(57)【要約】位相修正されたＭ−ＱＡＭ信号を作るシステムと方法が説明される。１つの実施例において、位相修正Ｍ−ＱＡＭ変調装置は、２つのキャリア信号の位相関係とＩ及びＱ入力信号の位相関係との差分の関数として、２つのキャリア信号の間の位相関係を動的に調整するためのフィードバックループを有する。位相シフト回路を用いて第１のキャリア信号から第２のキャリア信号が導き出される他の実施例において、第１のキャリア信号に適用される位相シフトの量は、出力ＱＡＭ信号を構成する２つの構成信号の位相関係と入力Ｉ及びＱ信号間の位相関係との差分の関数である。
2005510930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力信号と第２の入力信号に応じて、直交振幅変調された信号を生成する方法であって、
前記第１の入力信号で第１のキャリア信号を変調することにより、第１の構成信号を作るステップと、
前記第２の入力信号で第２のキャリア信号を変調することにより、第２の構成信号を作るステップであって、前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が実質的に直交位相関係であるステップと、
前記第１の構成信号と前記第２の構成信号を結合し、それによって直交振幅変調された信号を作るステップとを有し、
改善が、
前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との差分を判断するステップと、
前記差分に応じて、前記第２のキャリア信号の位相を調整することにより、前記直交振幅変調された信号を変更するステップと
からなる方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記位相関係の差分を判断するステップが、
前記第１と第２の構成信号の位相関係を表す第１の相関信号を作るステップと、
前記第１と第２の入力信号の位相関係を表す第２の相関信号を作るステップと、
前記第１と第２の相関信号の差分に応じて、エラー信号を作るステップと
を有する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記第１の相関信号を作るステップが、
直交振幅変調された信号を平方するステップと、
前記平方された直交振幅変調された信号を低域通過フィルタに通すステップと
を有する方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、
前記第２の相関信号を作るステップが、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を加え、それによって合計された信号を作るステップと、
前記合計された信号を平方するステップと
を有する方法。
【請求項５】
請求項２に記載の方法であって、
前記位相関係の差分を判断するステップが、前記第１と第２の相関信号を相関器で比較することを有する方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、
前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が、無線周波数信号である方法。
【請求項７】
請求項２に記載の方法であって、
前記第１のキャリア信号が、発振器によって作られ、
前記第２のキャリア信号が、所定の量だけ前記第１のキャリア信号の位相をシフトするように、位相シフト回路に前記第１のキャリア信号を適用することによって作られる方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記所定の量が、約９０°である方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記直交振幅変調された信号を変更するステップが、前記エラー信号の大きさの関数として、前記第２のキャリア信号の生成時に、前記第１のキャリア信号に適用される位相シフトの量を調整するように、前記エラー信号を前記位相シフト回路に適用することを有する方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が、無線周波数信号である方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、
前記直交振幅変調された信号が、Ｍ−ＱＡＭ信号である方法。
【請求項１２】
第１のキャリア信号を作る第１の回路手段と、
前記第１のキャリア信号から約９０°の位相でシフトされた第２のキャリア信号を作る第２の回路手段と、
前記第１のキャリア信号を第１の入力信号で変調し、それによって第１の構成信号を作るための第１の結合手段と、
前記第２のキャリア信号を第２の入力信号で変調し、それによって第２の構成信号を作るための第２の結合手段と、
前記第１の構成信号と前記第２の構成信号を結合し、それによって直交振幅変調された信号を作る第１の加算手段と、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を結合し、それによって結合された信号を作る第２の加算手段と、
前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との差分に応じて、エラー信号を作るエラー生成手段と、
を有する位相修正された直交振幅変調装置であって、
