JPH0223748A - 無線通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ディジタルデータを位相変調して伝送する無線通信方式
に関し、 絶対位相変調による伝送を可能ならしめデータの符号誤
り率を低減できることと、符号誤り訂正を導入した場合
に復調性能の向上が計れる無線通信方式を目的とし、 送信データのフレーム化された位相変調波に周期的に無
変調部分を挿入して送信し、受信側では復調したデータ
のフレーム同期をとる一定周期のパルスで受信波をサン
プリングし該受信波から前記無変調部分を抽出し濾波す
ることによって基準搬送波を再生し該再生基準搬送波と
受信波を乗算し復調してフレーム同期のとれた受信デー
タを出力するように構成する。

又、送信データのフレーム化された位相変調波に周期的
に挿入する信号を一定パターンの変調波とし、受信側で
は復調したデータのフレーム同期をとる一定周期のパル
スで駆動され該一定パターンの変調波に対し同一パター
ンを発生するパターン発生器の出力により受信波を逆変
調することによって前記基準搬送波を再生するように構
成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は多値直交振幅変ｉｌｌ　Ｑ　Ａ　Ｍや４相位相
偏移変１１ＱＰＳＫなど位相に情報を載せてディジタル
データを伝送する無線通信方式に関し、特に復調側で安
定な基準搬送波を再生する方式に関して、絶対位相変調
による伝送を可能ならしめ受信データの符号誤り率の低
減と符号誤り訂正を導入した場合の復調性能の向上を計
ることに関する。

多値の位相変調波を受信して伝送データを復元する復調
方式は、位相変動の無い基準搬送波と受信した信号を位
相比較することによって、元の伝送データを復元する同
期検波の復調方式が一般的に行われている。この同期検
波のための基準搬送波は受信信号から再生されるが、そ
の基準搬送波再生の方法は小形で安定であることが望ま
れている。また通常は、再生搬送波に位相の不確定性が
あるのでこれを避けるため送信側に差動の符号器を設は
受信側に差動の復号器を設けている。この差動の符号器
と復号器は、途中の伝送路に符号誤りが発生した場合に
、誤りパルス数を２倍に増やして受信の符号誤り率の劣
化を引き起こす。

また、伝送データに冗長ビットを付加した誤り訂正方式
を導入する場合、一般にブロック符号ではブロック内に
、たたみ込み符号では拘束長内に許容できる誤りパルス
数の上限が定まっている。

従って差動の符号器／復号器による、２ビア）連続の符
号誤りが発生する場合の誤り訂正能力は、ランダム符号
誤りの場合の能力に比較し大幅に低下する。従って誤り
訂正を導入した無線通信方式では２ピント連続の符号誤
りが発生しないように、差動の符号器／復号器を使用し
ない位相変調による伝送方式の導入が強く望まれている
。

〔従来の技術〕

一般に多値直交振幅変１＠ＱＡＭや４相位相偏移変調Ｑ
ＰｓＫ、　２相位相偏移変調ＢＰＳＫ等の位相変調波は
、伝送するデータの符号“ド０′の生起確率が等しい事
が保証されている時は搬送周波数成分は発生しない。従
って受信側で位相変調波から基準搬送波信号を再生する
場合に、受信信号を逆変調や周波数逓倍やベースバンド
逓倍（コスタス）などの非線型処理を行う必要がある。

又、非線型処理の次数は、変調方式により異なり、例え
ば４相ＰＳＫ　（ＱＰＳＫ）の場合に４次の非線型処理
を必要とする。

方、この非線型処理により、再生基準搬送波には位相の
不確定性が生ずる。例えば４相ＰＳＫ　（ＱＰＳＫ）の
場合に、９０度毎に４種類の位相の搬送波が再生され、
どの位相に再生されるかは初期状態により不定である。

この位相不確定が有ると復調したデータに、反転や入替
り等が生じ正しいデータの復調ができなくなる。従来は
、差動の符号器／復号器を使用してこの問題を回避して
いる。差動の符号器／復号器とは、入力の伝送データを
位相変調する場合に、直前の搬送波信号の位相と現在信
号の位相の差分に伝送情報を載せるように変調位相を割
り当てるものものである。例えば伝送情報が“０″の場
合は、搬送波信号を前の位相と同一位相で送出し、伝送
情報が“１”の場合は前の位相を反転した逆位相で送出
するようにしたものである。

