JPH11275163A - 通信システム、変調方法、復調方法および記録媒体 - Google Patents

通信システム、変調方法、復調方法および記録媒体

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JPH11275163A
JPH11275163A JP10077064A JP7706498A JPH11275163A JP H11275163 A JPH11275163 A JP H11275163A JP 10077064 A JP10077064 A JP 10077064A JP 7706498 A JP7706498 A JP 7706498A JP H11275163 A JPH11275163 A JP H11275163A
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demodulation
matrix
carrier
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Hirokazu Shimada
浩和 嶋田
Naoto Kawasaki
直人 川崎
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模を増大すること無く変調信号を高精
度に復調することができる通信システムを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 変調行列Xを用いてQAM方式によるI
Q信号の変調を行う通信システムであって、IQ信号に
変調行列Xを乗算してパスバンド信号Sを出力する変調
装置13と、パスバンド信号Sを伝送する伝送路14
と、復調行列Y=(XT X)-1XT(Tは転置行列)と
伝送路14から出力されるパスバンド信号Sとの乗算を
行ってIQ信号を復調する復調装置15とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信信号を変調装
置で変調し、その変調信号を伝送路で伝送し、伝送路か
らの変調信号を復調装置で復調する通信システムおよび
その通信システムにおける変調方法、復調方法ならびに
その変調方法、復調方法を実現する記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】送信されてきた変調信号を受信側の処理
によって、もとのベースバンド信号に復元する復調処理
技術がある。この復調処理技術によれば伝送路を介して
高速ディジタル通信が可能となる。以下に従来の復調処
理技術を適用した通信システムについて説明する。
【0003】図9は、従来の通信システムを示すブロッ
ク図である。図9において、1は正弦波を発生させる搬
送波発生部、2は搬送波発生部1からの出力信号の位相
をπ/2遅延させ余弦波を作成するπ/2位相遅延部、3は
搬送波発生部1からの正弦波とベースバンド信号Iとの
乗算を行う乗算部、4はπ/2位相遅延部2からの余弦波
とベースバンド信号Qとの乗算を行う乗算部、5は乗算
部3,4からの出力信号の加算を行う加算部、6は伝送
路、7は伝送路6からの出力信号から搬送波(正弦波)
を再生する搬送波再生部、8は搬送波再生部7からの出
力信号の位相をπ/2遅延させ余弦波を作成するπ/2位相
遅延部、9は伝送路6からの出力信号と搬送波再生部7
で再生された正弦波の乗算を行う乗算部、10は伝送路
6からの出力信号とπ/2位相遅延部で生成された余弦波
との乗算を行う乗算部、11は乗算部10からの出力信
号に対して低域通過型フィルタリング処理を行いベース
バンド信号Iを出力する低域通過型フィルタ、12は乗
算部9からの出力信号に対して低域通過型フィルタリン
グ処理を行いベースバンド信号Qを出力する低域通過型
フィルタである。
【0004】図9において、構成要素1〜5は変調装置
を構成し、構成要素7〜12は復調装置を構成する。
【0005】このように構成された通信システムについ
て、その動作を図10を用いて説明する。図10は、Q
AM(Quadrature Amplitude Modulation)方式を使用
した従来の変復調システム(従来の通信システム)の実
際の動作を示すフローチャートである。
【0006】図10において、通信を開始すると、搬送
波発生部1が或る一定の周波数・振幅の正弦波を出力し
(S1)、π/2位相遅延部2が正弦波から余弦波を生成
し(S2)、乗算器3,4がベースバンド信号IQと搬
送波発生部1からの正弦波、もしくはπ/2位相遅延部2
からの余弦波との乗算を行い(S3)、両乗算結果に対
して加算部5により加算演算を行う(S4)。この場
合、搬送波の角周波数をw、振幅を1、ベースバンド信
号IQの1シンボルの時間をφ、時間をtとすると、時
刻nからn+φにおいて伝送路6に入力される信号Sは
(数4)で表現できる。
【0007】
【数4】
【0008】(数4)においてベースバンド信号IQ以
外の項を変調行列Xと呼び、(数2)として定義でき
る。つまり、変調行列X=(数2)である。また時刻n
における信号Sの瞬時値は(数5)で表現される。
【0009】
【数5】
【0010】信号Sが伝送路6を通過した後(S5)、
