JPH10304001A - 変調器及び変調方法 - Google Patents
変調器及び変調方法Info
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- JPH10304001A JPH10304001A JP10056193A JP5619398A JPH10304001A JP H10304001 A JPH10304001 A JP H10304001A JP 10056193 A JP10056193 A JP 10056193A JP 5619398 A JP5619398 A JP 5619398A JP H10304001 A JPH10304001 A JP H10304001A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
- H04L27/2032—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner
- H04L27/2092—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner with digital generation of the modulated carrier (does not include the modulation of a digitally generated carrier)
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Abstract
る。 【解決手段】 補間フィルタ12、15は、ディジタル
ベースバンド信号の同相成分及び直交成分の周波数を中
間周波数の4倍に周波数変調する。Δシグマ変調回路1
3、16は、周波数変調された信号をΔシグマ変調す
る。LPF21、22は、Δシグマ変調された信号から
不要周波数成分を除去する。スイッチング回路27は、
LPFを通過させた信号を中間周波数の4倍のサンプリ
ング周波数で、同相成分、直交成分の符号反転成分、同
相成分の符号反転成分、直交成分の順に選択し、ディジ
タル直交信号を出力する。NビットD/A変換器24
は、ディジタル直交信号をアナログ直交信号に変換す
る。
Description
信等において使用され、ディジタルベースバンド信号を
直交変調する変調器及び変調方法に関する。
テム等においては、特開平6−21991号公報等に開
示されているように、送信される信号を同相成分と直交
成分に分割し、それぞれ成分を△シグマ変調した後に直
交変調する変調器が使用されることがある。
明する。図1は、従来の変調器の構成を示すブロック図
である。図7において、△シグマ変調器2は、入力端子
1から入力された変調信号を2進の信号に変換し、乗算
回路3に出力する。また、乗算回路3は、△シグマ変調
器2から出力された2進信号と搬送波信号とを乗算して
振幅変調信号を生成し、出力端子4に出力する。
作について説明する。まず、入力端子1から入力された
変調信号が△シグマ変調器2にて△シグマ変調され、2
値の△シグマ変調信号が出力される。次に、Δシグマ変
調信号と搬送波信号とが乗算回路3にて乗算されて振幅
変調信号が生成され、この振幅変調信号が出力端子4を
介して他の装置へ出力される。このようにして、従来の
変調器は、送信信号をディジタル直交信号に変調するこ
とができる。
調器においては、Δシグマ変調を実現する上で避けられ
ない処理である高いサンプリング周波数下で直交変調の
ための乗算が必要となる。このため、高速乗算器が必要
となり、消費電力が大きくなるという問題点がある。本
発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、高速乗算
器を必要とせず、消費電力の少ない変調器及び変調方法
を提供することを目的とする。
するために、以下のような手段を講じた。請求項1記載
の変調器の発明は、ディジタルベースバンド信号の同相
成分及び直交成分の中心周波数を中間周波数の4倍に変
調する周波数変調手段と、前記周波数変調されたディジ
タルベースバンド信号を△シグマ変調する△シグマ変調
手段と、前記△シグマ変調されたディジタルベースバン
ド信号から不要周波数成分を除去する除去手段と、前記
不要周波数成分を除去されたディジタルベースバンド信
号から中間周波数のディジタル直交信号を生成する直交
変調手段を具備する構成を採る。また、請求項2記載の
発明は、請求項1記載の変調器において、直交変調手段
は、中間周波数の4倍のサンプリング周波数で、ディジ
タルベースバンド信号の同相成分、直交成分の符号反転
信号同相成分の符号反転信号及び直交成分をその順に選
択する構成を採る。また、請求項3記載の発明は、請求
項1又は請求項2に記載の変調器において、除去手段
