JPH10276171A - ディジタル変調におけるフェージング信号生成装置 - Google Patents

ディジタル変調におけるフェージング信号生成装置

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JPH10276171A
JPH10276171A JP9458697A JP9458697A JPH10276171A JP H10276171 A JPH10276171 A JP H10276171A JP 9458697 A JP9458697 A JP 9458697A JP 9458697 A JP9458697 A JP 9458697A JP H10276171 A JPH10276171 A JP H10276171A
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Masaharu Tauchi
正治 田内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で高速サンプリング周波数の適切
なフェージング特性を有するフェージング信号を生成す
るディジタル変調におけるフェージング信号生成装置を
提供すること。 【解決手段】 フェージングパラメータ作成手段2にお
いて、サンプリング周波数が低周波数のフェージングパ
ラメータを作成して、フェージングパラメータの初期値
と増分値を算出し、この初期値と増分値をそれぞれ初期
値レジスタ4、増分値レジスタ5に保持し、高速クロッ
ク信号6で初期値レジスタ4、増分値レジスタ5から初
期値と増分値とを読み出し、直線補間によるパラメータ
生成手段7で直線補間を行って、フェージングパラメー
タを作成し、このフェージングパラメータと高速サンプ
リングデータ9とを乗算器8で乗算してフェージング特
性を有するフェージング信号10を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明は、CDMA(code
division multiple access:符号分割マルチプルアクセ
ス)方式などのディジタル変調方式の移動体通信で用い
られるフェージングシミュレータにおいて、高速サンプ
リングデータに対して、フェージングパラメータを掛け
合わせることにより、ディジタル信号処理でフェージン
グ特性を持つ信号を生成するディジタル変調におけるフ
ェージング信号生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、ディジタル移動通信の分野では、
FDMA(frequency division multiple access: 周波
数分割マルチプルアクセス)方式やTDMA(time div
isionmultiple access:時割マルチプルアクセス)方式
より周波数の利用効率のよいCDMA方式が注目を集め
ている。
【0003】CDMA方式は、送信側と受信側とで同一
の拡散符号を割り当てることにより符号多重された信号
を受信側で逆拡散することにより、自局の情報を取り出
すことができる。異なる符号で拡散された他局信号は受
信側で符号相関が取れないために、雑音とみなされる。
【0004】しかし、少数ユーザでCDMA方式を採用
する場合では、各局間の相関がほとんどないため正しい
通信が可能であるが、多数のユーザにより多重通信する
と、各ユーザ間での完全な直交性が損なわれ、他局の信
号の干渉波として自局に影響を与えることになる。この
干渉波を除去するためにRAKE受信や誤り訂正方式な
どが用いられるが、干渉波除去機能をいかに引き出せる
かがシステムの特性を左右するポイントとなる。
【0005】したがって、CDMA方式の開発評価に
は、疑似的に複数の干渉波を発生することのできる標準
信号発生器が必要となる。この標準信号発生器は、基地
局と携帯端末の両方が評価でき、任意の干渉波を発生す
ることができるとともに、マルチパスフェージング環境
を作り出すために、フェージングシミュレーション機能
を有していることが要求される。
【0006】ここで、フェージングを得る過程について
概述する。図3は直交変調回路の基本的原理構成を示す
ブロック図であり、図3の乗算器21の一方の入力端に
直交ベースバンド信号Iを入力させるとともに、乗算器
22の一方の入力端に直交ベースバンド信号Qを入力さ
せ,(1)式のローカル信号LOとして、 LO=cosωc t・・・(1) を乗算器21の他方の入力端に入力させるとともに、こ
のローカル信号LO=cosωc t を90度移相器23
で90度位相をシフトさせて乗算器22の他方の入力端
に次の(2)式のローカル信号LOを、 LO=−sinωc t・・・(2) として入力させる。
【0007】これにより、乗算器21において、直交ベ
ースバンド信号Iとローカル信号LO=cosωc tと
の乗算を行って、加算器24の一方の入力端に出力す
る。同様にして、乗算器22において、直交ベースバン
ド信号Qとローカル信号LO=−sinωc tとの乗算
を行って、加算器24の他方の入力端に出力する。
【0008】加算器24では、両乗算器21と22の出
力を加算して、次の(3)式のような加算結果、すなわ
