【発明の詳細な説明】
変調搬送波のディジタル位相シフト変調方法
および該方法を実施するためのシステム
本発明は、請求項１の上位概念に記載のディジタル
位相シフト変調のための方法およびこの方法を実施するためのシステムに関する
。
たとえばディジタル位相シフトキーイング（ＰＳＫ＝Phase Shift Keying）の
形式の位相シフトキーイング変調は公知である。ディジタル位相シフトキーイン
グ（ＰＳＫ）は以下のような搬送波の変調である。すなわち、一定に保持された
変調搬送波の振幅および周波数において、離散信号のそのつどの識別状態に変調
搬送波の特定の位相位置が対応づけられる。ある位相位置から別の位相位置への
移行は、連続的な変化とすることもできるし、あるいは離散的な変化とすること
もできる。さらにＭＳＫ変調（最小偏移変調Minimum Shift Keying）も知られて
おり、これはＣＰＦＳＫ変調（位相連続ＦＳＫ、Continuous Phase Frequency S
hift Keying）の特別な形態である。なお、ＣＰＦＳＫ変調とは、各周波数間で
位相の連続的な移行を伴うＦＳＫ（周波数シフトキーイング）変調である。
また、ＭＳＫ変調とは変調指数０．５のＣＰＦＳＫ変調のことであり、これは
直交した信号であって最小
の周波数偏移のときに耐障害性と所要帯域幅との間で妥協点が得られる。しかし
ＭＳＫ変調のためには、ときには受け入れられない可能性のある広い伝送帯域幅
が必要とされるし、あるいは過度に低いデータ伝送レートになってしまい、これ
はたとえば公知のＧＭＳＫ変調（Gaussian Minimum Shift Keying）の平滑化さ
れた変形によっても十分に改善できないことが多い。
ＧＭＳＫ変調は、たとえば移動無線システムにおいて用いられる。そのような
移動無線システムは、M.Mouly，M.-B.Pautetによる”The GSM System for Mobil
e Communications”1992のたとえばp.249-259によって知られているＧＳＭ移動
無線システムである。
本発明の課題は、改善されたディジタル位相シフト変調方法を提供することで
あって、その際、変調される搬送波の伝送帯域幅を公知のその種の変調方式より
も著しく僅かなもので済ますことができるようにし、さらにデータ伝送レートを
高めることができ、そうであってもＳＮ比が改善されるように構成することであ
る。また、本発明による方法を実施するためのシステムも提供できるようにした
い。
本発明によればこの課題は、請求項１の上位概念に記載の方法において特徴部
分に記載の構成によって解決される。従属請求項には本発明による方法の有利な
実施形態が示されている。
請求項１７には、本発明による方法を実施するため
のシステムが示されている。また、それ以下の請求項には、送信側ないし受信側
における本発明によるシステムの有利な実施形態が示されている。
次に、３つの表と１つの図面を参照しながら実施例に基づき本発明による方法
およびシステムについて説明する。
表１は、先行するシンボルを考慮したたとえば４値のシンボルによる位相シフ
トステップを示す。
表２は、公知のＭＳＫ変調の場合と本発明に従って構成されたＭＳＫ変調の場
合の位相シフトステップを示す。
表３は、最小距離をもつビット列を示す。
図面は、公知のＭＳＫ変調と本発明に従って動作する変形されたＭＳＫ変調と
を比較するための位相シフト経過を、ビットクロックを横軸として示す図である
。
本発明によるディジタル位相シフト（ステップ）変調の場合、１つの信号にお
ける伝送すべき各シンボルごとに１つの離散的な位相シフトが変調波において実
行される。さらにこの位相シフトは、伝送すべき目下のシンボルと以前に伝送さ
れた１つまたは複数のシンボルにそのつど依存する。
有利には、そのような離散的な位相シフトに対しそれらの移行のところでフィ
ルタリングまたはパルス成形を行ってから、変調搬送波における本来の位相変調
が実行される。その際に有利には、ガウス曲線状または正弦波状の位相移行形態
が用いられる。そしてこの場合、変調搬送波の振幅は一定に保持される。
形態はガウス曲線状や正弦波状でもよいし指数関数に従ってあるいは線形に形
成してもよいが、そのような形態のほかに、位相の移行における勾配も選定でき
る。さらに、すべての位相の移行に対する移行時間を、それらが一定になるよう
選ぶことができる。また、位相移行の最大勾配を、それらが一定となるよう選定
することができる。この場合、目下の位相シフトに依存してそれぞれ異なる移行
時間が生じるが、同じ最大瞬時周波数である。
最も簡単な事例の場合、シンボルは伝送すべき個々のビットから成る。これに
対し、より上のクラスの変調については、２つあるいはそれ以上の伝送すべきビ
ットから成る。その際、時間的に先行するシンボルを考慮する度合いを様々に選
定することができ、有利には伝送条件（障害、チャネルコンディション）および
伝送要求（帯域幅、データレート）に応じて選定することができる。１つの実施
形態として、実施すべき位相シフトを付加的にデータ信号ストリーム中の目下の
シンボル位置に依存して行わせることができる。既述のパラメータの適切な選定
により、公知のディジタル位相シフト変調方式よりも著しく改善された方式を得
ることができる。このため、変調される搬送波の所要
帯域幅を抑えることによる改善やＳＮ比の改善が、格別に重要となる。
この種の変調は、目下の位相シフトと位相値に関する表によって表すことがで
き、それによって実現することができる。そしてこれらは、伝送すべき信号のシ
ンボルについて時間的にすでに先行して伝送されたシンボルに依存して用いられ
るものである。表１には、４値のシンボルに関する実例が先行のシンボルの考慮
のもとで描かれている。この実例において採用されている事例の場合、位相シフ
トの表１には１６個の値が含まれている。また、表１には、Ｓ０〜Ｓ３というシ
ンボルとＰ０〜Ｐ１５という可能な位相シフトが書き込まれている。
２つ以上の先行のシンボルを考慮するような場合、可能な位相シフトの個数が
相応に増やされることになる。基本的に位相シフトは任意に選ぶことができるが
、特定の望ましい効果をあげるためには、ごく僅かの異なる位相シフトであれば
よく、あるいはそれらの位相シフトを簡単な規則に従わせることができる。
以下では、本発明に従って構成されたディジタル位相シフト変調方式の格別有
利な実施例について、公知のＭＳＫ変調と比較しながら説明する。公知のＭＳＫ
変調方式の場合、２つの位相シフト＋９０°および−９０°が用いられ、以前の
シンボルは考慮されない。
個々の位相シフトは直線的にフィルタリングされ、つ
まりある位相状態から別の位相状態への移行は１つのビット期間内で行われる。
同じく公知のＧＭＳＫ変調方式はこの変調から発したものであって、この場合に
はＭＳＫ変調の線形の移行部分がガウスフィルタリングされた移行部分に置き換
えられる。
表２には、公知のＭＳＫ変調における位相シフトと、本発明に従って構成され
たＭＳＫ変調方式（以下では変形ＭＳＫ変調と称する）における位相シフトが、
ディジタル位相シフト変調をベースとして先行のビットを考慮しながら対比して
示されている。変形された変調の場合、変調波の所要帯域幅が著しく低減される
。
重要な相違点として図２に示されているのは、ここでは公知のＭＳＫ変調の場
合にすでにある＋９０°と−９０°の２つの位相シフトのほかに、０°というさ
らに別の位相シフトが設けられていることである。
０°の位相シフトは、伝送すべき目下のビットと直前に送信されたビットとが
異なる場合に常に用いられ、すなわちビット列０−１または１−０が生じたとき
には常に用いられる。これに対し、順次連続する両方のビットが等しい場合には
、つまりビット列０−０または１−１が生じたときには、公知のＭＳＫ変調の場