は、低周波数成分のみを通過させる低域通過フィルタで
ある構成を採る。また、請求項4記載の発明は、請求項
1又は請求項2に記載の変調器において、除去手段は、
ディジタルベースバンド信号の同相成分及び直交成分を
1サンプリング周波数だけ遅延させる遅延回路と、ディ
ジタルベースバンド信号の同相成分及び直交成分に前記
遅延回路の出力成分を加算する加算器とを含む構成を採
る。また、請求項10記載の変調方法は、ディジタルベ
ースバンド信号の同相成分及び直交成分の中心周波数を
中間周波数の4倍に周波数変調する工程と、この周波数
変調した信号を△シグマ変調する工程と、この△シグマ
変調した信号から不要周波数成分を除去する工程と、こ
の不要周波数成分を除去した信号から中間周波数のディ
ジタル直交信号を生成する工程とを有する方法を採る。
また、請求項11記載の発明は、請求項10記載の変調
方法において、ディジタル直交信号を生成する工程は、
中間周波数の4倍のサンプリング周波数で、ディジタル
ベースバンド信号の同相成分、直交成分の符号反転信
号、同相成分の符号反転信号及び直交成分をその順に選
択する方法を採る。また、請求項12記載の発明は、請
求項10又は請求項11に記載の変調方法において、不
要周波数成分を除去する工程は、低域通過フィルタによ
り行われる方法を採る。また、請求項13記載の発明
は、請求項10又は請求項11に記載の変調方法におい
て、不要周波数成分を除去する工程は、ディジタルベー
スバンド信号の同相成分及び直交成分とこれらを1サン
プリング周波数だけ遅延させた成分とを加算することに
より行われる方法を採る。これらの構成により、ディジ
タルベースバンド信号の変調器にて乗算器を使用せず直
交変調できるので、変調器における消費電力を低減でき
る。また、不要周波数成分を除去することにより、直交
変調時の量子化雑音の影響を軽減してS/N比を改善で
きるため、高精度の変調を実現できる。
ルベースバンド信号の同相成分及び直交成分の中心周波
数を中間周波数の4倍に変調する周波数変調手段と、前
記周波数変調されたディジタルベースバンド信号を△シ
グマ変調する△シグマ変調手段と、前記△シグマ変調さ
れたディジタルベースバンド信号を1サンプリング周波
数だけ遅延させる遅延回路と、前記△シグマ変調された
ディジタルベースバンド信号から中間周波数の第1ディ
ジタル直交信号を生成する第1直交変調手段と、前記遅
延されたディジタルベースバンド信号から中間周波数の
第2ディジタル直交信号を生成する第2直交変調手段
と、前記第1及び第2ディジタル直交信号を加算する加
算手段とを具備する構成を採る。また、請求項6記載の
発明は、請求項5記載の変調器において、第1及び第2
直交変調手段は、同時に中間周波数の4倍のサンプリン
グ周波数で、ディジタルベースバンド信号の同相成分、
直交成分の符号反転信号、同相成分の符号反転信号及び
直交成分をその順に選択する構成を採る。また、請求項
14記載の変調方法は、ディジタルベースバンド信号の
同相成分及び直交成分の中心周波数を中間周波数の4倍
に周波数変調する工程と、この周波数変調した信号を△
シグマ変調する工程と、この△シグマ変調した信号から
不要周波数成分を除去する工程と、△シグマ変調手段を
通過した信号を1サンプリング周波数だけ遅延させる工
程と、△シグマ変調手段を通過した信号から中間周波数
の第1ディジタル直交信号を生成する工程と、1サンプ
リング周波数だけ遅延した信号から中間周波数の第2デ
ィジタル直交信号を生成する工程と、前記第1及び第2
ディジタル直交信号を加算する工程とを有する方法を採
る。また、請求項15記載の発明は、請求項14記載の
変調方法において、第1ディジタル直交信号を生成する
工程及び第2ディジタル直交信号を生成する工程は、同
時に中間周波数の4倍のサンプリング周波数で、ディジ
タルベースバンド信号の同相成分、直交成分の符号反転
信号、同相成分の符号反転信号及び直交成分をその順に
選択する方法を採る。これらの構成により、不要周波数
成分を除去する手段として低域通過フィルタを使用する
場合に比べ、量子化雑音の影響を低減させたまま変調器
の小型化を図ることができる。
ルベースバンド信号の同相成分及び直交成分を1ビット
単位で△シグマ変調する1ビット△シグマ変調手段と、
余弦搬送波及び正弦搬送波を発生させる搬送波発生手段
と、1ビット△シグマ変調されたディジタルベースバン
ド信号の符号に基き前記余弦搬送波及び正弦搬送波を変
換する搬送波変換手段と、変換された余弦搬送波と正弦
搬送波とを加算することによりディジタル直交信号を出
力する搬送波加算器とを具備する構成を採る。また、請
求項8記載の発明は、請求項7記載の変調器において、
搬送波変換手段は、ディジタルベースバンド信号の同相
成分の符号が正ならば余弦搬送波をそのまま出力し、負
ならば余弦搬送波の符号を反転して出力し、ディジタル