ち、直交変調信号(St)が得られる。 (St)=Icosωc t−Qsinωc t・・・(3)
【0009】一方、このような直交変調信号にフェージ
ング特性をもたせるためのレイリーフェージング発生器
の基本的回路構成を図4に示す。図4において、搬送波
cosω1 tを乗算器25の一方の入力端に入力させる
とともに、90度移相器26に入力させて、−sinω
1 tとして乗算器27の一方の入力端に入力させる。
【0010】乗算器25,27の各他方の入力端には、
それぞれ独立したガウス雑音信号x(t),y(t)を
入力させる。これにより、乗算器25では、搬送波co
sω1 tとガウス雑音信号x(t)との乗算を行う。同
様にして、乗算器27は搬送波−sinω1 tとガウス
雑音信号y(t)との乗算を行う。
【0011】乗算器25,27の各演算結果は加算器2
8に出力され、加算器28で乗算器25,27の各演算
結果を加算することにより、次の(4)式のようなレイ
リーフェージングの一般式で示すようなレイリーフェー
ジング信号e(t)が得られる。 e(t)=x(t)cosω1 t−y(t)sinω1 t・・・(4) このようにして得られた直交変調信号S(t)とレイリ
ーフェージング信号e(t)とを加え合わせる回路を構
成することにより、図5に示すような上述の標準信号発
生器が得られる。
【0012】図5は図3の直交変調回路の出力端すなわ
ち加算器24の出力端を、図4のレイリーフェージング
発生器の入力端すなわち乗算器25の一方の入力端と9
0度移相器26の入力端とに接続し、図4のレイリーフ
ェージング発生器の入力信号として、直交変調回路から
出力される直交変調信号を入力するようにしている。
【0013】図5において、図3,図4と同一部分には
同一符号が付されており、直交変調回路から出力される
直交変調信号S(t)は前記(3)式で示したとおりで
ある。また、レイリーフェージング発生器における乗算
器25から加算器28に送出される乗算器25の出力信
号29は、次の(5)式に示すようになる。 x(t)(Icosωc t−Qsinωc t) =Ix(t)cosωc t−Qx(t)sinωc t・・・(5) また、乗算器27の出力信号30は次の(6)式に示す
ようになり、 −Isinωc t−Qcosωc t・・・(6) したがって、乗算器28の出力信号は次の(7)式に示
すようになる。 −y(t)sinωc t−Qy(t)cosωc t・・・(7) 乗算器25の出力信号29、すなわち(5)式に示す信
号と、乗算器27の出力信号30、すなわち(7)式に
示す信号は加算器28で加算されることにより、次の
(8)式に示すように、レイリーフェージング信号e
(t)が得られる。 e(t)=Ix(t)cosωc t−Qx(t)sinωc t −Iy(t)sinωc t−Qy(t)cosωc t・・・(8) (8)式に示すレイリーフェージング信号e(t)が前
述のフェージング特性を含む標準信号となるものであ
る。
【0014】ところで、CDMA方式において、このよ
うなフェージングシミュレーション機能を有する標準信
号発生器を得るには、(1).乗算器を使用して、ハー
ドウェアでディジタル変調信号に高速サンプリング周波
数でサンプリングした高速サンプリングデータにフェー
ジングをかける方法、(2).DSP(ディジタル信号
処理装置)を使用してフェージングをかける方法、の2
通りがある。
【0015】このうち、(1)のハードウェアでフェー
ジングをかける方法の場合には、図6に示すように、乗
算器32を用いて、高速サンプリングデータ33とフェ
ージングパラメータ34とを掛け合わせるもので、高速
サンプリングデータ33の周波数が10MHzに対し
て、乗算器32を高速なクロック信号により動作する汎
用の乗算器を用い、これと同じサンプリング周波数で生
成されるフェージングパラメータ34を掛けることによ
り、高速サンプリングデータのフェージング特性を得る
ものである。
【0016】一方、(2)のDSPを使用してフェージ
ングをかける方法の場合においては、通常フェージング
の最大周波数は2KHz程度に設定される。したがっ
て、信号処理におけるフェージングパラメータ算出のた
めのサンプリング周波数は10KHz程度で十分であ
る。10KHz程度のサンプリング周波数のフェージン
グパラメータはDSPで算出が可能である。
【0017】そこで、図7に示すように、DSP35で
フェージングパラメータを算出して、このフェージング
パラメータを低速クロック信号38でフェージングパラ
メータレジスタ37に保持させたのち、このフェージン
グパラメータレジスタ37からフェージングパラメータ
34を読み出して、乗算器32に加えることにより乗算
器32で高速サンプリングデータ36と掛け合わせるこ
とによって、高速サンプリンデータ36にフェージング
特性をもたせるものである。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】このように、(1)の
ハードウェアでフェージングをかける方法の場合に、フ
ェージングパラメータ34を得るためには、複雑な演算
が必要であり、これをハードウェアで構成するには、回