合と同じ位相シフトが用いられる。
表２に基づいて比較された各変調方式の間には、以下のような相違点が存在す
る。この場合、まるっきり
０の列であったりまるっきり１の列については、これら両方の変調方式の間にい
かなる相違点もない。これに対し、０−１列の伝送にあたって、公知のＭＳＫ変
調の場合には位相シフトの極性符号が常に変化する。他方、変形ＭＳＫ変調の場
合すなわち本発明による変調方式の場合、位相は変化しない。
つまり、公知のＭＳＫ変調では最高変調周波数つまりは被変調搬送波の最大周
波数帯域拡大が生じるとき、変形ＭＳＫ変調方式では効果的に搬送波の変調がま
ったく行われないようになる。したがって本発明によるこのような変形ＭＳＫ変
調を使用すれば、変調により占有される周波数スペクトル幅が著しく低減される
のである。
次に、変調信号のこのようなスペクトル幅低減を評価するため、両方の事例に
おける最高実効周波数について考察してみる。公知のＭＳＫ変調の場合、これは
ビット周波数の半分であってしかも三角波状に±４５°の最大位相偏移で発生す
る。本発明による変形ＭＳＫ変調の場合、最高変調周波数は０−０−１−１のビ
ット列において発生する。それゆえ、最高変調周波数はビット周波数の４分の１
にしかならない。この場合、最大位相偏移は同じく±４５°である。しかもこの
変調は台形状の変調信号で行われ、このような信号には、比較のため引き合いに
出したＭＳＫ変調信号の三角波信号よりも著しく僅かな調波しか含まれていない
。
したがって本発明による変調により、所要変調帯域幅が格段に低減される。本
発明による変形ＭＳＫ変調の場合、位相における方向変化は常に一定の位相で１
つの変調シフトにわたって行われる。このようなコーディングは、変調信号に対
するある種の前置フィルタ処理となる。たとえばＧＳＭ（Global System for Mo
bile Communication）移動無線システムにおいて用いられるＧＭＳＫ変調は、ガ
ウスフィルタリング処理を行った公知のＭＳＫ変調に由来するものであるため、
上述の説明は本発明に従って変形されたＧＭＳＫ変調についてもあてはまること
はいうまでもない。
図面には、ビットクロック経過を表す軸上に描かれた同じ伝送すべき信号に対
する２つの位相シフト経過特性の実例が示されている。この図からわかるとおり
、公知のＭＳＫ変調（図上方の経過特性）により得られた平均的な位相変調と、
本発明による変形ＭＳＫ変調（図中央の経過特性）とは類似している。しかしそ
の相違点は、変形ＭＳＫ変調において公知のＭＳＫ変調よりもゆっくりとした方
向変化が生じていることである。つまり本発明による変形ＭＳＫ変調の場合、高
周波変調成分は公知のＭＳＫ変調よりも著しく抑えられている。この図面に示さ
れている両方の変調経過特性の場合、さらにガウスフィルタリングをかけた後に
は、被変調搬送波の実効位相においてＧＭＳＫ変調の
場合よりも格段に滑らかな経過特性が得られ、その点において、低減された所要
スペクトル帯域幅が反映されている。
３つめの位相シフトを導入しても、位相において３つの可能な最終状態の生じ
る可能性があり、それによってユークリッド距離が狭まるにせよ、障害に関して
本発明による変形ＭＳＫ変調の特性は劣化しない。実際には、常に２つの状態の
間でのみ区別すればよい。それというのも＋９０°から−９０°へまたはその逆
へ、ダイレクトに変化することは決して起こり得ないからである。
さらにこの場合、変調規則によって、順次連続する位相シフトが互いに結合さ
れる。これにより、誤った単一判定の識別や補正が可能となる。つまり、トレリ
スデコーディングにより、この変調に対し単一ビットデコーディングよりも著し
く改善された特性が得られる。
公知のＭＳＫ変調と本発明による変形ＭＳＫ変調に関して、表３ではトレリス
デコーディングに基づき最小距離の列が示されている。列の長さは本発明による
変形ＭＳＫ変調の場合、公知のＭＳＫ変調の列の長さよりも１ビットだけ長い。
エラーが起こる場合には、それらは表３によれば両方の事例においてダブルエラ
ーとして隣り合うビットにおいて発生する。
したがって受信側における効率的な検出によって、
変調規則性をいっしよに考慮に入れなければならない。単一ビット判定に基づく
だけであると、ビットエラーの確率が高まってしまう。これに対し、最尤（”Ma
ximum-Likelihood”）検出をベースとすれば、本発明による変調方式によって信
号の所要スペクトル幅を著しく低減することができ、ひいては伝送チャネル帯域
幅の低減あるいは同じ伝送チャネル帯域幅であればデータレートの上昇が可能と
なる。
単に比較的簡単に示すことができるという理由で、これまで実例としてＭＳＫ
変調を採用してきたが、上述の事情はたとえばＧＳＭ移動無線システムにおいて
使用されるＧＭＳＫ変調についてもまったく同様にあてはまる。移動無線システ
ムは実践においては必ずスペクトル的に制限されているので、効率的な変調とい
う点について格別な意義が与えられる。したがってＧＭＳＫ変調にとっては、こ
の変調において付加的なスペクトルフィルタリングが行われることから、スペク
トル効率に対し妥当な要求が課されたときにしか有効に利用できないＭＳＫ変調
よりも、いっそう大きな意義がある。
あるシステムにおける本発明による位相シフト変調方式の実装は、送信側につ
いてはこれまでに知られているシステムの場合と同じようにして行うことができ
る。この目的で好適であるのは、位相経過特性または２つの直交成分すなわちＩ
成分とＱ成分の経過特性を
、テーブル内に格納することである。そしてこのテーブルに対するアドレスは、
それまでに送信されたビットと、ビットクロックの倍数で動かされるカウンタの
出力により形成される。これにより細かい位相経過が決定される。この場合、基
本位相は、一般に先行の位相シフトから導出され、それに加えられる。
本発明による既述の変形ＭＳＫ変調または変形ＧＭＳＫ変調は、ディジタル位
相シフト変調に関する比較的簡単な事例である。それというのも、これらの場合
には先行のビットだけが考慮されるからである。本発明による位相シフト変調方
式を用いることで、実例として示したように、所要スペクトル帯域幅を低減し、
かつ最小列の長さを大きくすることができる。本発明による位相シフト変調方式
を使用することは、ＧＳＭ移動無線システムなどの移動無線システムにおいてき
わめて有利なことである。
無線システムにとって殊に、本発明による方式に従って動作するいっそう上の
クラスの変調は重要であり、この場合、高レートの信号伝送を可能にする目的で
、搬送波を介して伝送すべき信号のシンボルは、２つまたはそれ以上のビットに
よって形成される。
移動無線システムを実現するための本発明によるシステムの１つの実施形態に
よれば、移動無線システムにおけるいわゆる”フルレート（full-rate）”チャ
ネルのためには、１／２レートの畳み込み符号化を用
いた１６ｋｂｉｔ／ｓの伝送データレートが提案され、いわゆる”ハーフレート
（half-rate）チャネルのためには８ｋｂｉｔ／ｓのデータレートが提案される
。これと関連して、これまで導入されてきたＧＳＭシステムよりも、畳み込み符
号の拘束長（constraint length）を大きく設定することが提案される。
本発明に従って形成された位相シフト変調および上述の実施形態によって、１
４．４および１６ｋｂｉｔ／ｓのレートによるデータ伝送が可能となり、このこ
とは、これまでＧＳＭにおいて最大で達成可能であった９．６ｋｂｉｔ／ｓとい
うレートに対し格段に改善されていることを示している。”ハーフレート”チャ
ネルを介した音声伝送に関して８ｋｂｉｔ／ｓということで、現在のＧＳＭ移動
無線システムにおける部分的に保護された６．５ｋｂｉｔ／ｓよりも著しく改善