ベースバンド信号の直交成分の符号が正ならば正弦搬送
波の符号をそのまま出力し、負ならば正弦搬送波の符号
を反転して出力することにより変換を行う構成を採る。
また、請求項16記載の変調方法は、ディジタルベース
バンド信号の同相成分及び直交成分を1ビット単位で△
シグマ変調する工程と、余弦搬送波及び正弦搬送波を発
生させる工程と、前記1ビット△シグマ変調されたディ
ジタルベースバンド信号の符号に基き前記余弦搬送波及
び正弦搬送波を変換する工程と、前記変換された余弦搬
送波と正弦搬送波とを加算することによりディジタル直
交信号を出力する工程とを有する方法を採る。また、請
求項17記載の発明は、請求項16記載の変調方法にお
いて、余弦搬送波及び正弦搬送波を変換する工程は、デ
ィジタルベースバンド信号の同相成分の符号が正ならば
余弦搬送波をそのまま出力し、負ならば余弦搬送波を符
号反転して出力し、ディジタルベースバンド信号の直交
成分の符号が正ならば正弦搬送波をそのまま出力し、負
ならば正弦搬送波を符号反転することにより変換を行う
方法を採る。これらに構成により、乗算器を使用せず変
調器における消費電力を低減し、しかも、任意のサンプ
リング周波数にてディジタルベースバンド信号を直交変
調できる。
ルベースバンド信号の同相成分及び直交成分を△シグマ
変調する△シグマ変調手段と、前記△シグマ変調された
ディジタルベースバンド信号に応じたアドレスを発生さ
せるアドレス発生手段と、前記アドレスに基いて、格納
したディジタル直交信号を読出す読出し手段とを具備す
る構成を採る。また、請求項18記載の変調方法は、デ
ィジタルベースバンド信号の同相成分及び直交成分を△
シグマ変調する工程と、△シグマ変調したディジタルベ
ースバンド信号の値に応じたアドレスを発生させる工程
と、前記アドレスに基いて、格納したディジタル直交信
号を出力する工程とを有する方法を採る。これらの構成
により、多ビットの加減算を行わずにディジタルベース
バンド信号を直交変調できるので、さらに消費電力を低
減できる。
求項1乃至請求項9のいずれかに記載の変調器によりデ
ィジタルベースバンド信号の直交変調を行う構成を採
る。また、請求項20記載の基地局装置は、請求項1乃
至請求項9のいずれかに記載の変調器によりディジタル
ベースバンド信号の直交変調を行う構成を採る。また、
請求項21記載の無線通信システムは、請求項19記載
の移動局装置と請求項20記載の基地局装置とにより無
線通信を行う構成を採る。
て、図面を用いて説明する。 (実施の形態1)本発明の実施の形態1においては、デ
ィジタルベースバンド信号の中心周波数を中間周波数の
4倍に高めて△シグマ変調し、この信号及びその符号反
転信号をスイッチング回路にて中間周波数の4倍のサン
プリング周波数で切替えて選択することにより直交変調
を行う変調器について説明する。
調器の構成を示すブロック図である。ここで、信号を無
線で送信する場合、一般的に、ディジタルベースバンド
信号の中心周波数を一定の中間周波数まで高めてから高
周波の搬送波を乗算する。補間フィルタ12は、入力端
子11から入力されたディジタルベースバンド信号の同
相成分(以下、「I信号」という)の中心周波数を中間
周波数の4倍に高め、周波数を高められた信号を△シグ
マ変調回路13に出力する。同様に、補間フィルタ15
は、入力端子14から入力されたディジタルベースバン
ド信号の直交成分(以下、「Q信号」という)の中心周
波数を中間周波数の4倍に高め、周波数を高められた信
号を△シグマ変調回路16に出力する。△シグマ変調回
路13は、補間フィルタ12から入力したI信号を△シ
グマ変調することにより2進の信号に変換し、変換され
た信号をスイッチング回路17に出力する。同様に、△
シグマ変調回路16は、補間フィルタ15から入力した
Q信号を△シグマ変調することにより2進の信号に変換
し、変換された信号をスイッチング回路17に出力す
る。
れたI信号及びQ信号からこれらの符号反転信号(以
下、「nI信号」及び「nQ信号」という)を生成する
とともに、中間周期の1/4のサンプリング周期で前記
4種類の信号(I信号、Q信号、nI信号及びnQ信号)
をI信号、nQ信号、nI信号及びQ信号の順で選択する
ことにより直交変調を行い、これにより得られた中間周
波数を有するディジタル直交信号をD/A変換器18に
出力する。D/A変換器18は、スイッチング回路17
から入力したディジタル直交信号をアナログ直交信号に
変換し、変換されたアナログ直交信号を出力端子19を
介して他の装置に出力する。
器の直交変調処理について詳細に説明する。中間周波数
における直交変調波s(t)は、I信号成分をi(t)、Q信号
成分をq(t)、中間周波数をfoとすると以下に示す式
(1)で表わされる。 s(t)=i(t)×cos(2πfo t)−q(t)×sin(2πfo t) (1) そして、サンプリング周波数fsは中間周波数foの4倍に