それによって、前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号との間の直交位相関係を維持するように、前記エラー信号が前記第２の回路手段に適用される変調装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の変調装置であって、
前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が、無線周波数信号である変調装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の変調装置であって、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号が、デジタル化されたデータを有する変調装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の変調装置であって、
前記直交振幅変調された信号が、Ｍ−ＱＡＭ信号である変調装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載の変調装置であって、
前記第１の回路手段が、発振器である変調装置。
【請求項１７】
請求項１２に記載の変調装置であって、
前記第２の回路手段が、前記第１のキャリア信号を受信するのに適しており、前記第１のキャリア信号から前記第２のキャリア信号を作ることが可能である位相シフト回路である変調装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の変調装置であって、
前記位相シフト回路が、カスケード状に連続して構成された複数の位相シフト回路を有する変調装置。
【請求項１９】
請求項１２に記載の変調装置であって、
前記第１の加算手段が、
前記第１と第２の構成信号を結合し、それによって前記直交振幅変調された信号を作る第１の加算回路と、
前記直行振幅変調された信号の平方に比例した平方された信号を作る第１の平方回路と、
所定の周波数より高い周波数である前記平方された信号の構成要素を除去し、それによって第１の相関信号を作るための低域通過フィルタと
を有する変調装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の変調装置であって、
前記所定の周波数の値が、前記第１と第２のキャリア信号とそれに関連する全ての調波が除去されるほどのものである変調装置。
【請求項２１】
請求項１９に記載の変調装置であって、
前記第２の加算手段が、
前記第１と第２の入力信号を結合し、それによって結合された信号を作る第２の加算回路と、
それによって前記結合された信号の平方に比例した第２の相関信号を作る第２の平方回路と
を有する変調装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の変調装置であって、
前記エラー生成手段が、
前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との位相差を比較し、それによって前記第２の回路手段に適用するための前記エラー信号を作り、前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号との間の直交位相関係を維持するための相関器を有する変調装置。
【請求項２３】
第１の入力信号と第２の入力信号を表す直交振幅変調された信号を作る変調装置であって、
第１のキャリア信号が前記第１の入力信号によって変調され、それによって第１の構成信号を作り、
第２のキャリア信号が前記第２の構成信号によって変調され、それによって第２の構成信号を作り、
前記第１と第２のキャリア信号が、実質的に直交位相関係であり、
改善が、前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との差分の関数として、前記第１と第２のキャリア信号の間の位相関係を動的に調整するフィードバックループからなる変調装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の変調装置であって、
前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が、無線周波数信号である変調装置。
【請求項２５】
請求項２３に記載の変調装置であって、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号が、デジタル化されたデータを有する変調装置。
【請求項２６】
請求項２３に記載の変調装置であって、
前記直交振幅変調された出力信号が、Ｍ−ＱＡＭ信号である変調装置。
【請求項２７】
直交振幅変調された信号を作る方法であって、
第１と第２の入力信号を提供するステップと、
実質的に相互に直交位相関係の第１と第２のキャリア信号を作るステップと、
前記第１の入力信号で前記第１のキャリア信号を変調し、それによって第１の構成信号を作るステップと、
前記第２の入力信号で前記第２のキャリア信号を変調し、それによって第２の構成信号を作るステップと、
前記第１と第２の構成信号を結合するステップと、
前記第１と第２のキャリア信号を実質的に直交位相関係に維持するように、前記第１と第２のキャリア信号の間の位相関係を動的に調整するフィードバックループを提供するステップと
を有する方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法であって、