搬送波再生部7が伝送路6を通過した信号Sを用いて搬
送波(正弦波)を再生し(S6)、π/2位相遅延部8が
ステップ6で再生された正弦波の位相をπ/2遅延させ余
弦波を生成し(S7)、乗算部9,10が伝送路6を通
過した信号Sと搬送波再生部7、π/2位相遅延部8から
の正弦波、余弦波との乗算を行い(S8)、各々の出力
信号に対して低域通過型フィルタ11により低域通過フ
ィルタリング処理を行いベースバンド信号IQを復調す
る(S9)。
【0011】ここで、ステップ8における乗算結果SI
´、SQ´は(数6)、(数7)のようになる。
【0012】
【数6】
【0013】
【数7】
【0014】このSI´、SQ´に対してステップ9の
低域通過フィルタリング処理において搬送波の倍周波数
領域をカットすれば、ベースバンド信号IQを得ること
ができる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の通信システムでは、ベースバンド信号の復調におい
て低域通過型フィルタの性能により復調精度が左右さ
れ、またIQ両軸において低域通過型フィルタが必要な
ため回路規模が大きくなるという問題点を有していた。
【0016】この通信システム、変調方法、復調方法お
よび記録媒体では、回路規模を増大すること無く変調信
号を高精度に復調することが要求されている。
【0017】本発明は、回路規模を増大すること無く変
調信号を高精度に復調することができる通信システム、
および、回路規模を増大すること無く高精度な復調を可
能とする変調方法と復調方法、ならびに、その変調方
法、復調方法を実現するための記録媒体を提供すること
を目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の通信システムは、変調行列Xを用いてQAM
方式によるIQ信号の変調を行う通信システムであっ
て、IQ信号に変調行列Xを乗算してパスバンド信号を
出力する変調装置と、パスバンド信号を伝送する伝送路
と、復調行列Y=(XT X)-1T(Tは転置行列)と
伝送路から出力されるパスバンド信号との乗算を行って
IQ信号を復調する復調装置とを有する構成を備えてい
る。
【0019】これにより、回路規模を増大すること無く
変調信号を高精度に復調することができる通信システム
が得られる。
【0020】この課題を解決するための本発明の変調方
法は、変調行列Xを用いてQAM方式によるIQ信号の
変調を行う通信システムにおける変調方法であって、搬
送波を発生する搬送波発生ステップと、搬送波の位相を
π/2だけ遅延させて遅延信号を得るπ/2位相遅延ステッ
プと、搬送波とI軸の値との乗算を行って第1の乗算信
号を得る第1の乗算ステップと、遅延信号とQ軸の値と
の乗算を行って第2の乗算信号を得る第2の乗算ステッ
プと、第1、第2の乗算信号の加算を行う加算ステップ
とを有する構成を備えている。
【0021】これにより、回路規模を増大すること無く
高精度な復調を可能とする変調方法が得られる。
【0022】この課題を解決するための本発明の復調方
法は、変調行列Xを用いてQAM方式によるIQ信号の
変調を行って得られた変調信号を復調する復調方法であ
って、変調信号から復調行列Yを算出する復調行列Y算
出ステップと、復調行列Yと変調信号との乗算を行って
IQ信号の復調を行う復調演算ステップとを有する構成
を備えている。
【0023】これにより、回路規模を増大すること無く
高精度な復調を可能とする復調方法が得られる。
【0024】この課題を解決するための本発明の記録媒
体は、上記変調方法における搬送波発生ステップとπ/2
位相遅延ステップと第1、第2の乗算ステップと加算ス
テップとを実行させるためのプログラムを記録した構成
を備えている。
【0025】これにより、回路規模を増大すること無く
高精度な復調を可能とする変調方法を実現するための記
録媒体が得られる。
【0026】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、変調行列Xを用いてQAM方式によるIQ信号の変
調を行う通信システムであって、IQ信号に変調行列X
を乗算してパスバンド信号を出力する変調装置と、パス
バンド信号を伝送する伝送路と、復調行列Y=(XT
X)-1T(Tは転置行列)と伝送路から出力されるパ
スバンド信号との乗算を行ってIQ信号を復調する復調
装置とを有することとしたものであり、変調行列X、復
調行列Yを用いることにより、回路規模を増大すること
無く高精度な復調が可能となるという作用を有する。
【0027】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、変調行列Xが(数1)で示され、復調
行列Yが(数2)で示され、wが搬送波の角周波数、t
が時間、φがIQ信号の1シンボル当りの時間である場
合において、変調装置は、搬送波を発生する搬送波発生
部と、搬送波発生部から出力される搬送波の位相をπ/2
だけ遅延させるπ/2位相遅延部と、搬送波とI軸の値と
の乗算を行う第1の乗算部と、π/2位相遅延部からの出
力信号とQ軸の値との乗算を行う第2の乗算部と、第
1、第2の乗算部からの出力信号の加算を行う加算部と