された品質を実現できる。
最後に挙げたことが重要であるのは、８ｋｂｉｔ／ｓのデータレートと１０ｍ
ｓのフレーム時間による”ハーフレート”の音声符号化の導入に対する需要が多
いためであり、このようにすれば実効ネットワーク容量がほぼ２倍になる。しか
もこのようにすることで、これまでＧＳＭシステムにおいて生じていた約９０ｍ
ｓという遅延時間をそのような音声符号化装置によって短く抑えることができる
ようになる。 Description: A method for digital phase shift modulation of a modulated carrier and a system for implementing the method The invention relates to a method for digital phase shift modulation according to the preamble of claim 1 and to an implementation of this method. Related to the system. Phase shift keying modulation, for example in the form of digital phase shift keying (PSK), is known. Digital phase shift keying (PSK) is a modulation of a carrier as follows. In other words, at a constant amplitude and frequency of the modulated carrier, a particular phase position of the modulated carrier is associated with the respective identification state of the discrete signal. The transition from one phase position to another can be a continuous change or a discrete change. Also known is MSK modulation (Minimum Shift Keying Minimum Shift Keying), which is a special form of CPFSK modulation (Continuous Phase Frequency Shift Keying). Note that CPFSK modulation is FSK (frequency shift keying) modulation that involves a continuous transition of phase between frequencies. MSK modulation is CPFSK modulation with a modulation index of 0.5, which is an orthogonal signal and provides a compromise between fault tolerance and required bandwidth when the frequency shift is minimal. Can be However, MSK modulation requires a wide transmission bandwidth, which may sometimes be unacceptable, or results in an excessively low data transmission rate, such as the known GMSK modulation (Gaussian Minimum Shift). Keying) often cannot be sufficiently improved by the smoothed deformation. GMSK modulation is used, for example, in mobile radio systems. Such a mobile radio system is the GSM mobile radio system known from "The GSM System for Mobile Communications" by M. Mouly, M.-B. Pautet, 1992, for example, pages 249-259. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an improved digital phase shift modulation method, wherein the transmission bandwidth of the modulated carrier is significantly smaller than known modulation types. And the data transmission rate can be further increased, and even so, the S / N ratio is improved. We also want to provide a system for implementing the method according to the invention. According to the invention, this object is achieved by a method according to the preamble of claim 1 with the features specified in the characterizing part. The dependent claims show advantageous embodiments of the method according to the invention. Claim 17 shows a system for implementing the method according to the invention. The following claims show advantageous embodiments of the system according to the invention on the transmitting side or on the receiving side. The method and system according to the invention will now be described by way of example with reference to three tables and one drawing. Table 1 shows the phase shift steps by, for example, quaternary symbols in consideration of the preceding symbols. Table 2 shows the phase shift steps for the known MSK modulation and for the MSK modulation configured according to the invention. Table 3 shows the bit sequence having the minimum distance. The figure shows the phase shift profile for comparing