設定されているので、上記式(1)は以下に示す式
(2)に変形できる。 s(t)=i(t)×cos(2πfs t/4)−q(t)×sin(2πfs t/4) (2) ここで、直交変調波s(t)は、サンプリング周期Ts=1/f
sごとにサンプリングされて出力されるディジタル直交
信号と等価である。よって、式(2)は、nを整数とし
て、以下に示す式(3)から(6)に置き換えることができ
る。 s(t)=i(t) (t=4nTs) (3) s(t)=−q(t) (t=(4n+1)Ts) (4) s(t)=−i(t) (t=(4n+2)Ts) (5) s(t)=q(t) (t=(4n+3)Ts) (6) すなわち、直交変調は、スイッチング回路17をI信
号、nQ信号、nI信号、Q信号の順でサンプリング周
期Tsごとに順次選択させることにより達成できる。
の流れについて説明する。まず、入力端子11に入力さ
れたI信号は、補間フィルタ12にて中心周波数を中間
周波数の4倍に高められ、△シグマ変調回路13にて△
シグマ変調される。同様に、入力端子14に入力された
Q信号は、補間フィルタ15にて中心周波数を中間周波
数の4倍に高められ、△シグマ変調回路16にて△シグ
マ変調される。次に、スイッチング回路17にて、△シ
グマ変調されたI信号及びQ信号からこれらの符号反転
信号であるnI信号及びnQ信号が生成される。そし
て、スイッチング回路17において、I信号、nQ信
号、nI信号及びQ信号が、この順で中間周期の1/4
のサンプリング周期ごとに順次選択され、直交変調され
た中間周波数のディジタル直交信号が出力される。次
に、D/A変換器18にて、ディジタル直交信号がアナ
ログ直交信号に変換され、変換されたアナログ信号は出
力端子19を介して他の装置に出力される。
ては、直交変調処理をスイッチング回路にて行うことが
できるので、高速乗算器を用いる場合に比べ演算規模を
大幅に削減でき、消費電力を低下できる。
おいては、ディジタルベースバンド信号の中心周波数を
中間周波数の4倍に高めて△シグマ変調し、△シグマ変
調された信号を低域通過フィルタ(以下、「LPF」と
いう)に通過させ、この信号及びその符号反転信号をス
イッチング回路にて中間周波数の4倍のサンプリング周
波数で切替えて選択することにより直交変調を行う変調
器について説明する。
調器の構成を示すブロック図である。なお、図1と共通
する部分は図1と同一符号を付してその説明を省略す
る。図2に示すように、実施の形態2における変調器
は、実施の形態1における変調器と比較して、LPF2
1が△シグマ変調回路13とスイッチング回路17との
間に挿入され、LPF22が△シグマ変調回路16とス
イッチング回路17との間に挿入される。
2の周波数にノッチのある低域通過フィルタであり、サ
ンプリング周波数の1/2の周波数近傍における量子化
雑音等の不要周波数成分を除去する。同様に、LPF2
2は、サンプリング周波数の1/2の周波数にノッチの
ある低域通過フィルタであり、サンプリング周波数の1
/2の周波数近傍における量子化雑音等の不要周波数成
分を除去する。スイッチング回路17は、LPF21を
通過したI信号からnI信号を生成し、LPF22を通過
したQ信号からnQ信号を生成し、中間周期の1/4の
サンプリング周期で、I信号、nQ信号、nI信号及びQ
信号をその順で選択することにより直交変調を行い、中
間周波数のディジタル直交信号を出力する。NビットD
/A変換器23は、スイッチング回路17から出力され
たディジタル直交信号をアナログ直交信号に変換し、変
換されたアナログ直交信号を出力端子19を介して他の
装置に出力する。
号と雑音の関係について、図3の波形図を用いて説明す
る。なお、実施の形態2においてはI信号について説明
するが、Q信号の場合も同様に説明できる。図3(a)
はLPF通過前のI信号の波形を示す波形図であり、図
3(b)はLPFを通過しないI信号を直交変調した際
の信号の波形を示す波形図である。また、図3(c)は
LPF通過後のI信号の波形を示す波形図であり、図3
(d)はLPFを通過したI信号を直交変調した際の信
号の波形を示す波形図である。
マ変調出力(A1、A2)は、サンプリング周期fsごと
にピークとなる。また、△シグマ変調出力に含まれる量
子化雑音(B1)は、△シグマ変調方式の特徴により、
サンプリング周波数fsの1/2の周波数でピークとなる
ノイズシェービングを受けている。そして、図3(b)
に示すように、I信号の△シグマ変調出力(A1、A
2)をサンプリング周波数の1/4を中心周波数とする
中間周波数に直交変調すると、ディジタル直交信号(A
11、A12、A21、A22)のピークは、I信号の
△シグマ変調出力(A1、A2)から中間周波数fo=fs