を有し、復調装置は、伝送路からの出力信号から復調行
列Yを算出する復調行列Y算出部と、復調行列Y算出部
で得られた復調行列Yと伝送路からの出力信号との乗算
を行ってIQ信号の復調を行う復調演算部とを有するこ
ととしたものであり、回路規模を増大すること無く、高
精度な復調が確実に行われるという作用を有する。
【0028】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、変調行列Xが(数1)で示され、復調
行列Yが(数2)で示され、wが搬送波の角周波数、t
が時間、φがIQ信号の1シンボル当りの時間である場
合において、変調装置は、搬送波を発生する搬送波発生
部と、搬送波発生部から出力される搬送波の位相をπ/2
だけ遅延させるπ/2位相遅延部と、搬送波とI軸の値と
の乗算を行う第1の乗算部と、π/2位相遅延部からの出
力信号とQ軸の値との乗算を行う第2の乗算部と、第
1、第2の乗算部からの出力信号の加算を行う加算部と
を有し、復調装置は、(数3)で示す復調行列Yの定数
項を記憶しておく定数項記憶部と、伝送路からの出力信
号と定数項記憶部に記憶されている定数項とから復調行
列Yを算出する復調行列Y算出部と、復調行列Y算出部
で得られた復調行列Yと伝送路からの出力信号との乗算
を行ってIQ信号の復調を行う復調演算部とを有するこ
ととしたものであり、定数項記憶部に記憶されている定
数を参照しながらパスバンド信号からベースバンド信号
が復調されるという作用を有する。
【0029】請求項4に記載の発明は、請求項2又は3
に記載の発明において、復調行列Y算出部は、パスバン
ド信号から正弦波を再生する搬送波再生部と、搬送波再
生部によって再生された搬送波の位相をπ/2遅延させ余
弦波を発生させるπ/2位相遅延部と、搬送波再生部から
の出力信号から正弦波2乗の1シンボル間の積分を演算
する第1の演算部と、π/2位相遅延手段からの出力信号
から余弦波2乗の1シンボル間の積分を演算する第2の
演算部と、搬送波再生部からの出力信号とπ/2位相遅延
部からの出力信号から余弦波と正弦波との積および余弦
波と正弦波との積を累算したものの2乗を演算する第3
の演算部とを有し、それぞれの演算部が並列に演算を行
うこととしたものであり、各演算が並列に、したがって
結果的に高速な演算が行われるという作用を有する。
【0030】請求項5に記載の発明は、変調行列Xを用
いてQAM方式によるIQ信号の変調を行う通信システ
ムにおける変調方法であって、搬送波を発生する搬送波
発生ステップと、搬送波の位相をπ/2だけ遅延させて遅
延信号を得るπ/2位相遅延ステップと、搬送波とI軸の
値との乗算を行って第1の乗算信号を得る第1の乗算ス
テップと、遅延信号とQ軸の値との乗算を行って第2の
乗算信号を得る第2の乗算ステップと、第1、第2の乗
算信号の加算を行う加算ステップとを有することとした
ものであり、回路規模を増大すること無く高精度な復調
を可能にする変調方法が得られるという作用を有する。
【0031】請求項6に記載の発明は、変調行列Xを用
いてQAM方式によるIQ信号の変調を行って得られた
変調信号を復調する復調方法であって、変調信号から復
調行列Yを算出する復調行列Y算出ステップと、復調行
列Yと変調信号との乗算を行ってIQ信号の復調を行う
復調演算ステップとを有することとしたものであり、回
路規模を増大すること無く、高精度な復調が行われると
いう作用を有する。
【0032】請求項7に記載の発明は、変調行列Xを用
いてQAM方式によるIQ信号の変調を行って得られた
変調信号を復調する復調方法であって、復調行列Yの定
数項を記憶しておく定数項記憶ステップと、変調信号と
記憶した定数項とから復調行列Yを算出する復調行列Y
算出ステップと、算出した復調行列Yと変調信号との乗
算を行ってIQ信号の復調を行う復調演算ステップとを
有することとしたものであり、回路規模を増大すること
無く、高精度な復調が確実に行われるという作用を有す
る。
【0033】請求項8に記載の発明は、請求項5に記載
の搬送波発生ステップとπ/2位相遅延ステップと第1、
第2の乗算ステップと加算ステップとを実行させるため
のプログラムを記録することとしたものであり、回路規
模を増大すること無く高精度な復調を行うための変調方
法が実現されるという作用を有する。
【0034】請求項9に記載の発明は、請求項6に記載
の復調行列Y算出ステップと復調演算ステップとを実行
させるためのプログラムを記録することとしたものであ
り、回路規模を増大すること無く高精度な復調を行うた
めの復調方法が実現されるという作用を有する。
【0035】請求項10に記載の発明は、請求項7に記
載の定数項記憶ステップと復調行列Y算出ステップと復
調演算ステップとを実行させるためのプログラムを記録
することとしたものであり、回路規模を増大すること無
く高精度な復調を行うための復調方法が実現されるとい
う作用を有する。
【0036】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図8を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1による通