a known MSK modulation with a modified MSK modulation operating according to the invention, with the bit clock on the horizontal axis. In the case of digital phase shift (step) modulation according to the invention, one discrete phase shift is performed on the modulated wave for each symbol to be transmitted in one signal. Furthermore, this phase shift depends in each case on the current symbol to be transmitted and on one or more previously transmitted symbols. Advantageously, such discrete phase shifts are filtered or pulse-shaped at their transitions before the actual phase modulation on the modulated carrier is performed. In this case, a Gaussian or sinusoidal phase transition is preferably used. And in this case, the amplitude of the modulated carrier is kept constant. The shape may be Gaussian or sinusoidal, or may be formed according to an exponential function or linearly, but in addition to such a shape, the gradient in the phase transition can be selected. Furthermore, the transition times for all phase transitions can be chosen such that they are constant. Also, the maximum slope of the phase transition can be chosen so that they are constant. In this case, different transition times occur depending on the current phase shift, but at the same maximum instantaneous frequency. In the simplest case, a symbol consists of individual bits to be transmitted. In contrast, the higher class of modulation consists of two or more bits to be transmitted. At this time, the degree of considering the symbol preceding in time can be selected in various ways, and advantageously, it can be selected according to transmission conditions (faults, channel conditions) and transmission requirements (bandwidth, data rate). it can. In one embodiment, the phase shift to be performed can additionally be made dependent on the current symbol position in the data signal stream. By a suitable choice of the parameters mentioned, a significantly improved scheme can be obtained over known digital phase shift modulation schemes. For this reason, the improvement by suppressing the required bandwidth of the carrier to be modulated and the improvement of the SN ratio are particularly important. This type of modulation can be represented by a table for the current phase shifts and phase values, and can be achieved thereby. These are used depending on the symbols of the signal to be transmitted which have already been transmitted earlier in time. Table 1 illustrates an example of a quaternary symbol, taking into account the preceding symbol. In the case employed in this example, Table 1 of the phase shift contains 16 values. In Table 1, symbols S0 to S3 and possible phase shifts P0 to P15 are written. If more than one preceding symbol is considered, the number of possible phase shifts will be correspondingly increased. Basically, the phase shifts can be chosen arbitrarily, but for a particular desired effect, only a few different phase shifts may be required, or they may be subject to simple rules. . In the following, a particularly advantageous embodiment of the digital phase shift modulation system constructed according to the invention will be described in comparison with the known MSK modulation. In the case of the known MSK modulation scheme, two phase shifts + 90 ° and -90 ° are used and the previous symbols are not taken into account. The individual phase