中でも最も簡単なＤＢＰＳＫ(Differe
ntial Binary Phase Shift Keying)を例として取り上
げ、それを第４の実施例として取り上げ、その構成と動
作を明らかにする。

【００５０】ＤＢＰＳＫ変調器は、第１の実施例の図１
において、信号軌跡が原点付近を通過する位相遷移と挿
入信号発生器６で選択する付加すべき挿入信号の位相平
面上での単位ベクトルとの対応関係を変更するだけでπ
／４シフトＤＱＰＳＫ変調器と同じ構成を実現すること
ができる。第４の実施例の構成は図１と同じである。

【００５１】変調器に入力された情報データは、信号点
配置器２により位相平面上の（ｄ，０）または（−ｄ，
０）の信号点に割り当てられ、波形整形フィルタ３ａお
よび３ｂに入力される。ここで、直交成分は常に０であ
る。挿入信号発生器６では、位相平面上での信号の位相
遷移に関する情報を信号点配置器２から受け取り、位相
平面上での信号軌跡が原点付近を通過するπ／２の位相
遷移の際に選択的に挿入信号を発生する。

【００５２】このとき、挿入信号の位相平面上での単位
ベクトルｅ_kは、信号軌跡が原点付近を通過しないよう
にするために、図４のｅ₃またはｅ₇が単位ベクトル選択
器１２で選択される。挿入信号発生器６ではさらに、選
択された単位ベクトルｅ_kと波形データｈ_nとの乗算が乗
算器１４で行われ、挿入信号が出力される。この後の処
理は、第１の実施例と全く同じである。

【００５３】ここで、第１の実施例と同様に、波形デー
タメモリ７の内容は適当に設定することができる。ま
た、第２の実施例と同様に、ゲイン調整器１０を設けて
挿入信号の大きさを調整することも可能である。

【００５４】第１の実施例で詳細に説明した位相平面上
での信号軌跡が原点付近を通過する位相遷移と挿入信号
発生器６で選択する付加すべき挿入信号の位相平面上で
の単位ベクトルとの対応関係を予め設定しおけば、以上
に示したＤＢＰＳＫの場合と同様に、変調器の構成を変
更することなくｍ相ＰＳＫにも本発明を適用することが
できる。

【００５５】以上にあげた実施例によって導かれる実施
例の効果について述べる。以下では、従来のπ／４シフ
トＤＱＰＳＫ変調器に挿入信号発生器６と波形データメ
モリ７とゲイン調整器１０と遅延器８を加えた構成の図
６に上げた第２の実施例について計算機シミュレーショ
ンによって得られた効果について述べる。尚、波形整形
フィルタ３ａおよび３ｂは、ロールオフ率０．５のルー
トナイキストフィルタとした。

【００５６】図８に挿入信号と情報信号の合成後の信号
を直交変調器でアップコンバートした後の信号の包絡線
の時間変動を示す。挿入信号の形状は図５に示したｓｉ
ｎ²である。Ａｉｎｓは情報信号の最大振幅で正規化し
た挿入信号の最大振幅を表し、それぞれ０，０．２５，
０．５０である。Ａｉｎｓは図３ではＡｉｎｓ＝ｂ／ａ
と表すことができる。図８から、挿入信号を付加したこ
とにより、包絡線の変動幅が狭くなっていることが分か
る。

【００５７】非線形増幅器５の入力信号の信号軌跡が原
点近くを通過しないことにより、情報信号の位相遷移に
伴う振幅変動を小さくし、スペクトルの広がりを避ける
ことができるが、帯域制限されたベースバンド情報信号
に１シンボル時間内に存在する挿入信号を付加すること
により、合成後のベースバンド信号の帯域幅は広がる。

【００５８】しかしながら、非線形増幅器５の非線形性
が強い場合は、挿入信号を付加しない場合のπ／４シフ
トＤＱＰＳＫのスペクトルの広がりよりも、非線形増幅
後の帯域幅が狭くなると考えられる。図１０、図１１、
図１２に非線形増幅器５の入力段階でのスペクトルと出
力段階でのスペクトルとを示し、挿入信号を付加したこ
とによるスペクトルの広がりと非線形増幅によるスペク
トルの広がりの抑制の総合的な効果を比較する。

【００５９】各図における縦軸、横軸はそれぞれ、中心
周波数における電力密度で正規化した電力密度と、ビッ
ト時間間隔で正規化した中心周波数からの離調周波数で
ある。Ａｉｎｓはそれぞれ０，０．２５，０．５０であ
る。挿入信号の形状は図５に示したｓｉｎ²である。

【００６０】非線形増幅器５は、図９に示す飽和性振幅
特性を持っているものとする。ｐは次式のようなＣ級増
幅器の振幅特性の近似パラメータで、ここではｐ＝３と
した。なお、Ｃ級増幅器による信号の位相回転は無視で
きるものとした。

【００６１】

【数３】

【００６２】図１０の従来方式では、非線形増幅によっ
てサイドローブが再生され、スペクトルが大きく広がっ
ていることが分かる。それに対して、図１１では挿入信
号の大きさをＡｉｎｓ＝０．２５とすることにより、非
線形増幅前は挿入信号を付加しない場合よりも広い帯域
となっているが、非線形増幅後のスペクトルは、挿入信
号を付加しない場合よりも狭くなる。