信システムを示すブロック図である。
【0037】図1において、13はベースバンド信号I
Qに対して変調行列Xを用いてパスバンド信号Sへ変調
処理を行う変調装置、14は本通信システムを構成する
伝送路、15は復調行列Y=(XT X)-1T(Tは転
置行列)を用いてパスバンド信号Sをベースバンド信号
IQへ復調する復調装置である。
【0038】このように構成された通信システムについ
て、その動作を図2を用いて説明する。図2は図1の通
信システムの動作を示すフローチャートである。
【0039】ベースバンド信号IQが入力され、通信を
開始すると、変調装置13は、変調行列Xを用いてベー
スバンド信号IQをパスバンド信号Sへ変調する処理を
行う(S11)。パスバンド信号Sは伝走路14を通過
し(S12)、復調装置15は、復調行列Y=(XT
X)-1Tを算出し(S13)、伝送路からのパスバン
ド信号Sと復調行列Yとの積を演算し(S14)、ベー
スバンド信号IQを復調させて終了する。
【0040】具体的にQAM方式を用いた通信システム
について説明を行う。図3はQAM方式の具体的な通信
システムを示すブロック図である。
【0041】図3において、16は搬送波(正弦波)を
生成する搬送波発生部、17は搬送波発生部16からの
正弦波の位相をπ/2遅延させて余弦波を生成するπ/2位
相遅延部、18は搬送波発生部16からの正弦波とベー
スバンド信号Iとを乗算する第1の乗算部、19はπ/2
位相遅延部17からの余弦波とベースバンド信号Qとを
乗算する第2の乗算部、20は両乗算部18,19から
の出力信号の和を演算する加算部、21は本通信システ
ムを構成する伝送路、22は変調行列Xから復調行列Y
=(XT X)-1Tを算出する復調行列Y算出部、23
は復調行列Y算出部22によって算出された復調行列Y
と伝送路21からのパスバンド信号Sとの積を演算しベ
ースバンド信号IQを復調する復調演算部である。
【0042】図3において、構成要素16〜20は変調
装置を構成し、構成要素22、23は復調装置を構成す
る。
【0043】このように構成された具体的な通信システ
ムについて、その動作を図4を用いて説明する。
【0044】図4において、ベースバンド信号IQが入
力され通信が開始すると、搬送波発生部16が正弦波を
生成し(S21、搬送波発生ステップ)、正弦波をπ/2
位相遅延部17が位相をπ/2遅延させて余弦波を生成し
(S22、π/2位相遅延ステップ)、乗算部18、19
が各々搬送波発生部16からの正弦波とベースバンド信
号Iとの積、π/2位相遅延部17からの余弦波とベース
バンド信号Qとの積を演算し(S23、第1、第2の乗
算ステップ)、両乗算部18、19からの出力信号の加
算を加算部20で行う(S24、加算ステップ)。この
時の加算部20からの出力信号Sは(数4)、(数5)
で表現できる。また、この時の変調行列Xは(数1)で
表現できる。パスバンド信号Sが伝送路21を通過する
と(S25)、復調行列Y算出部22が復調行列Y=
(XT X)-1Tを算出する(S26、復調行列Y算出
ステップ)。ここで、復調行列Y=(XT X)-1T
した根拠を述べる。変調行列をX、ベースバンド信号列
をB、パスバンド信号をSとすると(数8)が成立す
る。
【0045】
【数8】
【0046】(数8)をベースバンド信号Bについて解
くと(数9)が得られる。
【0047】
【数9】
【0048】(数9)から、パスバンド信号Sに対して
(XT X)-1Tを乗算することにより、原ベースバン
ド信号Bを正確に再現できることが分かる。ゆえに(X
T X)-1Tを復調行列Yとおく。
【0049】また、図3の場合の具体的な復調行列Yの
値は(数2)で表現される。復調演算部23は、ステッ
プ26で算出された復調行列Yと伝送路21からのパス
バンド信号Sとの積を演算し(S27、復調演算ステッ
プ)、パスバンド信号Sからベースバンド信号IQを復
調する。
【0050】以上のように本実施の形態によれば、搬送
波を発生し、この搬送波の位相をπ/2だけ遅延させて遅
延信号(余弦波)を生成し、、搬送波とI軸の値との乗
算を行って第1の乗算信号を生成し、遅延信号とQ軸の
値との乗算を行って第2の乗算信号を生成し、第1、第
2の乗算信号の加算を行い、伝送路21からの変調信号
から復調行列Yを算出し、復調行列Yと伝送路21から
の変調信号との乗算を行ってIQ信号の復調を行うよう
にしたことにより、従来は必要であった低域通過フィル
タが不要となるので、回路規模を増大すること無く、高
精度な復調を行うことができる。また、上記搬送波発生
ステップ、π/2位相遅延ステップ、第1、第2の乗算ス
テップ、加算ステップ、復調行列Y算出ステップ、復調
演算ステップを実行させるためのプログラムを記録媒体
に記録するようにすれば、そのプログラムを実行するこ
とにより上記各ステップを実現することができる。
【0051】(実施の形態2)図5は、本発明の実施の
形態2による通信システムを示すブロック図である。
【0052】図5において、24は搬送波(正弦波)を
生成する搬送波発生部、25は搬送波発生部24からの
正弦波の位相をπ/2遅延させて余弦波を生成するπ/2位
相遅延部、26は搬送波発生部24からの正弦波とベー