前記フィードバックループを提供するステップが、前記第１と第２の構成信号の位相差と、前記第１と第２の入力信号の位相差との差分を判断するステップを有する方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法であって、
前記位相関係の差分を判断するステップが、
前記第１と第２の構成信号の位相関係を表す第１の相関信号を作るステップと、
前記第１と第２の入力信号の相関関係を表す第２の相関信号を作るステップと、
前記第１と第２の相関信号との差分に応じたエラー信号を作るステップと
を有する方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法であって、
前記第１と第２のキャリア信号を作るステップが、
発振器により前記第１のキャリア信号を作るステップと、
約９０°だけ前記第１のキャリア信号の位相をシフトするように、位相シフト回路に前記第１のキャリア信号を適用することにより、前記第２のキャリア信号を作るステップと
を有する方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法であって、
前記エラー信号の大きさの関数として、前記第２のキャリア信号の生成時に、前記第１のキャリア信号に適用される位相シフトの量を調整するように、前記エラー信号が前記位相シフト回路に適用される方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法であって、
前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が、無線周波数信号である方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載の方法であって、
前記直交振幅変調された信号が、Ｍ−ＱＡＭ信号である方法。
【請求項３４】
第１の入力信号と第２の入力信号に応じて、位相補正された直交振幅変調された信号を生成する方法であって、
前記第１の入力信号で第１のキャリア信号を変調することにより、第１の構成信号を作るステップと、
前記第２の入力信号で第２のキャリア信号を変調することにより、第２の構成信号を作るステップであって、前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が実質的に直交位相関係であるステップと、
前記第１の構成信号と前記第２の構成信号を結合し、それによって直交振幅変調された信号を作るステップとを有し、
改善が、
前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との差分の関数として、閉ループのフィードバック制御を介して、前記第２のキャリア信号の位相を動的に調整するステップからなる方法。
【請求項３５】
第１の入力信号と第２の入力信号に応じて、位相補正された直交振幅変調された信号を生成する方法であって、
前記第１の入力信号で第１のキャリア信号を変調することにより、第１の構成信号を作るステップと、
前記第２の入力信号で第２のキャリア信号を変調することにより、第２の構成信号を作るステップであって、前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が実質的に直交位相関係であるステップと、
前記第１の構成信号と前記第２の構成信号を結合し、それによって直交振幅変調された信号を作るステップとを有し、
改善が、
前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との差分の関数として、前記２つの入力信号のうちの１つのレベルを動的に調整するステップからなる方法。
【請求項３６】
第１の入力信号と第２の入力信号に応じて、位相補正された直交振幅変調された信号を生成する方法であって、
前記第１の入力信号で第１のキャリア信号を変調することにより、第１の構成信号を作るステップと、
前記第２の入力信号で第２のキャリア信号を変調することにより、第２の構成信号を作るステップであって、前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が実質的に直交位相関係であるステップと、
前記第１の構成信号と前記第２の構成信号を結合し、それによって直交振幅変調された信号を作るステップとを有し、
改善が、
前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との差分の関数として、閉ループのフィードバック制御を介して前記２つの入力信号のそれぞれのレベルを動的に調整するステップからなる方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の背景］
本発明は、直交振幅変調（“ＱＡＭ”）信号を作るシステムと方法に関するものである。特に、本発明は、位相修正されたＱＡＭ信号の２つの構成信号間の位相関係と、一般的に“Ｉ”信号と“Ｑ”信号と称される２つの入力信号間の位相関係との差分の関数として、位相修正されたＱＡＭ信号を動的に作るシステムと方法に関するものである。
【０００２】