そして受信側では、逆の操作、すなわち現在の受信信号
の位相が前の位相と同一位相であれば“０”と判定し、
逆位相であれば“１″と判定するようにしたものである
。

また、再生搬送波のジッタ（位相のゆらぎ）を減少させ
るため、送信側で例えば３２シンボルに１シンボルの割
合いで特別の符号を挿入し、符号“０″“１”のデータ
の生起確率が等しくなる様にしている。この様にするこ
とによって、変調された信号のスペクトラムが搬送周波
数の近傍に集中するのを避けて再生搬送波のジッタを低
減している。

第６図は従来技術による搬送波再生回路の一例のブロッ
ク図である。この図は、１６値ＱＡＭの場合の従来例を
示しており、第７図はその動作を説明するための説明図
である。

第６図の従来の基準搬送波の再生回路は、電圧制御搬送
波発振器ＶＣＯＩＡの発振出力を分岐器２Ａでπ／２位
相差の波に分波し乗算器３１＾と乗算器３２Ａにて入力
の受信信号の１６値ＱＡＭのＩＦ大入力乗算して夫々復
調する。その２系列の復調出力は夫々受信フィルタ４１
Ａ、４２Ａを通し４個の識別器Ｉ〜■でレベル識別し加
算器にて信号処理して、９０度毎に４つの安定点のある
位相検波器を構成し、その検波出力の誤差信号をループ
フィルタ８＾を通しＶＣＯＩＡの発振位相を制御する。

また入力信号が１６値ＱＡＭである為、９０度毎に４つ
の安定点をもつ位相検波器では不都合な信号点が存在す
る。第７図の説明図は、第１象限のみの信号のスペース
ダイヤグラムを示したものであって、他の３つの象限と
も図示しないが同一の形態をしている。第７図に示すよ
うに、第１象限に４個の信号点が存在するが、斜線で示
す２個の信号点からの位相誤差のみを利用し、他の２個
の信号点は位相誤差が出るため、第６図のブロック図の
受信フィルタ４１Ａ、４２Ａの出力を全波整流器５１Ａ
、５２Ａにて整流し識別器Ｖ、Ｖｌにてレベル識別し加
算して得た選択制御信号によりタイミングを選択し、Ｄ
フリンブフロソプ７へにより排除する非線型操作を行う
構成になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の搬送波再生方式は、上述の如く、位相検波器の誤
差信号を選択制御信号により非線型処理する操作が必要
なため、構成回路が大規模となり、また調整が困難であ
るなどの問題がある。

また図示しないが、前述の如く、送信側に差動の符号器
を設は受信側に差動の復号器を必要とするため、この差
動の符号器／復号器により復調データの符号誤り率が劣
化するという問題がある。

さらに、差動の符号器／復号器による符号誤りは、２ビ
ツト連続して発生するという性質があるため、たたみ込
み符号器などの誤り訂正器を導入しても、その効果が充
分に発揮できないという問題がある。

本発明は、これらの問題を解決した無線通信方式を提供
することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は、第１図に示す如く、送信側で送信データｎ
ｔをフレーム化した位相変調波に周期的に無変調部分Ｆ
を挿入した変調波Ｒｆを送信し、受信側では受信した変
調波Ｒｆをフレーム同期パルス１１Ｆによりサンプリン
グし受信波Ｒｆがら該無変調部分ＲｆＦを抽出し濾波す
ることによって復調用の基準搬送波Ｃを再生し、この再
生基準搬送波Ｃにより受信波Ｒｆを検波し復調して受信
データＤ、ｌを出力するようにした本発明によって解決
される。

本発明の無線通信方式の構成を示す第１図の原理図にお
いて、 １は、送信データＤ、の一定数（Ｎ−１）毎に一個の無
変調部分Ｆまたは一定パターンＰを挿入し一定数Ｎのフ
レーム化したデータを、周期的に出力するフレーミング
回路である。

２は、フレーミング回路１の出力符号で搬送波信号の位
相を定める位相変調を行い送信変調波Ｒｆとして出力す
る変調器である。

３は、変調器２の出力を受信した受信変調波Ｒｆを後述
の再生基準搬送波Ｃと乗算し同期検波して復調しデータ
を出力する復調器である。

４は、復調器３の出力データをその無変調部分Ｆ又は一
定パターンＰによりフレーム同期をとり、フレーム同期
のとれた受信データＤ７を外部へ出力し、同時にフレー
ム同期に用いたパルスｐｖを出力するフレーム同期化回
路である。