shifts are filtered linearly, ie the transition from one phase state to another takes place within one bit period. The known GMSK modulation scheme also originates from this modulation, in which the linear transition of the MSK modulation is replaced by a Gaussian-filtered transition. Table 2 shows that the phase shift in the known MSK modulation and the phase shift in the MSK modulation scheme configured according to the present invention (hereinafter referred to as modified MSK modulation) are based on the digital phase shift modulation and take into account the preceding bits. It is shown in contrast. In the case of modified modulation, the required bandwidth of the modulated wave is significantly reduced. An important difference is shown in FIG. 2 in that, in addition to the two phase shifts of + 90 ° and −90 ° already present in the case of the known MSK modulation, a further phase shift of 0 ° is provided. It is provided. A phase shift of 0 ° is always used when the current bit to be transmitted and the last transmitted bit are different, ie whenever a bit sequence 0-1 or 1-0 occurs. On the other hand, if both successive bits are equal, that is, if bit strings 0-0 or 1-1 occur, the same phase shift is used as in the known MSK modulation. The following differences exist between the modulation schemes compared based on Table 2. In this case, there is no difference between these two modulation schemes for a row of 0s or a row of 1s. On the other hand, in the transmission of the 0-1 column, the polarity code of the phase shift always changes in the case of the known MSK modulation. On the other hand, in the case of the modified MSK modulation, that is, in the case of the modulation method according to the present invention, the phase does not change. That is, when the maximum modulation frequency, that is, the maximum frequency band of the modulated carrier is expanded in the known MSK modulation, the carrier is not effectively modulated at all in the modified MSK modulation method. Thus, using such a modified MSK modulation according to the invention, the frequency spectrum width occupied by the modulation is significantly reduced. Next, to evaluate such spectral width reduction of the modulated signal, consider the highest effective frequency in both cases. In the case of the known MSK modulation, this occurs at half the bit frequency and in a triangular wave with a maximum phase shift of ± 45 °. In the case of the modified MSK modulation according to the invention, the highest modulation frequency occurs in the bit sequence 0-0-1-1. Therefore, the highest modulation frequency is only a quarter of the bit frequency. In this case, the maximum phase shift is also ± 45 °. Moreover, this modulation is carried out with a trapezoidal modulation signal, which contains significantly less harmonics than the triangular signal of the MSK modulation signal referred to for comparison. Therefore, the modulation according to the invention significantly reduces the required modulation bandwidth. In the case of the modified MSK modulation according to the invention, the directional change in phase always takes place with a constant phase over one modulation shift. Such coding results in some kind of pre-filtering of the modulated signal. For example, since the GMSK modulation used in a GSM (Global System for Mobile Communication) mobile radio system is