【００６３】また、図１２では挿入信号の大きさをＡｉ
ｎｓ＝０．５とすることにより、非線形増幅を行ったこ
とによるスペクトルの広がりは殆どないことが分かる。
ただし、非線形増幅後のスペクトルは、図１１のＡｉｎ
ｓ＝０．２５の場合と殆ど変化はない。結論としては、
非線形増幅後の送信スペクトルでは、挿入信号を付加す
る本方式が従来方式よりも優れた特性となることが分か
る。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、請求項１
では、直列並列変換器と、信号点配置器と、波形整形フ
ィルタと、直交変調器から構成されるｍ相ＰＳＫ変調器
において、情報信号間の位相遷移に伴う振幅レベルの変
動を緩和するために位相遷移情報から挿入信号を生成す
る挿入信号発生器と、上記挿入信号の波形データを蓄積
する波形データメモリと、上記波形整形フィルタの遅延
に対応する遅延時間を持つ遅延器とを備え、ベースバン
ド情報信号に挿入信号を付加するので、ｍ相ＰＳＫでの
位相軌跡が原点付近を通過する際に、非線形増幅器への
入力振幅レベルの変動を小さくしてスペクトルの広がり
を避け、更に受信機は従来のものと互換性を持ち、特殊
な付加装置を必要としないという効果が得られる。

【００６５】また、請求項２では、受信機でサンプリン
グされる情報シンボル中心での挿入信号の大きさが０と
なる形状の挿入信号波形データを上記波形データメモリ
に有するので、ｍ相ＰＳＫでの位相軌跡が原点付近を通
過する際に、非線形増幅器への入力振幅レベルの変動を
小さくしてスペクトルの広がりを避け、更に受信機は従
来のものと互換性を持ち、特殊な付加装置を必要としな
いという効果が得られる。

【００６６】また、請求項３では、上記情報信号に付加
される挿入信号の大きさの制御を行うゲイン調整器を上
記挿入信号発生器の後段に有するので、ｍ相ＰＳＫでの
位相軌跡が原点付近を通過する際に、非線形増幅器への
入力振幅レベルの変動を小さくしてスペクトルの広がり
を避け、更に受信機は従来のものと互換性を持ち、特殊
な付加装置を必要としないという効果が得られる。

【００６７】また、請求項４では、上記波形データメモ
リに蓄積される上記挿入信号の波形データと上記ゲイン
調整器の設定値をそれぞれ選択することにより、様々な
送信機出力スペクトル特性と受信機での誤り率特性が実
現可能であるので、ｍ相ＰＳＫでの位相軌跡が原点付近
を通過する際に、非線形増幅器への入力振幅レベルの変
動を小さくしてスペクトルの広がりを避け、更に受信機
は従来のものと互換性を持ち、特殊な付加装置を必要と
しないという効果が得られる。

【００６８】また、請求項５では、上記波形データメモ
リと上記遅延器を廃し、上記挿入信号用の波形整形フィ
ルタを有し、帯域制限された上記挿入信号を出力するの
で、ｍ相ＰＳＫでの位相軌跡が原点付近を通過する際
に、非線形増幅器への入力振幅レベルの変動を小さくし
てスペクトルの広がりを避け、更に受信機は従来のもの
と互換性を持ち、特殊な付加装置を必要としないという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるｍ相ＰＳＫ変
調器の構成を示すブロック図である。

【図２】同実施例における挿入信号発生器の構成を示
すブロック図である。

【図３】同実施例の動作を説明する第１の図である。

【図４】同実施例の動作を説明する第２の図である。

【図５】同実施例における挿入信号の形状を示す図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施例におけるｍ相ＰＳＫ変
調器の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の第３の実施例におけるｍ相ＰＳＫ変
調器の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第２の実施例における動作を示す第
１の波形図である。

【図９】本発明の第２の実施例における動作を示す第
２の波形図である。

【図１０】本発明の第２の実施例における動作を示す
第３の波形図である。

【図１１】本発明の第２の実施例における動作を示す
第３の波形図である。

【図１２】本発明の第２の実施例における動作を示す
第３の波形図である。

【図１３】本発明の従来例におけるｍ相ＰＳＫ変調器
の構成を示すブロック図である。

【図１４】同従来例における位相遷移を表す図であ
る。

【符号の説明】

１直列並列変換器２信号点配置器３波形整形フィルタ４直交変調器５非線形増幅器６挿入信号発生器７波形データメモリ８遅延器９加算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直列並列変換器と、信号点配置器と、波
形整形フィルタと、直交変調器から構成されるｍ相ＰＳ
Ｋ変調器において、情報信号間の位相遷移に伴う振幅レベルの変動を緩和す
るために位相遷移情報から挿入信号を生成する挿入信号
発生器と、上記挿入信号の波形データを蓄積する波形データメモリ
と、上記波形整形フィルタの遅延に対応する遅延時間を持つ
遅延器と、を備え、ベースバンド情報信号に挿入信号を
付加することを特徴とするｍ相ＰＳＫ変調器。
【請求項２】受信機でサンプリングされる情報シンボ
ル中心での挿入信号の大きさが０となる形状の挿入信号
波形データを上記波形データメモリに有することを特徴
とする請求項１に記載のｍ相ＰＳＫ変調器。
【請求項３】上記情報信号に付加される挿入信号の大
きさの制御を行うゲイン調整器を上記挿入信号発生器の
後段に有することを特徴とする請求項１に記載のｍ相Ｐ
ＳＫ変調器。
【請求項４】上記波形データメモリに蓄積される上記
挿入信号の波形データと上記ゲイン調整器の設定値をそ
れぞれ選択することにより、様々な送信機出力スペクト
ル特性と受信機での誤り率特性が実現可能であることを
特徴とする請求項３に記載のｍ相ＰＳＫ変調器。
【請求項５】上記波形データメモリと上記遅延器を廃
し、上記挿入信号用の波形整形フィルタを有し、帯域制
限された上記挿入信号を出力することを特徴とする請求
項３に記載のｍ相ＰＳＫ変調器。