スバンド信号Iとを乗算する第1の乗算部、27はπ/2
位相遅延部25からの余弦波とベースバンド信号Qとを
乗算する第2の乗算部、28は両乗算部26,27から
の出力信号の和を演算する加算部、29は本通信システ
ムを構成する伝送路、30は復調行列の定数項を記憶し
ておく定数項記憶部、31は変調行列Xと定数項記憶部
30から呼び出した定数値とから復調行列Y=(XT
X)-1Tを算出する復調行列Y算出部、32は復調行
列Y算出部31によって算出された復調行列Yと伝送路
29からのパスバンド信号Sとの積を演算しベースバン
ド信号IQを復調する復調演算部である。図5におい
て、構成要素24〜28は変調装置を構成し、構成要素
30〜32は復調装置を構成する。
【0053】ここで定数項記憶部30に記憶されている
定数項について述べる。復調行列Yは(数2)で表現で
きるが、(数2)の分数形の第一項はベースバンド信号
IQの1シンボル当りの時間が一定ならば固定値をと
る。それは(数10)で証明することができる。
【0054】
【数10】
【0055】ゆえに、(数2)の分数形の第一項は(数
10)の逆数で表現され、ベースバンド信号IQの1シ
ンボル当りの時間φが一定値ならば定数をとることがわ
かる。本実施の形態による復調装置は、(数10)の定
数を定数項記憶部30に記憶させておき(定数項記憶ス
テップ)、復調行列算出を高速化するものである。
【0056】次に、図5の通信システムについて、その
動作を図6を用いて説明する。図6は、図5の通信シス
テムの動作を示すフローチャートである。
【0057】ベースバンド信号IQが入力され通信が開
始すると、搬送波発生部24が正弦波を生成し(S3
1、搬送波発生ステップ)、正弦波をπ/2位相遅延部2
5が位相をπ/2遅延させて余弦波を生成し(S32、π
/2位相遅延ステップ)、乗算部26、27が各々搬送波
発生部24からの正弦波とベースバンド信号Iとの積、
π/2位相遅延部からの余弦波とベースバンド信号Qとの
積を演算し(S33、第1、第2の演算ステップ)、両
乗算部26、27からの出力信号の加算を加算部28で
行う(S34、加算ステップ)。この時の加算部28か
らの出力信号Sは(数4)、(数5)で表現できる。ま
た、この時の変調行列Xは(数1)で表現できる。パス
バンド信号Sが伝送路29を通過すると(S35)、復
調行列Y算出部31は、定数項記憶部30から復調行列
の定数項を呼び出し(S36)、パスバンド信号Sとス
テップ36で得られた定数項とから復調行列Y=(XT
X) -1Tを算出する(S37、復調行列Y算出ステッ
プ)。また、図5の場合の具体的な復調行列Yの値は
(数2)で表現される。復調演算部32はステップ37
で算出された復調行列Yと伝送路29からのパスバンド
信号Sとの積を演算し(S38、復調演算ステップ)、
パスバンド信号Sからベースバンド信号IQを復調す
る。
【0058】以上のように本実施の形態によれば、搬送
波を発生し、この搬送波の位相をπ/2だけ遅延させて遅
延信号(余弦波)を生成し、搬送波とI軸の値との乗算
を行って第1の乗算信号を生成し、遅延信号とQ軸の値
との乗算を行って第2の乗算信号を生成し、第1、第2
の乗算信号の加算を行い、復調行列Yの定数項を記憶し
ておき、伝送路28からの変調信号と記憶した定数項と
から復調行列Yを算出し、算出した復調行列Yと伝送路
28からの変調信号との乗算を行ってIQ信号の復調を
行うようにしたことにより、従来は必要であった低域通
過フィルタが不要となるので、回路規模を増大すること
無く、高精度な復調を行うことができる。また、上記搬
送波発生ステップ、π/2位相遅延ステップ、第1、第2
の乗算ステップ、加算ステップ、定数項記憶ステップ、
復調行列Y算出ステップ、復調演算ステップを実行させ
るためのプログラムを記録媒体に記録するようにすれ
ば、そのプログラムを実行することにより上記各ステッ
プを実現することができる。
【0059】(実施の形態3)図7は、本発明の実施の
形態3による通信システムを構成する復調装置を示すブ
ロック図であり、図5の復調行列Y算出部31の内部を
詳細に示すものであり、この復調行列Y算出部31は復
調行列Yを算出する。
【0060】図7において、33はパスバンド信号から
正弦波を再生する搬送波再生部、34は搬送波再生部3
3によって再生された搬送波の位相をπ/2遅延させ余弦
波を発生させるπ/2位相遅延部、35は搬送波再生部3
3からの出力信号から正弦波2乗の1シンボル間の積分
を演算する正弦波2乗積分値演算部(第1の演算部)、
36はπ/2位相遅延部34からの出力信号から余弦波2
乗の1シンボル間の積分を演算する余弦波2乗積分値演
算部(第2の演算部)、37は搬送波再生部33からの
出力信号とπ/2位相遅延部34からの出力信号とから、
余弦波と正弦波との積および余弦波と正弦波との積を累
算したものの2乗を演算する倍角余弦波2乗積分値演算
部(第3の演算部)である。この復調装置においては、
それぞれの演算部35、36、37が並列に演算を行
う。
【0061】このように構成された復調装置について、
その動作を図8を用いて説明する。図8は図7の復調装
置の動作を示すフローチャートである。