ＱＡＭ変調装置の１つの用途は、無線通信システムであるが、本発明のシステムと方法は、無線通信システムに限定されない。従来のＱＡＭ変調装置は、一般的に同相信号（“Ｉ信号”）と直交信号（“Ｑ信号”）とを受信し、そのそれぞれは、受信機に通信されるデジタルデータと第１のキャリア信号とを含む。Ｉ信号とＱ信号は、一般的に相互に９０°だけ位相シフトされている。第１のキャリア信号は、一般的に９０°だけ第１のキャリア信号の位相をシフトする位相シフト回路を用いて、第２のキャリア信号を作るために用いられる。Ｉ信号は、第１のキャリア信号を変調し、それによって第１の構成信号を作るために用いられ、Ｑ信号は、第２のキャリア信号を変調し、それによって第２の構成信号を作るために用いられる。第１と第２の構成信号は、通常は一緒に加えられ、無線又は有線システムのいずれかで受信機に送信される出力ＱＡＭ信号を作る。
【０００３】
ＱＡＭ変調装置の出力は、Ｉ−Ｑ平面で見ると、特質上、信号の点の配置である。信号配置のうちの何らかの２つの点の間の最小距離（“ｄｍｉｎ”）は、ノイズによって生じた劣化に対する通信システムの感受性の指標として見られることができる。ノイズは、一般的に受信機によって受信されるデータが誤解されることを引き起こし、それによってシステムのビットエラー率を増加し、エラーで受信されたビットの再送信を生じる。ビットエラー率が高いほど、多くの再送信が必要になり、通信システムで認識されるデータスループットが小さくなる。データスループットを増加する１つの方法は、変調のオーダーを増加することである。しかし、変調のオーダーが増加すると、より多くの点が信号配置を構成し、信号配置のより小さいｄｍｉｎを生じ、その結果、ノイズに対する通信システムの感受性を増加する。
【０００４】
理想的には、変調装置の第１と第２のキャリア信号の間の位相シフトは９０°であり、それは、所定の変調オーダー及び関連する信号配置において最大のｄｍｉｎを生じる。しかし、実際のシステムでは、常にある程度の位相の不均衡が存在し、すなわち、９０°以外の２つのキャリア信号間の位相関係であり、それが信号配置のより小さいｄｍｉｎを結果として生じる。
【０００５】
一般的な先行技術のシステムは、多様な方法で位相の不均衡の問題を解決することを試みる。１つの先行技術のシステムと方法は、特定の通信システム用に位相の不均衡を特徴付け、特徴付けられた位相の不均衡を補う一定量だけ２つのキャリア信号のうちの１つを静的に増加させることである。この方法の問題は、位相の不均衡が周辺温度のような非定値の要素に応じて変化する場合があることである。更に、前記先行技術のシステムは、位相の不均衡が相対的に小さい場合にのみ効果がある。他の先行技術のシステムと方法は、開ループのフィードバックシステムで、周辺温度のようないくつかの測定されたパラメータの関数としてＱＡＭ変調装置への入力信号の一方又は双方のレベルを調整することを試みることがある。そのような開ループの制御システムは、ある制限された程度の制御を提供することがあり、前記システムは、ＣＰＵとメモリと付属回路を必要とすることにより、一般的にＱＡＭ変調装置の複雑性とコストを増加する。達成できる制御の程度は、ＣＰＵのプログラムと同じだけである。
【０００６】
更なる他の先行技術のシステムは、中間周波数（“ＩＦ”）に基づく構成要素を用いることで、位相の不均衡を修正するデジタル技術を使用することがある。前記システムは、ＣＰＵやアップコンバータや複数のフィルタ段階等のような更なるＩＦ構成要素の更なる複雑性とコストを欠点として持つ。更に他の一般的な先行技術のシステムと方法は、所定の量だけキャリア信号の一方又は双方を補正することで、周辺温度の変化による位相の不均衡を補うことを更に試みることがある。前記システムは、付属の信号処理ハードウェア及びソフトウェアとともに、温度測定装置の更なる複雑性とコストを必要とする。
【０００７】
本発明の１つの実施例は、出力ＱＡＭ信号を構成する２つの構成信号の位相関係とＩ及びＱ入力信号の位相関係との差分の関数として、キャリア信号に適用される位相シフトの量を動的に制御するフィードバックループを提供することにより、先行技術の問題と制限を回避する。本発明のシステムは、いくつかの簡単な安価な構成要素のみを加えて、現在の動作状況に基づいて、動的な閉ループ制御を提供する。
【０００８】
従って、先行技術における前述の問題と制限の多くを回避し、位相修正されたＱＡＭ出力信号を作る新規なシステムと方法を提供することが、本発明の対象である。
【０００９】
出力ＱＡＭ信号を構成する２つの構成信号の位相関係と、入力Ｉ及びＱ信号間の位相関係との差分の関数として、キャリア信号に適用される位相シフトの量を制御するための新規なシステムと方法を提供することが、本発明の更なる対象である。
【００１０】
ＱＡＭ変調装置の入出力信号間の相対的な位相の不均衡の関数として、エラー信号を作る新規なシステムと方法を提供することが、本発明の更にもう１つの対象であり、前記エラー信号は、ＱＡＭ変調装置の２つのキャリア信号のうちの１つを位相修正するために用いられる。
【００１１】
ＲＦ周波数帯域で動作する位相修正Ｍ−ＱＡＭ変調装置のための新規なシステムと方法を提供することが、本発明の更に他の対象である。
【００１２】
Ｉ及びＱ入力信号を表す位相修正されたＱＡＭ信号を作る新規なシステムと方法を提供することが、本発明の更なる対象であり、前記Ｉ信号は、第１のキャリア信号を変調し、前記Ｑ信号は、第１のキャリア信号に１つ以上の位相シフト回路を適用することによって作られた第２のキャリア信号を変調する。
【００１３】
２つのキャリア信号の位相関係と、Ｉ及びＱ入力信号の位相関係との差分の関数として、２つのキャリア信号間の位相関係を動的に調整するためのフィードバックループを有する新規なＭ−ＱＡＭを提供することが、本発明の更にもう１つの対象である。
【００１４】