derived from a known MSK modulation that has been subjected to a Gaussian filtering process, the above description is based on the GMSK modulation modified according to the present invention. It goes without saying that the above also applies. In the drawing, there are shown two phase shift profiles for the same signal to be transmitted, which are plotted on the axis representing the bit clock profile. As can be seen from this figure, the average phase modulation obtained by the known MSK modulation (elapsed characteristic in the upper part of the figure) is similar to the modified MSK modulation according to the present invention (the characteristic in the middle of the figure). However, the difference is that the modified MSK modulation causes a slower change in direction than the known MSK modulation. That is, in the case of the modified MSK modulation according to the present invention, the high-frequency modulation component is significantly suppressed as compared with the known MSK modulation. In the case of both modulation profiles shown in this figure, after further Gaussian filtering, a much smoother profile is obtained in the effective phase of the modulated carrier than in the case of GMSK modulation, in that respect. , Reflecting the reduced required spectral bandwidth. Introducing a third phase shift can result in three possible final states in phase, thereby reducing the Euclidean distance, but does not degrade the properties of the modified MSK modulation according to the invention with respect to impairments. In practice, it is only necessary to always distinguish between the two states. This is because a direct change from + 90 ° to -90 ° or vice versa can never occur. Furthermore, in this case, the modulation rule combines successive phase shifts with one another. This makes it possible to identify and correct an erroneous single determination. That is, trellis decoding provides significantly improved performance for this modulation over single bit decoding. For the known MSK modulation and the modified MSK modulation according to the invention, Table 3 shows the minimum distance column based on trellis decoding. The sequence length is one bit longer in the case of the modified MSK modulation according to the invention than in the known MSK modulation sequence. If errors occur, they occur according to Table 3 in both cases as double errors in adjacent bits. Therefore, modulation regularity must be taken into account by efficient detection at the receiving end. If it is based solely on single-bit determination, the probability of bit errors increases. On the other hand, if the maximum likelihood (“Maximum-Likelihood”) detection is based, the required spectral width of the signal can be significantly reduced by the modulation method according to the present invention, and thus the transmission channel bandwidth is reduced or the same transmission is performed. If the channel bandwidth is used, the data rate can be increased. Although MSK modulation has been adopted by way of example merely because it can be shown relatively simply, the situation described above applies just as well to GMSK modulation used, for example, in GSM mobile radio systems. Since mobile radio systems are always spectrally limited in practice, they have particular significance in terms of efficient modulation. Therefore, for GMSK modulation, the