/4だけ移動した位置に現れる。一方、量子化雑音(B
1)をサンプリング周波数の1/4を中心周波数とする
中間周波数に直交変調すると、直交変調された量子化雑
音(B11、B12)のピークは、fs/2−fo=fs/2
−fs/4=fs/4となる。このとき、移動したディジタ
ル直交信号(A11、A12、A21、A22)のピー
クと量子化雑音(B11、B12)のピークが重なる。
これにより、S/N比(信号対雑音比)が低減してしま
い、高精度の変調ができない。
信号の△シグマ変調出力(A1、A2)を、サンプリン
グ周波数の1/2にノッチができる特性のLPFに通過
させると、部分的に量子化雑音が除去され、サンプリン
グ周波数fsの1/2の周波数における量子化雑音(B
1)の影響を低減できる。これにより、図3(d)に示
すように、量子化雑音(B1)をサンプリング周波数の
1/4を中心周波数とする中間周波数に直交変調した場
合、移動したディジタル直交信号(A11、A12、A
21、A22)のピークである中間周波数fo=fs/4に
おいて、量子化雑音(B11、B12)を低減できる。
これにより、S/N比を改善して高精度の変調を行うこ
とができる。
or Mobil communication)の仕様が、位相精度の平均
値5°以下、最大値20°以下であるのに対し、上記実
施の形態の実験結果は、位相精度の平均値1.14°、
最大値3.33°である。なお、この実験結果は単に一
例であり、条件によっては更に良い結果が得られる。
の流れについて説明する。まず、入力端子11に入力さ
れたI信号は、補間フィルタ12にて中心周波数を中間
周波数の4倍に高められ、△シグマ変調回路13にて△
シグマ変調され、LPF21にて不要周波数成分が除去
される。同様に、入力端子14に入力されたQ信号は、
補間フィルタ15にて中心周波数を中間周波数の4倍に
高められ、△シグマ変調回路16にて△シグマ変調さ
れ、LPF22にて不要周波数成分が除去される。次
に、スイッチング回路17にて、不要周波数成分が除去
されたI信号及びQ信号からこれらの符号反転信号であ
るnI信号及びnQ信号が生成される。そして、I信号、
nQ信号、nI信号及びQ信号が、この順で中間周期の
1/4のサンプリング周期ごとに順次選択され、直交変
調された中間周波数のディジタル直交信号が出力され
る。次に、D/A変換器23にて、ディジタル直交信号
がアナログ直交信号に変換され、変換されたアナログ直
交信号が出力端子19を介して他の装置に出力される。
ては、I信号とQ信号の△シグマ変調出力をLPFに通
過させることにより、直交変調時の量子化雑音の影響を
軽減してS/N比を改善できるため、高精度の変調を実
現できる。
おいては、ディジタルベースバンド信号の中心周波数を
中間周波数の4倍に高めて△シグマ変調し、この信号及
びその符号反転信号、並びに、それらの遅延信号をスイ
ッチング回路にて中間周波数の4倍のサンプリング周波
数で切替えて選択し、加算することにより直交変調を行
う変調器について説明する。
調器の構成を示すブロック図である。なお、図2と共通
する部分は図2と同一符号を付してその説明を省略す
る。遅延回路41は、△シグマ変調されたI信号を1サ
ンプリング時間だけ遅延させ、遅延したI信号をスイッ
チング回路43に出力する。同様に、遅延回路42は、
△シグマ変調されたQ信号を1サンプリング時間だけ遅
延させ、遅延したQ信号をスイッチング回路43に出力
する。スイッチング回路43は、△シグマ変調回路13
を通過したI信号及び△シグマ変調回路16を通過した
Q信号からそれぞれnI信号及びnQ信号を生成し、遅
延回路41を通過した遅延I信号及び遅延回路42を通
過した遅延Q信号からそれぞれ遅延nI信号及び遅延n
Q信号を生成する。そして、前記8種類の信号から、中
間周期の1/4のサンプリング周期で、I信号と遅延I信
号、nQ信号と遅延nQ信号、nI信号と遅延nI信号、
並びに、Q信号と遅延Q信号の順序で2種類ずつ一対の
信号を選択して加算器44に出力する。加算器44は、
スイッチング回路43から同時に出力された一対の信号
を加算して中間周波数のディジタル直交信号を生成し、
ディジタル直交信号をNビットD/A変換器23に出力
する。加算器44から出力されるディジタル直交信号s
(t)は、以下に示す式(7)から(10)の繰り返しとな
る。 s(t)=i(t)−i(t−1) (t=4nTs) (7) s(t)=−q(t)+q(t−1) (t=(4n+1)Ts) (8) s(t)=−i(t)+i(t−1) (t=(4n+2)Ts) (9) s(t)=q(t)−q(t−1) (t=(4n+3)Ts) (10) このディジタル直交信号s(t)は、実施の形態2におい
て、LPF21及びLPF22が一次である場合であっ
て、LPF21及びLPF22を通過し、スイッチング
