(57)【要約】【課題】与えられるデータ信号を、複数のキャリヤ信号で同時に変調することができるマルチキャリヤ変調器を提供する。【解決手段】データ信号を、異なる周波数の複数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号で変調して出力するマルチキャリヤ変調器であって、複数のキャリヤ信号の周波数が基準周波数の整数倍であるマルチキャリヤ信号を生成するキャリヤ生成部と、データ信号を繰り返して出力するデータ信号出力部と、データ出力部が繰り返し出力するデータ信号の総時間が、それぞれのキャリヤ信号の周期の整数倍となるように、データ信号出力部における繰り返し回数を制御する繰返制御部と、データ信号を、マルチキャリヤ信号で変調して出力する変調部とを備えるマルチキャリヤ変調器を提供する。【選択図】図３
2006121447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号を、異なる周波数の複数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号で変調して出力するマルチキャリヤ変調器であって、
前記複数のキャリヤ信号の周波数が基準周波数の整数倍である前記マルチキャリヤ信号を生成するキャリヤ生成部と、
前記データ信号を繰り返して出力するデータ信号出力部と、
前記データ出力部が繰り返し出力するデータ信号の総時間が、それぞれの前記キャリヤ信号の周期の整数倍となるように、前記データ信号出力部における繰り返し回数を制御する繰返制御部と、
前記データ信号を、前記マルチキャリヤ信号で変調して出力する変調部と
を備えるマルチキャリヤ変調器。
【請求項２】
前記繰返制御部は、前記基準周波数に基づいて前記繰り返し回数を制御する
請求項１に記載のマルチキャリヤ変調器。
【請求項３】
前記繰返制御部は、下式を満たす最も小さい前記繰り返し回数Ｍを算出する
【数１】
2006121447.tif 000009
但し、Ｎは任意の整数、Ｒａｔｅはデータ信号のシンボルレート、Ｓｉｚｅはデータ信号のデータ数、Ｆｃｒｅｓは基準周波数を示す
請求項２に記載のマルチキャリヤ変調器。
【請求項４】
前記データ信号出力部は、前記データ信号の始値と終値とが連続となるように、前記データ信号を補正して、補正後の前記データ信号を繰り返して出力する
請求項１に記載のマルチキャリヤ変調器。
【請求項５】
前記データ信号出力部は、前記データ信号に円状畳み込み演算を行うことにより、前記データ信号を補正する
請求項１に記載のマルチキャリヤ変調器。
【請求項６】
第１データ信号及び第２データ信号を、異なる周波数の複数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号で変調して出力するマルチキャリヤ変調器であって、
前記複数のキャリヤ信号の周波数が基準周波数の整数倍である前記マルチキャリヤ信号を生成するキャリヤ生成部と、
前記第１データ信号及び前記第２データ信号を、それぞれ繰り返して出力するデータ信号出力部と、
前記データ出力部が繰り返し出力する前記第１データ信号の総時間が、それぞれの前記キャリヤ信号の周期の整数倍となるように、前記データ信号出力部における前記第１データ信号の繰り返し回数を制御し、前記データ出力部が繰り返し出力する前記第２データ信号の総時間が、それぞれの前記キャリヤ信号の周期の整数倍となるように、前記データ信号出力部における前記第２データ信号の繰り返し回数を制御する繰返制御部と、
前記第１データ信号及び前記第２データ信号を、前記マルチキャリヤ信号で変調して出力する変調部と
を備えるマルチキャリヤ変調器。
【請求項７】
前記データ信号出力部は、前記第１データ信号のデータ数と同一となるように、前記第２データ信号のデータを抜き出し、前記第１データ信号、及び抜き出した前記第２データ信号をそれぞれ繰り返して出力する  
請求項６に記載のマルチキャリヤ変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信するべきデータ信号を、異なる周波数の複数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号で変調して出力するマルチキャリヤ変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばｃｄｍａ２０００等の移動体通信で使用される基地局あるいは中継局のアンプでは、複数のキャリヤに載せた信号を用いた評価が求められている。このような信号を発生する方法として、任意波形発生器が発生した送信信号を、それぞれのキャリヤに対して分岐し、分岐した送信信号をそれぞれのキャリヤで変調した後、加算する方法が知られている。また、各キャリヤに載せる送信信号を異なるものにする場合には、生成するべき送信信号に応じた数の任意波形発生器を用意している。