additional spectral filtering is performed in this modulation, so it has more significance than MSK modulation, which can only be used effectively when reasonable demands on spectral efficiency are imposed. The implementation of the phase shift modulation scheme according to the invention in a certain system can be performed on the transmitting side in the same way as in previously known systems. It is preferred for this purpose to store the phase profile or the profile of the two orthogonal components, namely the I and Q components, in a table. The address for this table is then formed by the bits transmitted so far and the output of the counter running at a multiple of the bit clock. As a result, a fine phase profile is determined. In this case, the fundamental phase is generally derived from the preceding phase shift and added to it. Modified MSK modulation or modified GMSK modulation according to the invention is a relatively simple case for digital phase shift modulation. Since in these cases only the preceding bit is taken into account. By using the phase shift modulation scheme according to the present invention, the required spectral bandwidth can be reduced and the length of the minimum column can be increased, as shown as an example. The use of the phase shift modulation scheme according to the invention is very advantageous in mobile radio systems such as GSM mobile radio systems. Particularly for wireless systems, an even higher class of modulation operating according to the scheme according to the invention is important, in which case the symbols of the signals to be transmitted over the carrier in order to enable high-rate signal transmission. , Formed by two or more bits. According to one embodiment of the system according to the invention for implementing a mobile radio system, for a so-called "full-rate" channel in a mobile radio system, a half-rate convolutional coding is used. A transmission data rate of 16 kbit / s has been proposed, and a data rate of 8 kbit / s has been proposed for so-called "half-rate" channels. In connection with this, GSM has been introduced heretofore. It is proposed to set the constraint length of the convolutional code larger than the system: With the phase shift modulation formed according to the invention and the embodiments described above, with rates of 14.4 and 16 kbit / s. Data transmission is possible, which is the maximum achievable 9.6 kbit / s in GSM. 5. This shows a significant improvement over the rate of s.8 kbit / s for voice transmission over the "half rate" channel, which is partially protected in current GSM mobile radio systems. Significantly improved quality can be achieved over 5 kbit / s It is important to note lastly that for the introduction of "half rate" speech coding with a data rate of 8 kbit / s and a frame time of 10 ms. Due to the high demand, this effectively doubles the effective network capacity, and in doing so, reduces the delay time of about 90 ms that has previously occurred in GSM systems to such speech codes. Can be kept short.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】平成１０年４月８日（１９９８．４．８）
【補正内容】
の周波数偏移のときに耐障害性と所要帯域幅との間で妥協点が得られる。しかし
ＭＳＫ変調のためには、ときには受け入れられない可能性のある広い伝送帯域幅
が必要とされるし、あるいは過度に低いデータ伝送レートになってしまい、これ
はたとえば公知のＧＭＳＫ変調（Gaussian Minimum Shift Keying）の平滑化さ
れた変形によっても十分に改善できないことが多い。
ＧＭＳＫ変調は、たとえば移動無線システムにおいて用いられる。そのような
移動無線システムは、M.Mouly，M.-B.Pautetによる”The GSM System for Mobil