位相修正Ｍ−ＱＡＭ変調装置でＱＡＭ信号を作るための新規なシステムと方法を提供することが、本発明のもう１つの更なる対象であり、キャリア信号のうちの１つは、他方のキャリア信号を少なくとも１つの位相シフト回路に適用することによって導き出され、適用される位相シフトの量は、ＱＡＭ出力信号を構成する２つの構成信号の位相関係を表す第１の信号と、ＱＡＭ変調装置への２つの入力信号の位相関係を表す第２の信号との位相差の関数である。
【００１５】
第２のキャリア信号を作るために第１のキャリア信号に適用される位相シフトの量を動的に制御するための閉ループのフィードバック制御を提供する新規なシステムと方法を提供することが、本発明の追加の対象であり、前記適用される位相シフトの量は、出力ＱＡＭ信号を構成する２つの構成信号の位相関係と、２つの入力（Ｉ及びＱ）信号間の位相関係との差分の関数である。
【００１６】
本発明の前記及び多数の他の対象と利点が当業者に容易に明らかになり、本発明は、特許請求の範囲と、添付の図面と、以下の好ましい実施例の詳細な説明の精査からなる。
［好ましい実施例の説明］
図面を参照して、類似の数字は、いくつかの図面を通じて類似の構成要素を表している。
【００１７】
前述の通り、及び図１に示されている通り、従来のＱＡＭ変調装置１００は、同相信号又はＩ信号１１０を受信し、通常は以下の通り表される。
【００１８】
Ｉ＝ｉ（ｔ）
直交信号又はＱ信号１２０は、通常は以下の通り表される。
【００１９】
Ｑ＝ｑ（ｔ）
ここで、ｉ（ｔ）とｑ（ｔ）は、通信システムにおいて、送信機から受信機に伝送される情報を表すことがある。
【００２０】
Ｉ信号とＱ信号は、一般的に搬送波上で受信機に伝送されるデジタル化されたデータを含む。通常は発振器１０１で生成される第１のキャリア信号１３０は、乗算器１０３に適用され、Ｉ信号１１０で変調されて第１の構成信号１５０を作る。キャリア信号を生成するための技術的に既知の何らかの標準的な手段が、本発明によって企図される。第１のキャリア信号１３０はまた、理想的には第１のキャリア信号の位相を９０°だけシフトし、それによって第２のキャリア信号１４０を作る位相シフト回路１０２に適用される。第２のキャリア信号は、乗算器１０４に適用され、Ｑ信号１２０で変調され、第２の構成信号１６０を作る。第１と第２の構成信号が加算器１０５で結合され、それによってＱＡＭ出力信号を作る。
【００２１】
ＱＡＭ出力信号は、Ｉ−Ｑ平面で見ると、点の信号配置として視覚化されることがある。図２は、ＩとＱの構成要素間で９０°の位相シフトでのＩ−Ｑ平面における理想的な１６ＱＡＭの直交する信号配置２０の概念的なグラフである。１６ＱＡＭの信号配置が示されているが、本発明は１６ＱＡＭに限定されず、本発明のシステムと方法は何らかのオーダーの変調、すなわちＭの信号配置で動作可能であることがわかる。前述のＩ信号とＱ信号の従来の表示から明らかなように、Ｉ軸は水平軸であり、Ｑ軸は垂直軸である。信号配置の点は明確なパターンで構成され、信号配置の何らかの２つの点の間の最小距離２１、ｄｍｉｎ１が定められ得る。図２において、ｄｍｉｎ１は信号配置の点２２と２３との間の距離として定められる。
【００２２】
Ｉ信号とＱ信号との間のα°の位相の不均衡、すなわちＩ信号とＱ信号が位相において（９０＊α）°だけ相互にずれていることは、図３に概念的に示されている通り、Ｉ軸とＱ軸がα°だけずれることを生じる。Ｉ軸とＱ軸のずれとともに、信号の配置３０の歪みが、明瞭性のために図３に部分的に示されている。信号配置における何らかの２つの点の間の最小距離３１、ｄｍｉｎ２が定めあられ得る。図３において、ｄｍｉｎ２は信号配置の点３２と３３との間の距離として定められる。α°の位相の不均衡によって生じた信号配置の歪みのため、ｄｍｉｎ２＜ｄｍｉｎ１である。
【００２３】
図４に注目すると、先行技術の位相補正ＱＡＭ変調装置４００を表した機能ブロック図が描かれており、類似の数字は、図１に表されたＱＡＭ変調装置１００のそれぞれの構成要素及び信号と類似の構成要素及び信号を表す。図４に表された位相補正ＱＡＭ変調装置４００の基本動作は、後述のことを除いて、図１に表されたＱＡＭ変調装置１００の動作と同様である。先行技術の位相補正変調装置４００は、Ｑ信号を一定の所定量だけ増加するレベル調整器４０６を有する。調整の一定の所定量は、所定の一連の動作状況の既知の位相の不均衡を補うように設計される。レベル調整器２０４の出力は、加算器４０７でＩ信号と結合される。図１でＩ信号１１０が乗算器１０３に適用されることと同様の方法で、加算器４０７の出力が乗算器４０３に適用される。図４の位相補正ＱＡＭ変調装置４００の残りの動作は、図１のＱＡＭ変調装置１００の動作と同様である。前述の通り、先行技術の位相補正ＱＡＭ変調装置４００の制限は、変調装置が既知の一定の位相の不均衡のみを補うことができ、時間変化する不均衡に効果的に反応できないことである。従って、位相の不均衡の動的な補正は、実際の動作状況に基づいて達成され得ない。
【００２４】