路構成が複雑になり、実現するのが困難である。
【0019】また、(2)のDSPを使用してフェージ
ングをかける方法の場合においては、10MHzのサン
プリング周波数の高速サンプリングデータ36は0.1
μsの周期であり、フェージングパラメータ34のサン
プリング周波数が10KHz(0.1msの周期)で
は、1000個のデータを同じフェージングパラメータ
34と乗算器32で掛け合わせることになる。したがっ
て、高速サンプリングデータ36に対してフェージング
パラメータ34が階段状の変化となり、実際のフェージ
ング特性と一致しないという課題がある。
【0020】この発明は、DSPで算出したフェージン
グパラメータの初期値と増分値を求めて直線補間を行
い、高速サンプリング周波数のフェージングパラメータ
を求めることにより、フェージングパラメータが階段状
になることを防止し、簡単な回路構成でフェージング特
性を満足した高速サンプリングデータにフェージング特
性を加えるディジタル変調におけるフェージング信号生
成装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明は、サンプリング周波数が比較的低周波数
のフェージングパラメータを作成して、フェージングパ
ラメータの初期値と増分値を算出するフェージングパラ
メータ作成手段1と、フェージングパラメータ作成手段
1で作成したフェージングパラメータの初期値を保持す
る初期値レジスタ4と、フェージングパラメータ作成手
段1で作成したフェージングパラメータの増分値を保持
する増分値レジスタ5と、初期値レジスタ4に保持され
たフェージングパラメータの初期値と増分値レジスタ5
に保持されたフェージングパラメータの増分値とを用い
て直線補間を行って高速サンプリング周波数のフェージ
ングパラメータを算出する直線補間によるフェージング
パラメータ生成手段7と、高速サンプリングデータ9と
フェージングパラメータ生成手段7で生成されたフェー
ジングパラメータとの乗算を行って高速サンプリングデ
ータ9にフェージング特性をもたせたフェージング信号
7を生成する乗算器8とを備える。
【0022】
【発明の実施の形態】次に、この発明のディジタル変調
におけるフェージング信号生成装置の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1はこの発明の一実施の
形態の構成を示すブロック図である。
【0023】図1は、DSPによるフェージングパラメ
ータ作成手段により算出したフェージングパラメータの
初期値と増分値を求めて直線補間を行い、高速サンプリ
ング周波数のフェージングパラメータを求め、このフェ
ージングパラメータを高速サンプリングデータと掛け合
わせる乗算器を使用してハードウェアで高速サンプリン
グデータにフェージング特性をもたせるようにする場合
の実施の形態を示すものである。図1で、フェージング
信号生成装置1全体は破線で包囲して示されている。
【0024】フェージング信号生成装置1における乗算
器8の一方の入力端には、ディジタル変調信号を高速サ
ンプリング周波数でサンプリングした高速サンプリング
データ3が入力される。乗算器8の他方の入力端には、
直線補間によるパラメータ生成手段7からのフェージン
グパラメータが入力される。乗算器8は高速サンプリン
グデータ3とフェージングパラメータとの乗算を行い、
高速サンプリングデータ3にフェージング特性をもたせ
たフェージング信号10を生成して出力する。
【0025】このフェージングパラメータはDSPによ
り作成され、10KHzのサンプリング周波数と同じ低
速クロック信号3に同期してフェージングパラメータの
初期値と増分値とを算出し、この算出されたフェージン
グパラメータの初期値を図1におけるハードウェアであ
る初期値レジスタ4に保持させるとともに、算出された
フェージングパラメータの増分値を同様にして、ハード
ウェアである増分値レジスタ5に保持する。
【0026】これらの初期値レジスタ4に保持されたフ
ェージングパラメータの初期値と、増分レジスタ5に保
持されたフェージングパラメータの増分値はそれぞれ高
速クロック信号6により読み出されて、直線補間による
パラメータ生成手段7に送出される。
【0027】この場合の高速クロック信号6は、前記低
速クロック信号3が10KHzであるのに対して、デイ
ジタル変調信号を高速でサンプリングする高速サンプリ
ング周波数である10MHzと同じである。
【0028】高速クロック信号6により、乗算器と加算
器とで構成された直線補間によるパラメータ生成手段7
にフェージングパラメータの初期値と、フェージングパ
ラメータの増分が送られることにより、直線補間による
パラメータ生成手段7はフェージングパラメータが初期
値から増加方向に変化する分を直線的になるように補間
して、高速サンプリング周波数のフェージングパラメー
タを算出する。
【0029】補間されたフェージングパラメータは高速
サンプリングデータ9に対して、階段状に変化すること
がなくなり、この補間されたフェージングパラメータは
前記高速クロック信号6に同期して直線補間によるパラ
メータ生成手段7から乗算器8の他方の入力端に入力さ
れる。これにより、乗算器8は高速サンプリングデータ