回路17で直交変調されたディジタル直交信号と同一の
信号である。よって、上記の構成により、LPFを使用
する場合に比べ、量子化雑音の影響を低減させたまま、
変調器の小型化を図ることができる。
おいては、ディジタルベースバンド信号を、所望のサン
プリング周波数に高めて1ビット△シグマ変調し、1ビ
ット△シグマ変調出力値に応じて、搬送波を符号処理し
て加算することにより直交変調する変調器について説明
する。ここでは、△シグマ変調出力が1ビットであるも
のを1ビット△シグマ変調という。
調器の構成を示すブロック図である。なお、図1と共通
する部分は図1と同一符号を付してその説明を省略す
る。図5において、補間フィルタ51は、入力端子11
から入力したI信号の周波数を所望のサンプリング周波
数fsに高める。同様に、補間フィルタ53は、入力端子
14から入力したQ信号の周波数を所望のサンプリング
周波数fsに高める。1ビット△シグマ変調回路52は、
補間フィルタ51から入力したI信号を1ビット△シグ
マ変調し、1ビット△シグマ変調されたI信号を直交変
調回路56に出力する。同様に、1ビット△シグマ変調
回路54は、補間フィルタ53から入力したQ信号を1
ビット△シグマ変調し、1ビット△シグマ変調されたQ
信号を直交変調回路56に出力する。擬送波発生回路5
5は、信号を無線で送信するための余弦搬送波及び正弦
搬送波を発生し、これらの搬送波を直交変調回路56に
出力する。直交変調回路56は、1ビット△シグマ変調
したI信号及びQ信号の値に応じて、搬送波発生回路5
5から入力した余弦搬送波及び正弦搬送波を符号処理
し、符号処理された余弦搬送波と符号処理された正弦搬
送波とを加算することにより直交変調処理を行い、この
ディジタル直交信号をD/A変換器57に出力する。
号成分i(t)及びQ信号成分q(t)は、ともに1または−1
となるので、ディジタル直交信号s(t)は、以下に示す式
(11)から(14)で表される。ただし、nを整数と
し、t=nTs=n/fsとする。 s(t)=cos(2πfo/fs)−sin(2πfo/fs) (i(t)=1,q(t)=1) (11) s(t)=cos(2πfo/fs)+sin(2πfo/fs) (i(t)=1,q(t)=−1) (12) s(t)=−cos(2πfo/fs)−sin(2πfo/fs) (i(t)=−1,q(t)=1) (13) s(t)=−cos(2πfo/fs)+sin(2πfo/fs) (i(t)=−1,q(t)=−1) (14) このように、i(t)=1のとき余弦搬送波をそのまま維持
し、i(t)=−1のとき余弦搬送波を符号反転し、q(t)=1
のとき正弦搬送波をそのまま維持し、q(t)=−1のとき
正弦搬送波を符号反転し、これらの符号化された余弦搬
送波及び正弦搬送波を加算することによりディジタル直
交信号が得られる。D/A変換器57は、ディジタル直
交信号をアナログ直交信号に変換し、変換したアナログ
直交信号を出力端子19を介して他の装置に出力する。
の流れについて説明する。まず、入力端子11に入力さ
れたI信号は、補間フィルタ51にて所望の周波数に高
められ、1ビット△シグマ変調回路52にて1ビット△
シグマ変調される。同様に、入力端子14に入力された
Q信号は、補間フィルタ53にて所望の周波数に高めら
れ、1ビット△シグマ変調回路54にて1ビット△シグ
マ変調される。次に、直交変調回路56にて、1ビット
△シグマ変調されたI信号が1ならば搬送波発生回路5
5から入力した余弦搬送波はそのまま維持され、I信号
が−1ならば余弦搬送波は符号反転される。同様に、1
ビット△シグマ変調されたQ信号が1ならば搬送波発生
回路55から入力した正弦搬送波はそのまま維持され、
Q信号が−1ならば正弦搬送波は符号反転される。そし
て、符号化された余弦搬送波と正弦搬送波とが加算さ
れ、中間周波数のディジタル直交信号が得られる。次
に、D/A変換器57にて、ディジタル直交信号が、ア
ナログ直交信号に変換され、出力端子19を介して他の
装置に出力される。上記構成を有する変調器において
は、任意のサンプリング周波数を用いた場合でも、直交
変調時に乗算器を必要としないので、演算量を大幅に削
減できる。
おいて、ディジタルベースバンド信号を、所望のサンプ
リング周波数に高めて△シグマ変調し、△シグマ変調出
力値に基きアドレスを生成し、このアドレスを用いて、
直交変調結果を格納している読出し部にアクセスして、
アクセスに対応した直交変調結果を読出すことにより直
交変調を行う変調器について説明する。
調器の構成を示すブロック図である。なお、図1と共通
する部分は図1と同一符号を付してその説明を省略す
る。図6において、補間フィルタ61は、入力端子11
から入力したI信号を所望のサンプリング周波数fsに高
める。同様に、補間フィルタ62は、入力端子14から