【0062】図8において、パスバンド信号Sが搬送波
再生部33に入力されると、搬送波再生部33はパスバ
ンド信号Sから正弦波を再生し(S41)、π/2位相遅
延部34はステップ41で再生された搬送波の位相をπ
/2遅延させ余弦波を発生させ(S42)、正弦波2乗積
分値演算部35は搬送波再生部33からの出力信号から
正弦波2乗の1シンボル間の積分をし、余弦波2乗積分
値演算部36はπ/2位相遅延部34からの出力信号から
余弦波2乗の1シンボル間の積分を演算し、倍角余弦波
2乗積分値演算部37は搬送波再生部33からの出力信
号とπ/2位相遅延部34からの出力信号とから余弦波と
正弦波との積および余弦波と正弦波との積を累算したも
のの2乗を演算し、またそれぞれの演算部35、36、
37が並列に演算を行い復調行列Yを演算する(S4
3)。
【0063】以上のように本実施の形態によれば、パス
バンド信号から正弦波を再生する搬送波再生部33と、
搬送波再生部33によって再生された搬送波の位相をπ
/2遅延させ余弦波を発生させるπ/2位相遅延部34と、
搬送波再生部33からの出力信号から正弦波2乗の1シ
ンボル間の積分を演算する第1の演算部35と、π/2位
相遅延手段からの出力信号から余弦波2乗の1シンボル
間の積分を演算する第2の演算部36と、搬送波再生部
33からの出力信号とπ/2位相遅延部34からの出力信
号から余弦波と正弦波との積および余弦波と正弦波との
積を累算したものの2乗を演算する第3の演算部37と
を有し、それぞれの演算部35、36、37が並列に演
算を行うようにしたことにより、各演算を並列に行うこ
とができ、したがって結果的に高速な演算を行うことが
できる。
【0064】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項1に記載の
通信システムによれば、変調行列Xを用いてQAM方式
によるIQ信号の変調を行う通信システムであって、I
Q信号に変調行列Xを乗算してパスバンド信号を出力す
る変調装置と、パスバンド信号を伝送する伝送路と、復
調行列Y=(XT X)-1T(Tは転置行列)と伝送路
から出力されるパスバンド信号との乗算を行ってIQ信
号を復調する復調装置とを有することにより、従来は必
要であった低域通過フィルタが不要となるので、回路規
模を増大すること無く高精度な復調を行うことができる
という有利な項かが得られる。
【0065】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明において、変調行列Xが(数1)で示さ
れ、復調行列Yが(数2)で示され、wが搬送波の角周
波数、tが時間、φがIQ信号の1シンボル当りの時間
である場合において、変調装置は、搬送波を発生する搬
送波発生部と、搬送波発生部から出力される搬送波の位
相をπ/2だけ遅延させるπ/2位相遅延部と、搬送波とI
軸の値との乗算を行う第1の乗算部と、π/2位相遅延部
からの出力信号とQ軸の値との乗算を行う第2の乗算部
と、第1、第2の乗算部からの出力信号の加算を行う加
算部とを有し、復調装置は、伝送路からの出力信号から
復調行列Yを算出する復調行列Y算出部と、復調行列Y
算出部で得られた復調行列Yと伝送路からの出力信号と
の乗算を行ってIQ信号の復調を行う復調演算部とを有
することにより、従来は必要であった低域通過フィルタ
が不要となるので、回路規模を増大すること無く高精度
な復調を確実に行うことができるという有利な項かが得
られる。
【0066】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明において、変調行列Xが(数1)で示さ
れ、復調行列Yが(数2)で示され、wが搬送波の角周
波数、tが時間、φがIQ信号の1シンボル当りの時間
である場合において、変調装置は、搬送波を発生する搬
送波発生部と、搬送波発生部から出力される搬送波の位
相をπ/2だけ遅延させるπ/2位相遅延部と、搬送波とI
軸の値との乗算を行う第1の乗算部と、π/2位相遅延部
からの出力信号とQ軸の値との乗算を行う第2の乗算部
と、第1、第2の乗算部からの出力信号の加算を行う加
算部とを有し、復調装置は、(数3)で示す復調行列Y
の定数項を記憶しておく定数項記憶部と、伝送路からの
出力信号と定数項記憶部に記憶されている定数項とから
復調行列Yを算出する復調行列Y算出部と、復調行列Y
算出部で得られた復調行列Yと伝送路からの出力信号と
の乗算を行ってIQ信号の復調を行う復調演算部とを有
することにより、定数項記憶部に記憶されている定数を
参照しながらパスバンド信号からベースバンド信号を復
調することができるので、高速な復調を行うことができ
るという有利な効果が得られる。
【0067】請求項4に記載の発明によれば、請求項2
又は3に記載の発明において、復調行列Y算出部は、パ
スバンド信号から正弦波を再生する搬送波再生部と、搬
送波再生部によって再生された搬送波の位相をπ/2遅延
させ余弦波を発生させるπ/2位相遅延部と、搬送波再生
部からの出力信号から正弦波2乗の1シンボル間の積分
を演算する第1の演算部と、π/2位相遅延手段からの出
力信号から余弦波2乗の1シンボル間の積分を演算する