9と補間されたフェージングパラメータとの乗算を行
い、高速サンプリングデータ9に高速サンプリング周波
数の適切なフェージング特性をもつフェージング信号1
0を乗算器8から出力される。したがって、実際のフェ
ージング特性を満足したフェージング特性が得られる。
【0030】図2はこの発明のディジタル変調における
フェージング信号生成装置の第2の実施の形態の構成を
示すブロック図である。図2では、図1内のフェージン
グパラメータ作成手段2として、DSP2aを用いたも
のである。
【0031】また、ディジタル変調信号をA/D(アナ
ログ/ディジタル)変換器2bで高速サンプリングして
ディジタルの高速サンプリングデータ3を得る場合を示
している。さらに、直線補間によるパラメータ生成手段
7として、直線補間回路7aが使用されている。
【0032】図2で、A/D変換器2bにおいてディジ
タル変調信号を高速サンプリング周波数のクロック信号
でサンプリングして、高速サンプリングデータ9を乗算
器8の一方の入力端に入力させている。その他の構成と
動作は図1と同様である。この図2の構成の場合も、図
1の場合と同様に、簡単なハードウェアで高速サンプリ
ング周波数の適切なフェージング特性をもつフェージン
グ信号を生成することができる。
【0033】
【発明の効果】この発明のディジタル変調におけるフェ
ージング信号生成装置によれば、フェージングパラメー
タ作成手段により算出したフェージングパラメータの初
期値と増分値を求めて直線補間を行い、高速サンプリン
グ周波数のフェージングパラメータを求め、このフェー
ジングパラメータを高速サンプリンデータと掛け合わせ
るようにしたので、簡単なハードウェアによる回路構成
でフェージング信号を生成するこができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のディジタル変調におけるフェージン
グ信号生成装置の第1の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】この発明のディジタル変調におけるフェージン
グ信号生成装置の第2の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】従来の直交変調回路の基本的な構成を示すブロ
ック図である。
【図4】従来のレイリーフェージング回路の基本的な構
成を示すブロック図である。
【図5】図4の直交変調回路と図5のレイリーフェージ
ング回路とを組み合わせた従来のレイリーフェージング
回路の構成を示すブロック図である。
【図6】乗算器を使用した従来のフェージング信号生成
装置の構成を示すブロック図である。
【図7】DSPを使用した従来のフェージング信号生成
装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 フェージング信号生成装置 2 フェージングパラメータ作成手段 2a DSP 3 低速クロック信号 4 初期値レジスタ 5 増分値レジスタ 6 高速クロック信号 7 直線補間によるパラメータ生成部 7a 直線補間回路 8,11〜14,17,18 乗算器 15,16、20 加算器 FS フェージングシミユレーション回路 QM 直交変調回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプリング周波数が比較的低周波数の
    フェージングパラメータを作成して、フェージングパラ
    メータの初期値と増分値を算出するフェージングパラメ
    ータ作成手段(1) と、 前記フェージングパラメータ作成手段(1) で作成したフ
    ェージングパラメータの初期値を保持する初期値レジス
    タ(4) と、 前記フェージングパラメータ作成手段(1) で作成したフ
    ェージングパラメータの増分値を保持する増分値レジス
    タ(5) と、 前記初期値レジスタ(4) に保持されたフェージングパラ
    メータの初期値と前記増分値レジスタ(5) に保持された
    フェージングパラメータの増分値とを用いて直線補間を
    行って高速サンプリング周波数のフェージングパラメー
    タを算出する直線補間によるフェージングパラメータ生
    成手段(7) と、 前記高速サンプリングデータ(9) と前記フェージングパ
    ラメータ生成手段(7)で生成されたフェージングパラメ
    ータとの乗算を行って前記高速サンプリングデータ(9)
    にフェージング特性をもたせたフェージング信号(7) を
    生成する乗算器(8) と、を備えることを特徴とするディ
    ジタル変調におけるフェージング信号生成装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のディジタル変調における
    フェージング信号生成装置において、 前記フェージングパラメータ作成手段(2) は、ディジタ
    ル信号処理装置(11)であることを特徴とするディジタル
    変調におけるフェージング信号生成装置。
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