５は、受信変調波Ｒｆを、フレーム同期化回路４の出力
のフレーム同期パルスＩＮＦによりオン／オフしサンプ
リングして出力するスイッチである。

６は、スイッチ５の出力のサンプリングされた受信変調
波Ｒｆから無変調時の搬送波Ｒｆ、のみを抽出する濾波
器である。

そして濾波器６の出力の搬送波Ｒｆｒを再生基準搬送波
Ｃとして前記復調器３へ供給するように構成する。

〔作用〕

本発明では、送信側のフレーミング回路１にて送信デー
タａｙに周期的に挿入された無変調符号Ｆ又は一定パタ
ーンＰのフレーム化された符号を変調器２にて位相変調
し、位相変調された送信変調波Ｒｆを、受信側で受信し
復調してフレーム同期のとれた受信データＤ＋ｔを外部
へ出力するが、その受信変調波Ｒｆを、スイッチ５でフ
レーム同期のパルスＩＮＦによりサンプリングしく送信
側のフレーミング回路１で一定パターンＰの変調波を挿
入した場合は逆変調した後に）無変調波ＲｆＦを濾波器
６で抽出することによって復調用の基準搬送波Ｃを得る
ので、受信波の符号処理に非線型処理を排除できる。従
って再生した復調用の基準搬送波Ｃには位相の不確定が
無くなる。この結果、差動変調でない絶対位相変調方式
でのデータ伝送が可能となる。

従って差動の符号器／復号器により、復調データの符号
誤り率が劣化するということや、たたみ込み符号器など
の誤り訂正器を導入しても、その効果が充分に発揮でき
ないということは無くなり問題が解決される。

〔実施例〕

第２図は本発明の第１の実施例の無線通信方式の構成を
示すブロック図であり、第３図はその動作を説明するた
めのタイムチャートである。そして第を図は本発明の第
２の実施例の無線通信方式の構成を示すブロック図であ
る。

第２図の第１の実施例において、フレーミング回路１は
、１フレームが３２シンボルで構成され送信データＤの
３１　シンボル毎に１シンボルの割合で無変調になるよ
うに無変調部分Ｆを挿入しフェル −ム化して、周期的に変調器２へ出力する無変調部（Ｆ
）挿入によるフレーミング回路である。

変調器２は例えば４相ＰＳＫ変調器で構成され、第３図
のタイムチャートの■変調出力の如く、フレーミング回
路１の出力の３１　シンボルの変調される送信データＤ
と１シンボルの無変調符号Ｆの合計１フレームが３２シ
ンボルの符号で搬送波信号の４つの位相を定める４相Ｐ
ＳＫ変調を行い送信変調波Ｒｆとして受信側の復調器３
へ出力する。

復調器３は、送信側の変調器２に対応して４相ＰＳＫ復
調器で構成され、送信側からの４相ＰＳＫの送信変調波
を受信し、受信した４相ＰＳＫ変調波を後述の濾波器６
の出力の再生基準搬送波と乗算し同期検波して復調し、
復調データをフレーム同期化回路４へ出力する。

フレーム同期化回路４は、例えば１フレ一ム分３２シン
ボルのクロックを計数する毎にリセットされるフレーム
カウンタで構成され、タイミングパルスは、３２シンボ
ルに１回の割合で出力され、フレーム同期が確立してい
ない時はサンプリンゲタィミングは掃引される。そして
サンプリングタイミングが丁度、受信信号の無変調部Ｆ
に一致するとその時のタイミングパルスｐＦにより正し
い復調動作が行われフレーム同期が確立する。フレーム
同期が確立すると、掃引を停止し、通常の同期保護動作
が行われる。本実施例では、最長３１シンボルの掃引に
より同期が確立する。

フレーム同期化回路４は、復調器３の出力データからそ
の無変調部分Ｆを検出することによりフレーム同期を確
立し、フレーム同期のとれた受信データＤ、を外部へ出
力するが、同時にフレーム同期に用いた、第３図のタイ
ムチャートの■サンプリングパルスｌ）Ｆをスイッチ５
へ出力する。

スイッチ５は、例えばダイオードスイッチで構成され、
■送信変調波を受信した受信変調波Ｉｆｆをフレーム同
期化回路４の出力のフレーム同期パルスの周期に等しい
■サンプリングパルスル、でオン／オフし■サンプリン
グされた受信変調波Ｒｆ。