【０００３】
関連する特許文献等は、現在認識していないため、その記載を省略する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の信号発生方法は、上述したように、それぞれのキャリヤに対応する複数の変調器が必要であり、また異なる送信信号を載せる場合には、複数の任意波形発生器が必要となる。このため、回路規模が増大してしまう。また、アナログ的に変調をかけるため、キャリヤの直交性の劣化や波形品質の劣化を引き起こしてしまう。
【０００５】
このため本発明は、上述した課題を解決することのできるマルチキャリヤ変調器を提供することを目的とする。この目的は、請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、データ信号を、異なる周波数の複数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号で変調して出力するマルチキャリヤ変調器であって、複数のキャリヤ信号の周波数が基準周波数の整数倍であるマルチキャリヤ信号を生成するキャリヤ生成部と、データ信号を繰り返して出力するデータ信号出力部と、データ出力部が繰り返し出力するデータ信号の総時間が、それぞれのキャリヤ信号の周期の整数倍となるように、データ信号出力部における繰り返し回数を制御する繰返制御部と、データ信号を、マルチキャリヤ信号で変調して出力する変調部とを備えるマルチキャリヤ変調器を提供する。
【０００７】
繰返制御部は、基準周波数に基づいて繰り返し回数を制御してよい。繰返制御部は、下式を満たす最も小さい繰り返し回数Ｍを算出してよい
【数１】
2006121447.tif 000003
但し、Ｎは任意の整数、Ｒａｔｅはデータ信号のシンボルレート、Ｓｉｚｅはデータ信号のデータ数、Ｆｃｒｅｓは基準周波数を示す。
【０００８】
データ信号出力部は、データ信号の始値と終値とが連続となるように、データ信号を補正して、補正後のデータ信号を繰り返して出力してよい。データ信号出力部は、データ信号に円状畳み込み演算を行うことにより、データ信号を補正してよい。
【０００９】
本発明の第２の形態においては、第１データ信号及び第２データ信号を、異なる周波数の複数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号で変調して出力するマルチキャリヤ変調器であって、複数のキャリヤ信号の周波数が基準周波数の整数倍であるマルチキャリヤ信号を生成するキャリヤ生成部と、第１データ信号及び第２データ信号を、それぞれ繰り返して出力するデータ信号出力部と、データ出力部が繰り返し出力する第１データ信号の総時間が、それぞれのキャリヤ信号の周期の整数倍となるように、データ信号出力部における第１データ信号の繰り返し回数を制御し、データ出力部が繰り返し出力する第２データ信号の総時間が、それぞれのキャリヤ信号の周期の整数倍となるように、データ信号出力部における第２データ信号の繰り返し回数を制御する繰返制御部と、第１データ信号及び第２データ信号を、マルチキャリヤ信号で変調して出力する変調部とを備えるマルチキャリヤ変調器を提供する。
【００１０】
データ信号出力部は、第１データ信号のデータ数と同一となるように、第２データ信号のデータを抜き出し、第１データ信号、及び抜き出した第２データ信号をそれぞれ繰り返して出力してよい。
【００１１】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るマルチキャリヤ変調器１００の構成の一例を示す図である。マルチキャリヤ変調器１００は、例えば無線通信の基地局等のアンプを試験するための信号を生成するものであり、例えば基地局から送信するべきデータ信号を、異なる周波数の複数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号で変調して出力する装置である。
【００１４】
本例におけるマルチキャリヤ変調器１００は、１台の任意波形発生器及び変調器のみで、データ信号を複数のキャリヤで同時に変調した信号を出力する装置である。このとき、データ信号を複数のキャリヤで同時に変調するためには、データ信号１周期の時間が、それぞれのキャリヤの周期の整数倍となる必要がある。しかし、データ信号１周期の時間は、使用者が設定するデータ信号のシンボルレート及びデータ数により定まり、それぞれのキャリヤの周期も使用者の設定により定まる。このため通常、データ信号１周期の時間は、それぞれのキャリヤの周期の整数倍とはならない。
【００１５】