入力したQ信号を所望のサンプリング周波数fsに高め
る。カウンタ63は、△シグマ変調回路13、16の出
力に同期したパルス信号をアドレス発生部64に出力す
る。アドレス発生部64は、入力した△シグマ変調出力
に応じてアドレスを発生し、アドレスを用いて読出し部
65にアクセスする。読出し部65は、予め計算した直
交変調結果を内部メモリに格納する。例えば、I信号と
Q信号の△シグマ変調出力がそれぞれ1ビットの場合、
各タイミングで出力すべき直交変調結果は、前記の式
(11)から(14)に示す4種類である。読出し部6
5は、この4種類の直交変調結果を式(11)から(1
4)に示す順番で内部メモリに格納する。そして、アド
レス発生部64からアクセスされたアドレスに基いて、
内部メモリに格納した直交変調結果を読み出し、中間周
波数におけるディジタル直交信号としてD/A変換器6
6に出力する。D/A変換器66は、ディジタル直交信
号をアナログ直交信号に変換し、変換されたアナログ直
交信号を出力端子19を介して他の装置に出力する。
の流れについて説明する。まず、入力端子11に入力さ
れたI信号は、補間フィルタ61にて所望の周波数に高
められ、△シグマ変調回路13にて△シグマ変調され
る。同様に、入力端子14に入力されたQ信号は、補間
フィルタ62にて所望の周波数に高められ、△シグマ変
調回路16にて△シグマ変調される。次に、アドレス発
生器64にて、I信号とQ信号の△シグマ変調出力値に
基いて、カウンタ63から出力されるパルス信号に同期
してアドレスが発生される。このアドレスは読出し部6
5にアクセスされる。そして、読出し部65からアドレ
スに対応する直交変調結果が読み出され、中間周波数に
おけるディジタル直交信号が得られる。次に、D/A変
換器66にて、ディジタル直交信号がアナログ直交信号
に変換され出力端子から出力される。
サンプリング周波数における△シグマ変調信号の直交変
調でも、直交変調時に乗算器が不要となる。この変調器
は、実施の形態4の変調器と比較して多ビットの加減算
を必要としないので、さらなる低消費電力化を図ること
ができる。なお、上記の各実施の形態において、△シグ
マ変調回路の次数や出力精度は特に制限はない。
ィジタルベースバンド信号を直交変調する場合におい
て、高速乗算器を必要とせず、消費電力の少ない変調器
及び変調方法を提供できる。
示すブロック図
示すブロック図
雑音の関係を示す波形図
示すブロック図
示すブロック図
示すブロック図
Claims (21)
- 【請求項1】 ディジタルベースバンド信号の同相成分
及び直交成分の中心周波数を中間周波数の4倍に変調す
る周波数変調手段と、前記周波数変調されたディジタル
ベースバンド信号を△シグマ変調する△シグマ変調手段
と、前記△シグマ変調されたディジタルベースバンド信
号から不要周波数成分を除去する除去手段と、前記不要
周波数成分を除去されたディジタルベースバンド信号か
ら中間周波数のディジタル直交信号を生成する直交変調
手段を具備する変調器。 - 【請求項2】 直交変調手段は、中間周波数の4倍のサ
ンプリング周波数で、ディジタルベースバンド信号の同
相成分、直交成分の符号反転信号同相成分の符号反転信
号及び直交成分をその順に選択する請求項1記載の変調
器。 - 【請求項3】 除去手段は、低周波数成分のみを通過さ
せる低域通過フィルタである請求項1又は請求項2に記
載の変調器。 - 【請求項4】 除去手段は、ディジタルベースバンド信
号の同相成分及び直交成分を1サンプリング周波数だけ
遅延させる遅延回路と、ディジタルベースバンド信号の
同相成分及び直交成分に前記遅延回路の出力成分を加算
する加算器とを含む請求項1又は請求項2に記載の変調
器。 - 【請求項5】 ディジタルベースバンド信号の同相成分
及び直交成分の中心周波数を中間周波数の4倍に変調す
る周波数変調手段と、前記周波数変調されたディジタル
ベースバンド信号を△シグマ変調する△シグマ変調手段
と、前記△シグマ変調されたディジタルベースバンド信
号を1サンプリング周波数だけ遅延させる遅延回路と、
前記△シグマ変調されたディジタルベースバンド信号か
ら中間周波数の第1ディジタル直交信号を生成する第1
直交変調手段と、前記遅延されたディジタルベースバン
ド信号から中間周波数の第2ディジタル直交信号を生成
する第2直交変調手段と、前記第1及び第2ディジタル
直交信号を加算する加算手段とを具備する変調器。 - 【請求項6】 第1及び第2直交変調手段は、同時に中
間周波数の4倍のサンプリング周波数で、ディジタルベ
ースバンド信号の同相成分、直交成分の符号反転信号、
同相成分の符号反転信号及び直交成分をその順に選択す
る請求項5記載の変調器。 - 【請求項7】 ディジタルベースバンド信号の同相成分
及び直交成分を1ビット単位で△シグマ変調する1ビッ
ト△シグマ変調手段と、余弦搬送波及び正弦搬送波を発