次に図５に注目すると、先行技術の位相補正ＱＡＭ変調装置５００を表した機能ブロック図が描かれており、類似の数字は、図１に表されたＱＡＭ変調装置１００のそれぞれの構成要素及び信号と類似の構成要素及び信号を表す。図５に表された位相補正ＱＡＭ変調装置５００の基本動作は、後述のことを除いて、図１に表されたＱＡＭ変調装置１００の動作と同様である。Ｉ信号５１０とＱ信号５２０は、それぞれレベル調整器５０８と５０９に適用される。レベル調整器は、それぞれ制御信号５８０と５９０によって制御されることがある。レベル調整器５０８の出力は、第１のキャリア信号５３０を変調して第１の構成信号５５０を作るための乗算器５０３に適用される。同様に、レベル調整器５０９の出力は、第２のキャリア信号５４０を変調して第２の構成信号５６０を作るための乗算器５０４に適用される。制御信号５８０と５９０は、Ｉ信号とＱ信号に一定の所定レベルの調整を供給するように、又は開ループの制御モードで周辺温度のような外部測定の関数として供給するように、参照テーブル又はＣＰＵから生成されることがある。図５の位相補正ＱＡＭ変調装置５００の残りの動作は、図１のＱＡＭ変調装置１００の動作と同様である。
【００２５】
次に本発明のシステムと方法に注目すると、本発明の１つの実施例が図６の機能ブロック図に表されており、類似の数字は、図１に表されたＱＡＭ変調装置１００のそれぞれの構成要素及び信号と類似の構成要素及び信号を表す。図６に表された位相補正ＱＡＭ変調装置６００の基本動作は、後述のことを除いて、図１に表されたＱＡＭ変調装置１００の動作と同様である。
【００２６】
第１のキャリア信号６３０、ｃ１（ｔ）は、位相シフト回路６０２に適用され、それはエラー信号６９０、ｅ（ｔ）によって制御される量だけ第１のキャリア信号の位相を調整することにより、第２のキャリア信号６４０、ｃ２（ｔ）を作る。Ｉ信号６１０は、乗算器６０３で第１のキャリア信号６３０を変調し、第１の構成信号６５０、ｃ３（ｔ）を作る。同様に、Ｑ信号６２０は、乗算器６０４で第２のキャリア信号６４０を変調し、第２の構成信号６６０、ｃ４（ｔ）を作る。第１と第２の構成信号、それぞれ６５０と６６０は、加算器６０５で結合され、位相修正されたＱＡＭ信号６７０を作る。
【００２７】
エラー信号６９０は、第１と第２の構成信号、それぞれ６５０と６６０の位相関係と、Ｉ信号とＱ信号、それぞれ６１０と６２０の位相関係との差分を表す。第１と第２の構成信号の位相関係は、位相修正されたＱＡＭ信号６７０を平方回路６１１に通すことによって定められることがあり、その出力は、キャリア信号及び関連する調波を取り除くために低域通過フィルタ６１３に通される。結果の信号ａ（ｔ）、６７５は、第１と第２の構成信号、それぞれ６５０と６６０の位相関係を表している。Ｉ信号とＱ信号は加算器６０６で結合され、その出力が平方回路６１２に適用される。平方回路の出力信号６８５、ｂ（ｔ）は、Ｉ信号とＱ信号、それぞれ６１０と６２０の位相関係を表している。信号ａ（ｔ）とｂ（ｔ）は、信号ａ（ｔ）とｂ（ｔ）との間の関係を定める相関器６１４に双方とも適用される。相関器は、信号ａ（ｔ）とｂ（ｔ）との間の関係に比例し、同様に第１と第２の構成信号、それぞれ６５０と６６０との間の位相の不均衡に比例するエラー信号６９０、ｅ（ｔ）を作る。エラー信号６９０、ｅ（ｔ）は、位相シフト器６０２にフィードバックされ、第２のキャリア信号ｃ２（ｔ）の位相を動的に修正し、それ故に、第２の構成信号ｃ４（ｔ）の位相を修正し、第１と第２の構成信号の実際の現在の位相関係に基づいて、第１と第２の構成信号、それぞれ６５０と６６０が相互に９０°の位相方向を維持することを確保する。
【００２８】
平方回路６１１及び／又は６１２は、乗算回路のショットキ・ダイオードを有することがあるが、本発明は、平方回路の何らかの特定の実装に限定されない。
【００２９】
図７を参照すると、本発明のシステムと方法の第２の実施例が、機能ブロック図に表されており、類似の数字は、図６に表された位相補正ＱＡＭ変調装置６００のそれぞれの構成要素及び信号と類似の構成要素及び信号を表す。図７に表された位相補正ＱＡＭ変調装置７００の基本動作は、後述のことを除いて、図６に表された位相補正ＱＡＭ変調装置６００の動作と同様である。
【００３０】
図６と図７の比較によりわかるとおり、位相補正ＱＡＭ変調装置７００は、位相シフト器６０２をカスケード状の一連の位相シフト器７０２−１、７０２−２〜７０２−Ｎに交換することで、位相補正変調装置６００と異なる。それぞれの個々の位相シフト器は限られた範囲で動作することがあり、それ故に位相の不均衡の小さな変化しか補正できないため、図７に示されたカスケード状の方法は、より大きい位相の不均衡を補正することができる。
【００３１】
図８を参照すると、本発明のシステムと方法の第３の実施例が、機能ブロック図に表されており、類似の数字は、図６に表された位相補正ＱＡＭ変調装置６００のそれぞれの構成要素及び信号と類似の構成要素及び信号を表す。図８に表された位相補正ＱＡＭ変調装置８００の基本動作は、後述のことを除いて、図６に表された位相補正ＱＡＭ変調装置６００の動作と同様である。
【００３２】
図６と図８の比較によりわかるとおり、位相補正ＱＡＭ変調装置８００は、位相シフト器６０２をカスケード状の一連の位相シフト器８０２−１と８０２−２に交換することで、位相補正変調装置６００と異なる。位相シフト器８０２−１は、固定量の位相シフトを第１のキャリア信号８３０に適用する。位相シフト器８０２−１によって適用される位相シフトの量は９０°未満である。位相シフト器８０２−２は、エラー信号８９０、ｅ（ｔ）によって制御される位相シフトの量を適用し、それは、図６の位相補正ＱＡＭ変調装置の動作について前述した通り、第１と第２の構成信号、それぞれ８５０と８６０（それぞれｃ３（ｔ）とｃ４（ｔ））の位相関係と、Ｉ信号とＱ信号、それぞれ８１０と８２０の位相関係との差分の関数である。位相シフト器８０２−１により第１のキャリア信号６３０、ｃ１（ｔ）に加えられた一定の位相シフトの量と、位相シフト器８０２−２による第１のキャリア信号に加えられた可変の位相シフトの量の組み合わせが、第１と第２の構成信号、それぞれ８５０と８６０の間の位相関係を９０°に維持する。