e Communications”1992のたとえばp.249-259によって知られているＧＳＭ移動
無線システムである。
また、BIC J.C.，Duponteil D.，Imbeaux,J.C.，”Elements of Digital Comm
unication”, 1991, John Wiley & Sons，Chichester，GBのたとえばp.69‐73，
およびProakis John G.,”Digital communications”，1989，McGraw-Hill，New
York，USのたとえばp.164‐174からも、多くの変調形式が公知である。
本発明の課題は、改善されたディジタル位相シフト変調方法を提供することで
あって、その際、変調される搬送波の伝送帯域幅を公知のその種の変調方式より
も著しく僅かなもので済ますことができるようにし、さらにデータ伝送レートを
高めることができ、そうであってもＳＮ比が改善されるように構成することであ
る。また、本発明による方法を実施するためのシステ
ムも提供できるようにしたい。
本発明によればこの課題は、請求項１の上位概念に記載の方法において特徴部
分に記載の構成によって解決される。従属請求項には本発明による方法の有利な
実施形態が示されている。
請求項１７には、本発明による方法を実施するため
請求の範囲
17． １つの信号における伝送すべきディジタルの各シンボルごとに、振幅を一
定に保持して離散的な位相シフトが実行される、変調搬送波のディジタル位相シ
フト変調システムにおいて、
送信側には変調搬送波の変調のために位相シフト変調器が設けられており、
該変調器は、１つの信号における伝送すべきディジタルの各シンボルごとに、振
幅を一定に保持して離散的な位相シフトを行い、該位相シフトは、目下伝送すべ
きシンボルにも直前に伝送された１つまたは複数のシンボルにも依存しているこ
とを特徴とするシステム。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission date] April 8, 1998 (1998.4.8)
[Correction contents]
A compromise is made between the fault tolerance and the required bandwidth for a frequency shift of However
Wide transmission bandwidth, sometimes unacceptable for MSK modulation
Is required or results in an excessively low data transmission rate.
Is, for example, the smoothing of the known GMSK modulation (Gaussian Minimum Shift Keying).
In many cases, the deformation cannot be sufficiently improved even by the deformation.
GMSK modulation is used, for example, in mobile radio systems. like that
The mobile radio system is based on “The GSM System for Mobil” by M.Mouly and M.-B.Pautet.
GSM mobile as known by e Communications “1992, for example, pages 249-259
It is a wireless system.
Also, BIC J.C., Duponteil D., Imbeaux, J.C., “Elements of Digital Comm
unication ”, 1991, John Wiley & Sons, Chichester, GB, for example, pages 69-73,
And Proakis John G., “Digital communications”, 1989, McGraw-Hill, New
Many modulation formats are also known from York, US, for example, pages 164-174.
It is an object of the present invention to provide an improved digital phase shift modulation method.
At that time, the transmission bandwidth of the carrier to be modulated is set to be smaller than that of a known modulation method.
Can be significantly reduced, and the data transmission rate can be reduced.
And to improve the signal-to-noise ratio.
You. A system for performing the method according to the invention is also provided.
I want to be able to provide
According to the invention, this object is achieved by a method according to the preamble of claim 1.
It is solved by the configuration described in the minutes. The dependent claims include advantageous measures of the method according to the invention.
An embodiment is shown.
Claim 17 provides for implementing the method according to the invention.
The scope of the claims
17． For each digital symbol to be transmitted in one signal, the amplitude must be
Digital phase shift of the modulated carrier, with a discrete phase shift performed while held constant
Shift modulation system
On the transmitting side, a phase shift modulator is provided for modulating the modulated carrier,
The modulator modulates each digital symbol to be transmitted in one signal.
A discrete phase shift is performed while keeping the width constant.
Depend on the current symbol or one or more previously transmitted symbols.
And a system characterized by the following.