これに対し、マルチキャリヤ変調器１００は、基準周波数の整数倍の周波数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号を生成し、データ信号を繰り返し出力する。このとき、繰り返して出力するデータ信号の総時間が、当該基準周波数に応じた周期の整数倍となるように、データ信号の繰り返し回数を制御する。これにより、繰り返して出力するデータ信号の総時間が、それぞれのキャリヤ信号の周期の整数倍となる。このような制御を行うことにより、データ信号を、複数のキャリヤ信号で同時に変調することができる。
【００１６】
次に、マルチキャリヤ変調器１００の構成を説明する。繰返制御部１０、データ信号出力部２０、キャリヤ生成部３０、及び変調部４０を備える。ここで、繰返制御部１０、データ信号出力部２０、キャリヤ生成部３０として、いわゆる任意波形発生器（ＡＷＧ）を用いてよい。
【００１７】
データ信号出力部２０には、出力するべきデータ信号に関する情報が予め与えられ、当該情報に基づいてデータ信号を生成して出力する。例えば、データ信号出力部２０は、使用者から与えられるデータ列を、使用者から与えられるシンボルレートで出力する。
【００１８】
また前述したように、データ信号出力部２０は、繰り返して出力するデータ信号の総時間が、マルチキャリヤ信号の基準周波数に応じた周期の整数倍となるように、データ信号を繰り返して出力する。ここで、データ信号を繰り返して出力するとは、データ信号を複数回連続して出力することをいい、一のデータ信号の終データを出力してから、次のデータ信号の始データを出力するまでの間隔が、一のデータ信号を出力するときのデータ出力間隔と略等しいことをいう。
【００１９】
マルチキャリヤ生成部３０は、異なる周波数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号を生成する。つまり、複数のキャリヤ信号を加算したマルチキャリヤ信号を生成する。ここで、マルチキャリヤ生成部３０は、基準周波数の整数倍の周波数の複数のキャリヤ信号を含むマルチキャリヤ信号を生成する。
【００２０】
繰返制御部１０は、データ信号出力部２０が繰り返し出力するデータ信号の総時間が、それぞれのキャリヤ信号の周期の整数倍となるように、データ信号出力部２０における繰り返し回数を制御する。つまり、それぞれのキャリヤ信号の周波数が、繰り返し出力するデータ信号の周波数ビンに載るように、当該繰り返し回数を制御する。
【００２１】
本例において繰返制御部１０は、マルチキャリヤ信号の基準周波数に基づいて、繰り返し回数を制御する。つまり、繰り返し出力するデータ信号の総時間が、基準周波数のキャリヤ信号の周期の整数倍となるように、繰り返し回数を制御する。他のキャリヤ信号の周波数は、基準周波数の整数倍であるため、基準周波数のキャリヤ信号が、データ信号の周波数ビンに載っていれば、他のキャリヤ信号も、データ信号の周波数ビンに載せることができる。そして、変調器４０は、データ信号出力部２０が繰り返し出力するデータ信号を、マルチキャリヤ信号で変調して出力する。このような構成により、データ信号を、複数のキャリヤ信号で同時に変調することができる。
【００２２】
図２は、キャリヤ生成部３０が生成するマルチキャリヤ信号のスペクトルを示す図である。図２に示すように、キャリヤ生成部３０は、複数のキャリヤ信号（６２−１〜６２−６）を含むマルチキャリヤ信号を生成する。また前述したように、それぞれのキャリヤ信号の中心周波数は、基準周波数ａの整数倍である。
【００２３】
図３は、キャリヤ信号及びデータ信号の波形の一例を示す図である。また図３においては、複数のキャリヤ信号のうち、基準周波数のキャリヤ信号６２−４、及び基準周波数の２倍のキャリヤ信号６２−５のみを示す。
【００２４】
前述したように、データ信号出力部２０は、データ信号の基準周波数のキャリヤ信号６２−４の周期の整数倍となるように、データ信号を繰り返して出力する。本例においては、データ信号を２回繰り返して出力することにより、データ信号の総時間が、基準周波数のキャリヤ信号の周期の３倍と略等しくなる。これにより、他のキャリヤ信号についても、データ信号の周波数ビンに載せることができる。
【００２５】
また、データ信号を繰り返して出力する場合、データ信号の始値と終値が連続であることが好ましい。このため、データ信号出力部２０は、データ信号の始値と終値とが連続となるようにデータ信号を補正して、補正後のデータ信号を繰り返して出力する。例えば、データ信号出力部２０は、データ信号に円状畳み込み演算を行うことにより、データ信号を補正し、データ信号の始値と終値とを連続にする。
【００２６】
図４は、データ信号出力部２０の構成の一例を示す図である。データ信号出力部２０は、変調回路２２、オーバーサンプリング部２４、フィルタ２６、及び出力部２８を有する。変調回路２２には、使用者からデータ信号のデータ列、及びデータ信号のシンボルレートが与えられる。シンボルレートとは、データ信号におけるデータの周波数である。