第2の演算部と、搬送波再生部からの出力信号とπ/2位
相遅延部からの出力信号から余弦波と正弦波との積およ
び余弦波と正弦波との積を累算したものの2乗を演算す
る第3の演算部とを有し、それぞれの演算部が並列に演
算を行うことにより、各演算を並列に行うことができ、
したがって結果的に高速な演算を行うことができるとい
う作用を有する。
【0068】請求項5に記載の発明によれば、変調行列
Xを用いてQAM方式によるIQ信号の変調を行う通信
システムにおける変調方法であって、搬送波を発生する
搬送波発生ステップと、搬送波の位相をπ/2だけ遅延さ
せて遅延信号を得るπ/2位相遅延ステップと、搬送波と
I軸の値との乗算を行って第1の乗算信号を得る第1の
乗算ステップと、遅延信号とQ軸の値との乗算を行って
第2の乗算信号を得る第2の乗算ステップと、第1、第
2の乗算信号の加算を行う加算ステップとを有すること
により、回路規模を増大すること無く高精度な復調を可
能にする変調方法が確立されるという有利な効果が得ら
れる。
【0069】請求項6に記載の発明によれば、変調行列
Xを用いてQAM方式によるIQ信号の変調を行って得
られた変調信号を復調する復調方法であって、変調信号
から復調行列Yを算出する復調行列Y算出ステップと、
復調行列Yと変調信号との乗算を行ってIQ信号の復調
を行う復調演算ステップとを有することにより、従来の
低域通過フィルタリング処理が不要となるので、回路規
模を増大すること無く高精度な復調を行うことができる
という有利な効果が得られる。
【0070】請求項7に記載の発明は、変調行列Xを用
いてQAM方式によるIQ信号の変調を行って得られた
変調信号を復調する復調方法であって、復調行列Yの定
数項を記憶しておく定数項記憶ステップと、変調信号と
記憶した定数項とから復調行列Yを算出する復調行列Y
算出ステップと、算出した復調行列Yと変調信号との乗
算を行ってIQ信号の復調を行う復調演算ステップとを
有することにより、従来の低域通過フィルタリング処理
が不要となると共に復調行列Yの算出において記憶した
定数項を参照することができるので、回路規模を増大す
ること無く高精度な復調を行うことができると共に高速
な復調を行うことができるという有利な効果が得られ
る。
【0071】請求項8に記載の発明によれば、請求項5
に記載の搬送波発生ステップとπ/2位相遅延ステップと
第1、第2の乗算ステップと加算ステップとを実行させ
るためのプログラムを記録することにより、回路規模を
増大すること無く高精度な復調を行うための変調方法が
実現されるという有利な効果が得られる。
【0072】請求項9に記載の発明によれば、請求項6
に記載の復調行列Y算出ステップと復調演算ステップと
を実行させるためのプログラムを記録することにより、
回路規模を増大すること無く高精度な復調を行うための
復調方法が実現されるという有利な効果が得られる。
【0073】請求項10に記載の発明によれば、請求項
7に記載の定数項記憶ステップと復調行列Y算出ステッ
プと復調演算ステップとを実行させるためのプログラム
を記録することにより、回路規模を増大すること無く高
精度な復調を行うための復調方法が実現されるという有
利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による通信システムを示
すブロック図
【図2】図2の通信システムの動作を示すフローチャー
【図3】QAM方式の具体的な通信システムを示すブロ
ック図
【図4】図3の通信システムの動作を示すフローチャー
【図5】本発明の実施の形態2による通信システムを示
すブロック図
【図6】図5の通信システムの動作を示すフローチャー
【図7】本発明の実施の形態3による通信システムを構
成する復調装置示すブロック図
【図8】図7の復調装置の動作を示すフローチャート
【図9】従来の通信システムを示すブロック図
【図10】図9の通信システムの動作を示すフローチャ
ート
【符号の説明】
13 変調装置 14、21、29 伝送路 15 復調装置 16、24 搬送波発生部 17、25、34 π/2位相遅延部 18、26 乗算部(第1の乗算部) 19、27 乗算部(第2の乗算部) 20、28 加算部 22、31 復調行列Y算出部 23、32 復調演算部 30 定数項記憶部 33 搬送波再生部 35 正弦波2乗積分値演算部(第1の演算部) 36 余弦波2乗積分値演算部(第2の演算部) 37 倍角余弦波2乗積分値演算部(第3の演算部)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】変調行列Xを用いてQAM方式によるIQ
    信号の変調を行う通信システムであって、IQ信号に変
    調行列Xを乗算してパスバンド信号を出力する変調装置
    と、前記パスバンド信号を伝送する伝送路と、復調行列
    Y=(XT X) -1T(Tは転置行列)と前記伝送路か
    ら出力される前記パスバンド信号との乗算を行ってIQ
    信号を復調する復調装置とを有する通信システム。
  2. 【請求項2】変調行列Xが(数1)で示され、復調行列
    Yが(数2)で示され、wが搬送波の角周波数、tが時
    間、φがIQ信号の1シンボル当りの時間である場合に