【００３３】
本発明のシステムと方法の他の好ましい実施例が、図９と図１０に示されており、類似の数字はそれぞれ図４と図５と類似の構成要素を表し、類似の数字は図６と類似の信号を表す。図９は、図４に示される先行技術のシステムの変更形態である。フィードバックループ９００が図４の装置に加えられ、入力Ｑ信号９２０に適用されるレベル調整の量を動的に調整する。図９においてわかる通り、フィードバックループ９００は、エラー信号９９０、ｅ（ｔ）をレベル調整器４０６に供給し、それによって位相の不均衡を動的に調整する。図４の説明で前述した通り、図４に表された装置は、一定の所定量だけＱ信号４２０を増加し、結果の信号をＩ信号４１０に加えて既知の位相の不均衡を補うレベル調整器４０６を有する。図４の装置は、Ｑ信号４２０が変更された量を動的に調整することができない。図９に表された本発明の装置は、フィードバックループ９００で検出された実際の位相の不均衡の関数として、Ｑ信号９２０が変更された量を動的に調整する。
【００３４】
同様に、図１０は、図５に示される先行技術のシステムの変更形態である。フィードバックループ１０００が図５の装置に加えられ、入力Ｉ及びＱ信号に適用されるレベル調整の量を動的に調整する。図１０においてわかる通り、フィードバックループ１０００は、エラー信号１０９０、ｅ（ｔ）をレベル調整器５０８と５０９に供給し、それによって位相の不均衡を動的に調整する。図５の説明で前述した通り、図５に表された装置は、一定の所定量だけＩ信号とＱ信号、それぞれ５１０と５２０をそれぞれ増加し、既知の位相の不均衡を補うレベル調整器５０８と５０９を有する。図５の装置は、周辺温度のような外部の状況を測定して、制御信号５８０と５９０をそれぞれレベル調整器５０８と５０９に送出することによる開ループ制御が可能であり、Ｉ信号とＱ信号が変更された量を動的に調整する。しかし、図５の装置は、位相の不均衡の直接の測定に基づくレベル調整器５０８と５０９の閉ループの動的な制御ができない。図１０に表された本発明の装置は、検出された実際の位相の不均衡の関数として、Ｉ信号とＱ信号、それぞれ１０１０と１０２０がフィードバックループ１０００による閉ループのフィードバックモードで変更された量を動的に調整する。
【００３５】
本発明の好ましい実施例が説明されたが、説明された実施例は説明のためのみであり、本発明の範囲は、この精読から当業者に自然に生じる等価なもの、多数の変形形態及び変更形態の全範囲を許容して、単に特許請求の範囲によって定められることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】位相修正のない従来の先行技術の直交変調装置である。
【図２】ＩとＱの構成要素間で９０°の位相シフトを備えた１６ＱＡＭの配置の概念的なグラフであり、隣接した配置の点の間の最小距離を示している。
【図３】ＩとＱの構成要素間で９０°未満の位相シフトを備えた１６ＱＡＭの配置の概念的なグラフであり、隣接した配置の点の間のより小さい最小距離を示している。
【図４】位相修正の１つの方法を示した先行技術の直交変調装置の機能ブロック図である。
【図５】位相修正の他の方法を示した先行技術の直交変調装置の機能ブロック図である。
【図６】位相シフト器においてキャリア信号に適用される位相シフトの量を制御するフィードバックループを示した本発明による直交変調装置の実施例の機能ブロック図である。
【図７】キャリア信号に位相シフトを適用するための複数のカスケード状の位相シフト器を示した本発明による直交変調装置の他の実施例の機能ブロック図であり、前記位相シフト器がフィードバックループにより制御される機能ブロック図である。
【図８】２つのカスケード状の位相シフト器を示した本発明による直交変調装置の他の実施例の機能ブロック図であり、一方はキャリア信号に固定量の位相シフトを適用するためであり、他方はキャリア信号に位相シフトを適用するためのものであり、その量がフィードバックループにより制御される。
【図９】Ｉ信号に適用されるレベル調整量を制御するフィードバックループを示した本発明による直交変調装置の更に他の実施例の機能ブロック図である。
【図１０】Ｉ信号とＱ信号に適用されるレベル調整量を制御するフィードバックループを示した本発明による直交変調装置の更に別の他の実施例の機能ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年6月16日(2003.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力信号と第２の入力信号に応じて、直交振幅変調された信号を生成する方法であって、
前記第１の入力信号で第１のキャリア信号を変調することにより、第１の構成信号を作るステップと、
前記第２の入力信号で第２のキャリア信号を変調することにより、第２の構成信号を作るステップであって、前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号が実質的に直交位相関係であるステップと、
前記第１の構成信号と前記第２の構成信号を結合し、それによって直交振幅変調された信号を作るステップとを有し、
改善が、
前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との差分を判断するステップと、