【００２７】
変調回路２２は、データ列を変調したデータ信号を生成する。例えば、変調回路２２は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ、ＦＳＫ等の所望の変調方式によってデータ列をマッピングしたデータ信号を生成する。
【００２８】
オーバーサンプリング部２４は、変調回路２２が生成したデータ信号を、所定のオーバーサンプリング比でオーバーサンプリングする。例えば、オーバーサンプリング部２４は、所定のオーバーサンプリング比になるように、ゼロ補間やゼロ次ホールドによって、データ信号を補間する。
【００２９】
フィルタ２６は、オーバーサンプリング部２４が補間したデータ信号に、所望のフィルタをかける。このとき、上述したようにフィルタ２６は、データ信号に円状畳み込み演算を施すことが好ましい。
【００３０】
そして、出力部２８は、フィルタ２６が出力するデータ信号を、繰返制御部１０から与えられる繰り返し回数だけ繰り返して出力する。このとき出力部２８は、使用者によって設定されるシンボルレートのデータを出力する。
【００３１】
次に、繰返制御部１０における繰り返し回数の算出方法について説明する。繰返制御部１０には、使用者が設定した、データ信号のデータ数Ｓｉｚｅ[ｐｔｓ]、データ信号のシンボルレートＲａｔｅ[Ｈｚ]、及びマルチキャリヤ信号の基準周波数Ｆｃｒｅｓ[Ｈｚ]が与えられる。
【００３２】
繰返制御部１０は、これらの値を用いて、下式を満たす最小の繰り返し回数Ｍを算出する。
【数２】
2006121447.tif 000004
・・・式（１）
但し、Ｌはオーバーサンプリング比、Ｎは任意の整数を示す。
【００３３】
また式（１）は、下式のように変形できる。
【数３】
2006121447.tif 000005
・・・式（２）
但し、ｒ、ｚは互いに素な整数。
【００３４】
ここで、Ｓｉｚｅ×Ｆｃｒｅｓと、Ｒａｔｅとの最大公約数をＤとすると、ｒ及びｚは下式で示される。
【数４】
2006121447.tif 000006
・・・式（３）
【００３５】
これより、Ｎが整数、即ち式（２）の右辺が整数となる最小の整数Ｍはｚと等しい値であり、このときのＮはｒと等しい値である。このような方法により、繰返制御部１０は、繰り返し回数Ｍを算出する。
【００３６】
また、オーバーサンプリング部２４は、下式を満たす最大のオーバーサンプリング比Ｌで、データ信号を補間してよい。
【数５】
2006121447.tif 000007
・・・式（４）
但し、Ｆｓ＿ｕｐｐｅｒ＿ｌｉｍｉｔは、データ信号出力部２０が出力できるデータ周波数の上限値を示し、Ｓｉｚｅ＿ｕｐｐｅｒ＿ｌｉｍｉｔは、データ信号出力部２０が出力できるデータ数の上限値を示す。これらの上限値は、データ信号出力部２０の性能等により予め与えられる値であってよい。式（４）を満たすオーバーサンプリング比Ｌが存在しない場合、データ信号出力部２０は、式（４）を満たすように、データ信号のデータ数を調整してよい。
【００３７】
図５は、データ信号出力部２０の構成の他の例を示す図である。本例におけるデータ信号出力部２０は、図４において説明したデータ信号出力部２０の構成に加え、データ数調整部３２を更に備える。他の構成要素は、図４において説明した構成要素と同一又は同様の機能を有する。
【００３８】
データ数調整部３２は、繰返制御部１０が算出した繰り返し回数Ｍでデータ信号を繰り返したときに、与えられる制約条件を満たすか否かを判定し、制約条件を満たさない場合に、データ信号のデータ数を調整する。例えば、データ信号出力部２０の性能等により、データ信号出力部２０が出力できるデータ数には上限がある。データ信号を、繰返制御部１０が算出した繰り返し回数Ｍで出力した場合、データ数が当該上限を超えてしまう場合がある。
【００３９】
データ数調整部３２は、データ列のデータ数Ｓｉｚｅ、繰り返し回数Ｍ、及びオーバーサンプリング比Ｌの積を算出し、算出した積が、当該上限値を超えているか否かによって、制約条件を満たすか否かを判定する。
【００４０】
制約条件を満たさない場合、データ数調整部３２は、データ数Ｓｉｚｅが、シンボルレートＲａｔｅを基準周波数Ｆｃｒｅｓで除算したものより大きいか否かを判定する。データ数Ｓｉｚｅが、シンボルレートＲａｔｅを基準周波数Ｆｃｒｅｓで除算した値以上である場合、データ数調整部３２は、シンボルレートＲａｔｅを基準周波数Ｆｃｒｅｓで除算した値を整数倍した値のうち、データ数Ｓｉｚｅに最も近い値を検出する。そして、検出した値に基づいて、データ信号のデータ列を抜き出す。つまり、当該検出した値に応じたデータを、データ信号の前方のデータから順に抜き出し、新たなデータ列とする。