生させる搬送波発生手段と、1ビット△シグマ変調され
たディジタルベースバンド信号の符号に基き前記余弦搬
送波及び正弦搬送波を変換する搬送波変換手段と、変換
された余弦搬送波と正弦搬送波とを加算することにより
ディジタル直交信号を出力する搬送波加算器とを具備す
る変調器。 - 【請求項8】 搬送波変換手段は、ディジタルベースバ
ンド信号の同相成分の符号が正ならば余弦搬送波をその
まま出力し、負ならば余弦搬送波の符号を反転して出力
し、ディジタルベースバンド信号の直交成分の符号が正
ならば正弦搬送波の符号をそのまま出力し、負ならば正
弦搬送波の符号を反転して出力することにより変換を行
う請求項7記載の変調器。 - 【請求項9】 ディジタルベースバンド信号の同相成分
及び直交成分を△シグマ変調する△シグマ変調手段と、
前記△シグマ変調されたディジタルベースバンド信号に
応じたアドレスを発生させるアドレス発生手段と、前記
アドレスに基いて、格納したディジタル直交信号を読出
す読出し手段とを具備する変調器。 - 【請求項10】 ディジタルベースバンド信号の同相成
分及び直交成分の中心周波数を中間周波数の4倍に周波
数変調する工程と、この周波数変調した信号を△シグマ
変調する工程と、この△シグマ変調した信号から不要周
波数成分を除去する工程と、この不要周波数成分を除去
した信号から中間周波数のディジタル直交信号を生成す
る工程とを有する変調方法。 - 【請求項11】 ディジタル直交信号を生成する工程
は、中間周波数の4倍のサンプリング周波数で、ディジ
タルベースバンド信号の同相成分、直交成分の符号反転
信号、同相成分の符号反転信号及び直交成分をその順に
選択する請求項10記載の変調方法。 - 【請求項12】 不要周波数成分を除去する工程は、低
域通過フィルタにより行われる請求項10又は請求項1
1に記載の変調方法。 - 【請求項13】 不要周波数成分を除去する工程は、デ
ィジタルベースバンド信号の同相成分及び直交成分とこ
れらを1サンプリング周波数だけ遅延させた成分とを加
算することにより行われる請求項10又は請求項11に
記載の変調方法。 - 【請求項14】 ディジタルベースバンド信号の同相成
分及び直交成分の中心周波数を中間周波数の4倍に周波
数変調する工程と、この周波数変調した信号を△シグマ
変調する工程と、この△シグマ変調した信号から不要周
波数成分を除去する工程と、△シグマ変調手段を通過し
た信号を1サンプリング周波数だけ遅延させる工程と、
△シグマ変調手段を通過した信号から中間周波数の第1
ディジタル直交信号を生成する工程と、1サンプリング
周波数だけ遅延した信号から中間周波数の第2ディジタ
ル直交信号を生成する工程と、前記第1及び第2ディジ
タル直交信号を加算する工程とを有する変調方法。 - 【請求項15】 第1ディジタル直交信号を生成する工
程及び第2ディジタル直交信号を生成する工程は、同時
に中間周波数の4倍のサンプリング周波数で、ディジタ
ルベースバンド信号の同相成分、直交成分の符号反転信
号、同相成分の符号反転信号及び直交成分をその順に選
択する請求項14記載の変調方法。 - 【請求項16】 ディジタルベースバンド信号の同相成
分及び直交成分を1ビット単位で△シグマ変調する工程
と、余弦搬送波及び正弦搬送波を発生させる工程と、前
記1ビット△シグマ変調されたディジタルベースバンド
信号の符号に基き前記余弦搬送波及び正弦搬送波を変換
する工程と、前記変換された余弦搬送波と正弦搬送波と
を加算することによりディジタル直交信号を出力する工
程とを有する変調方法。 - 【請求項17】 余弦搬送波及び正弦搬送波を変換する
工程は、ディジタルベースバンド信号の同相成分の符号
が正ならば余弦搬送波をそのまま出力し、負ならば余弦
搬送波を符号反転して出力し、ディジタルベースバンド
信号の直交成分の符号が正ならば正弦搬送波をそのまま
出力し、負ならば正弦搬送波を符号反転することにより
変換を行う請求項16記載の変調方法。 - 【請求項18】 ディジタルベースバンド信号の同相成
分及び直交成分を△シグマ変調する工程と、△シグマ変
調したディジタルベースバンド信号の値に応じたアドレ
スを発生させる工程と、前記アドレスに基いて、格納し
たディジタル直交信号を出力する工程とを有する変調方
法。 - 【請求項19】 請求項1乃至請求項9のいずれかに記
載の変調器によりディジタルベースバンド信号の直交変
調を行う移動局装置。 - 【請求項20】 請求項1乃至請求項9のいずれかに記
載の変調器によりディジタルベースバンド信号の直交変
調を行う基地局装置。 - 【請求項21】 請求項19記載の移動局装置と請求項
20記載の基地局装置とにより無線通信を行う無線通信
システム。
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