前記差分に応じて、前記第２のキャリア信号の位相を調整することにより、前記直交振幅変調された信号を変更するステップと
からなる方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記位相関係の差分を判断するステップが、
前記第１と第２の構成信号の位相関係を表す第１の相関信号を作るステップと、
前記第１と第２の入力信号の位相関係を表す第２の相関信号を作るステップと、
前記第１と第２の相関信号の差分に応じて、エラー信号を作るステップと
を有する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記第１の相関信号を作るステップが、
直交振幅変調された信号を平方するステップと、
前記平方された直交振幅変調された信号を低域通過フィルタに通すステップと
を有する方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、
前記第２の相関信号を作るステップが、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を加え、それによって合計された信号を作るステップと、
前記合計された信号を平方するステップと
を有する方法。
【請求項５】
請求項２に記載の方法であって、
前記第１のキャリア信号が、発振器によって作られ、
前記第２のキャリア信号が、所定の量だけ前記第１のキャリア信号の位相をシフトするように、位相シフト回路に前記第１のキャリア信号を適用することによって作られる方法。
【請求項６】
第１のキャリア信号を作る第１の回路手段と、
前記第１のキャリア信号から約９０°の位相でシフトされた第２のキャリア信号を作る第２の回路手段と、
前記第１のキャリア信号を第１の入力信号で変調し、それによって第１の構成信号を作るための第１の結合手段と、
前記第２のキャリア信号を第２の入力信号で変調し、それによって第２の構成信号を作るための第２の結合手段と、
前記第１の構成信号と前記第２の構成信号を結合し、それによって直交振幅変調された信号を作る第１の加算手段と、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を結合し、それによって結合された信号を作る第２の加算手段と、
前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との差分に応じて、エラー信号を作るエラー生成手段と、
を有する位相修正された直交振幅変調装置であって、
それによって、前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号との間の直交位相関係を維持するように、前記エラー信号が前記第２の回路手段に適用される変調装置。
【請求項７】
請求項６に記載の変調装置であって、
前記直交振幅変調された信号が、Ｍ−ＱＡＭ信号である変調装置。
【請求項８】
請求項６に記載の変調装置であって、
前記第２の回路手段が、前記第１のキャリア信号を受信するのに適しており、前記第１のキャリア信号から前記第２のキャリア信号を作ることが可能である位相シフト回路である変調装置。
【請求項９】
請求項８に記載の変調装置であって、
前記位相シフト回路が、カスケード状に連続して構成された複数の位相シフト回路を有する変調装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の変調装置であって、
前記第１の加算手段が、
前記第１と第２の構成信号を結合し、それによって前記直交振幅変調された信号を作る第１の加算回路と、
前記直行振幅変調された信号の平方に比例した平方された信号を作る第１の平方回路と、
所定の周波数より高い周波数である前記平方された信号の構成要素を除去し、それによって第１の相関信号を作るための低域通過フィルタと
を有する変調装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の変調装置であって、
前記第２の加算手段が、
前記第１と第２の入力信号を結合し、それによって結合された信号を作る第２の加算回路と、
それによって前記結合された信号の平方に比例した第２の相関信号を作る第２の平方回路と
を有する変調装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の変調装置であって、
前記エラー生成手段が、
前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との位相差を比較し、それによって前記第２の回路手段に適用するための前記エラー信号を作り、前記第１のキャリア信号と前記第２のキャリア信号との間の直交位相関係を維持するための相関器を有する変調装置。
【請求項１３】
第１の入力信号と第２の入力信号を表す直交振幅変調された信号を作る変調装置であって、
第１のキャリア信号が前記第１の入力信号によって変調され、それによって第１の構成信号を作り、
第２のキャリア信号が前記第２の構成信号によって変調され、それによって第２の構成信号を作り、
前記第１と第２のキャリア信号が、実質的に直交位相関係であり、
改善が、前記第１と第２の構成信号の位相関係と、前記第１と第２の入力信号の位相関係との差分の関数として、前記第１と第２のキャリア信号の間の位相関係を動的に調整するフィードバックループからなる変調装置。
【国際調査報告】
2005510930.tif 000013