【００４１】
このような処理により、繰り返し回数１のデータ信号に対して、それぞれのキャリヤ信号を周波数ビンに載せることができる。この場合、出力部２８は、データ信号を１回のみ出力してよく、また繰り返して出力してもよい。データ信号を繰り返して出力する場合、下式を満たす最大の繰り返し回数Ｍで、データ信号を出力してよい。
【数６】
2006121447.tif 000008
但し、Ｓｉｚｅは、データ数調整部３２が調整した後のデータ信号のデータ数、Ｓｉｚｅ＿ｕｐｐｅｒ＿ｌｉｍｉｔは、データ信号出力部２０が出力することのできるデータ数の上限値を示す。
【００４２】
また、データ数Ｓｉｚｅが、シンボルレートＲａｔｅを基準周波数Ｆｃｒｅｓで除算した値より小さい場合、データ数調整部３２は、データ数が、シンボルレートＲａｔｅを基準周波数Ｆｃｒｅｓで除算した値と等しくなるように、データ信号のデータ列を繰り返したものを、新たなデータ信号として生成する。この場合、データ数調整部３２は、データ信号のデータ列を繰り返し、データ数がシンボルレートＲａｔｅを基準周波数Ｆｃｒｅｓで除算した値と等しくなったときに、当該繰り返しを打ち切る。
【００４３】
このような処理により、繰り返し回数１のデータ信号に対して、それぞれのキャリヤ信号を周波数ビンに載せることができる。この場合も、出力部２８はデータ信号を１回のみ出力してよく、また繰り返して出力してもよい。
【００４４】
また、マルチキャリヤ変調器１００は、複数のデータ信号を、マルチキャリヤ信号で同時に変調して出力してもよい。例えば、第１データ信号及び第２データ信号を、マルチキャリヤ信号で変調する。
【００４５】
この場合、繰返制御部１０は、マルチキャリヤ信号のそれぞれのキャリヤ信号が、第１データ信号の周波数ビン及び第２データ信号の周波数ビンの双方に載るように、第１データ信号及び第２データ信号のそれぞれに対して、繰り返し回数を算出する。
【００４６】
例えば、繰返制御部１０は、第１データ信号のシンボルレートと、第２データ信号のシンボルレートとの最小公倍数を算出し、第１データ信号のデータ数と、第２データ信号のデータ数との最小公倍数を算出する。そして、シンボルレートの最小公倍数を新たなシンボルレートとし、データ数の最小公倍数を新たなデータ数として、式（１）を満たす繰り返し回数Ｍを算出する。
【００４７】
そして、データ数の最小公倍数に対するそれぞれのデータ信号のデータ数の比、及び算出した繰り返し回数Ｍに基づいて、それぞれのデータ信号の繰り返し回数を算出する。例えば、算出した繰り返し回数Ｍに、データ数の最小公倍数に対するそれぞれのデータ信号のデータ数の比を乗じた値を、それぞれのデータ信号の繰り返し回数として算出する。
【００４８】
また、シンボルレートの最小公倍数及びデータ数の最小公倍数の両方を用いて、式（１）により繰り返し回数Ｍを算出した場合、繰り返し回数Ｍが非常に大きくなり、式（４）に示した条件を満たさない場合がある。このような場合、データ信号出力部２０は、第１データ信号のデータ数と同一となるように、第２データ信号のデータを抜き出して、新たな第２データ信号としてよい。そして、繰返制御部１０は、第１データ信号のデータ数、及びそれぞれのシンボルレートの最小公倍数を用いて、式（１）により繰り返し回数Ｍを算出する。
【００４９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上から明らかなように、本発明によれば、与えられるデータ信号を、複数のキャリヤ信号で同時に変調することができる。このため、変調回路を複数必要とせず、回路規模を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るマルチキャリヤ変調器１００の構成の一例を示す図である。
【図２】キャリヤ生成部３０が生成するマルチキャリヤ信号のスペクトルを示す図である。
【図３】キャリヤ信号及びデータ信号の波形の一例を示す図である。
【図４】データ信号出力部２０の構成の一例を示す図である。
【図５】データ信号出力部２０の構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０・・・繰返制御部、２０・・・データ信号出力部、２２・・・変調部、２４・・・オーバーサンプリング部、２６・・・フィルタ、２８・・・出力部、３０・・・キャリヤ生成部、３２・・・データ数調整部、４０・・・変調器、１００・・・マルチキャリヤ変調器
【図１】
2006121447.tif 000010
【図２】
2006121447.tif 000011
【図３】
2006121447.tif 000012
【図４】
2006121447.tif 000013
【図５】
2006121447.tif 000014