    おいて、 前記変調装置は、搬送波を発生する搬送波発生部と、前
    記搬送波発生部から出力される搬送波の位相をπ/2だけ
    遅延させるπ/2位相遅延部と、前記搬送波とI軸の値と
    の乗算を行う第1の乗算部と、前記π/2位相遅延部から
    の出力信号とQ軸の値との乗算を行う第2の乗算部と、
    前記第1、第2の乗算部からの出力信号の加算を行う加
    算部とを有し、 前記復調装置は、前記伝送路からの出力信号から復調行
    列Yを算出する復調行列Y算出部と、前記復調行列Y算
    出部で得られた復調行列Yと前記伝送路からの出力信号
    との乗算を行ってIQ信号の復調を行う復調演算部とを
    有することを特徴とする請求項1に記載の通信システ
    ム。 【数1】 【数2】
  3. 【請求項3】変調行列Xが(数1)で示され、復調行列
    Yが(数2)で示され、wが搬送波の角周波数、tが時
    間、φがIQ信号の1シンボル当りの時間である場合に
    おいて、 前記変調装置は、搬送波を発生する搬送波発生部と、前
    記搬送波発生部から出力される搬送波の位相をπ/2だけ
    遅延させるπ/2位相遅延部と、前記搬送波とI軸の値と
    の乗算を行う第1の乗算部と、前記π/2位相遅延部から
    の出力信号とQ軸の値との乗算を行う第2の乗算部と、
    前記第1、第2の乗算部からの出力信号の加算を行う加
    算部とを有し、 前記復調装置は、(数3)で示す復調行列Yの定数項を
    記憶しておく定数項記憶部と、前記伝送路からの出力信
    号と前記定数項記憶部に記憶されている定数項とから復
    調行列Yを算出する復調行列Y算出部と、前記復調行列
    Y算出部で得られた復調行列Yと前記伝送路からの出力
    信号との乗算を行ってIQ信号の復調を行う復調演算部
    とを有することを特徴とする請求項1に記載の通信シス
    テム。 【数3】
  4. 【請求項4】前記復調行列Y算出部は、パスバンド信号
    から正弦波を再生する搬送波再生部と、前記搬送波再生
    部によって再生された搬送波の位相をπ/2遅延させ余弦
    波を発生させるπ/2位相遅延部と、前記搬送波再生部か
    らの出力信号から正弦波2乗の1シンボル間の積分を演
    算する第1の演算部と、前記π/2位相遅延手段からの出
    力信号から余弦波2乗の1シンボル間の積分を演算する
    第2の演算部と、前記搬送波再生部からの出力信号とπ
    /2位相遅延部からの出力信号から余弦波と正弦波との積
    および余弦波と正弦波との積を累算したものの2乗を演
    算する第3の演算部とを有し、それぞれの演算部が並列
    に演算を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の
    通信システム。
  5. 【請求項5】変調行列Xを用いてQAM方式によるIQ
    信号の変調を行う通信システムにおける変調方法であっ
    て、搬送波を発生する搬送波発生ステップと、前記搬送
    波の位相をπ/2だけ遅延させて遅延信号を得るπ/2位相
    遅延ステップと、前記搬送波とI軸の値との乗算を行っ
    て第1の乗算信号を得る第1の乗算ステップと、前記遅
    延信号とQ軸の値との乗算を行って第2の乗算信号を得
    る第2の乗算ステップと、前記第1、第2の乗算信号の
    加算を行う加算ステップとを有することを特徴とする変
    調方法。
  6. 【請求項6】変調行列Xを用いてQAM方式によるIQ
    信号の変調を行って得られた変調信号を復調する復調方
    法であって、前記変調信号から復調行列Yを算出する復
    調行列Y算出ステップと、前記復調行列Yと前記変調信
    号との乗算を行ってIQ信号の復調を行う復調演算ステ
    ップとを有することを特徴とする復調方法。
  7. 【請求項7】変調行列Xを用いてQAM方式によるIQ
    信号の変調を行って得られた変調信号を復調する復調方
    法であって、復調行列Yの定数項を記憶しておく定数項
    記憶ステップと、前記変調信号と前記記憶した定数項と
    から復調行列Yを算出する復調行列Y算出ステップと、
    前記算出した復調行列Yと前記変調信号との乗算を行っ
    てIQ信号の復調を行う復調演算ステップとを有するこ
    とを特徴とする復調方法。
  8. 【請求項8】請求項5に記載の搬送波発生ステップとπ
    /2位相遅延ステップと第1、第2の乗算ステップと加算
    ステップとを実行させるためのプログラムを記録した記
    録媒体。
  9. 【請求項9】請求項6に記載の復調行列Y算出ステップ
    と復調演算ステップとを実行させるためのプログラムを
    記録した記録媒体。
  10. 【請求項10】請求項7に記載の定数項記憶ステップと
    復調行列Y算出ステップと復調演算ステップとを実行さ
    せるためのプログラムを記録した記録媒体。
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