を濾波器６へ出力する。

濾波器６は、例えば単同調型の帯域通過フィル夕で構成
され、スイッチ５の出力の■サンプリングされた受信変
調波Ｒｆ、から無変調時の搬送波Ｃのみを抽出し、再生
基準搬送波Ｃとして復調器３へ供給する。そして濾波器
６は、その比帯域、安定度９周波数変化に対する追尾特
性などに問題が生じる場合は、第４図に示す様な、追尾
型濾波器を使用することができる。この第４図の追尾型
濾波器は、ＰＬＬ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏ
ｏｐ）を基本としており、位相検波器ＰＤ　６１の出力
に０次ホールド回路６２を付加したものである。０次ホ
ールド回路６２は、サンプリングパルスｐが到来する毎
に位相検波器ＰＤ　６１の位相誤差電圧をスイッチＳＷ
でサンプリングし、パルスｐが消滅している間は、前の
誤差電圧をコンデンサＣに保持し続けるように動作する
ものである。このサンプリングパルスｐは、前出のフレ
ーム同期化回路４の出力ｐＦが利用される。従って第４
図の追尾型濾波器は、第２図のスイッチ５と濾波器６の
部分を置換したものとなる。

以上の如く、第２図の本発明の第１の実施例は、送信側
のフレーミング回路１にて周期的に３１　シンボルの送
信データＤ毎に１シンボルの無変調の符号Ｆを挿入し変
調器２にて４相ＰＳＫ変調した送信変調波Ｒｆを、受信
側で受信し、その受信変調波Ｒｆをスイッチ５でサンプ
リングし濾波器６で抽出することによって復調用の基準
搬送波Ｃを得るので、受信波の符号処理に非線型処理を
排除できる。

従って再生した復調用の基準搬送波Ｃには位相の不確定
が無い。この結果、本実施例では差動の符号器／復号器
を使用しない絶対位相変調方式でのデータ伝送が可能と
なって、復調データの符号誤り率が劣化するということ
や、たたみ込み符号器などの誤り訂正器を導入しても、
その効果が充分に発揮できないということは無くて問題
が無い。

又、第５図の第２の実施例では、送信側のフレーミング
回路１にて３１シンボルの送信データＤに挿入する１シ
ンボル分の信号を無変調符号とせず、一定パターンの変
調されるパルスＰをフレーム同期信号として挿入する構
成とする。受信側では、送信側で挿入した一定パターン
のフレーム同期信号Ｐと全く同じパターンのパルスを発
生するパターン発生器７を設け、このパターン発生器７
の出力により、受信変調波Ｒｆのフレーム同期信号部分
Ｒｆ、に対して逆変調器８により逆方向に変調する。

その結果、逆変調器８の出力に無変調信号が得られ、そ
の無変調信号をサンプリングスイッチ５にて、フレーム
同期化回路４からのフレーム同期パルスｐｒによりサン
プリングすることにより、受信変調波のフレーム同期パ
ターン部分を抽出し濾波する事によって再生搬送波Ｃが
得られる。なお、パターン発生器７のスタートを決める
トリガパルスも、フレーム同期化回路４から得られる。

以上の説明により、第５図の第２の実施例でも、第２図
の第１の実施例と同様に、受信波の符号処理に非線型処
理を排除できる。従って再生した復調用の基準搬送波Ｃ
には位相の不確定が無い。その結果、差動変調でない絶
対位相変調方式でのデータ伝送が可能となり、差動の符
号器／復号器により、復調データの符号誤り率が劣化す
るということや、たたみ込み符号器などの誤り訂正器を
導入しても、その効果が充分に発揮できないということ
は無くて問題が無い。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、受信信号の符号処
理に非線型処理を排除できるので、再生した復調用の基
準搬送波には位相の不確定が無くなる。その結果、差動
変調でない絶対位相変調方式でのデータ伝送が可能とな
り、差動の符号器／復号器により、復調データの符号誤
り率が劣化するということが無くなり、たたみ込み符号
器などの誤り訂正器を導入すれば、その復調性能を充分
に向上できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無線通信方式の構成を示す原理図、 第２図は本発明の第１の実施例の無線通信方式の構成を
示すブロック図、 第３図は本発明の第１の実施例の動作を説明するための
タイムチャート、 第４図は本発明の第１の実施例の濾波器の別構成の追尾
型濾波器のブロック図、 第５図は本発明の第２の実施例の無線通信方式の構成を
示すブロック図、 第６図は従来の無線通信方式の基準搬送波再生回路のブ
ロック図、 第７図は従来の基準搬送波再生回路の動作説明図である
。 図において、 １は送信側のフレーミング回路、２は変調器、３は受信
側の復調器、４はフレーム同期化回路、５はサンプリン
グスイッチ、６は濾波器、７はパターン発生器、８は受
信側の逆変調器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信データ（Ｄ＿Ｔ）をフレーム化（１）し位相変
   調（２）した変調波（Ｒｆ）を送信し、受信側で該変調
   波を受信し基準搬送波と乗算し復調（３）してフレーム
   同期（４）のとれた受信データ（Ｄ＿Ｒ）を出力する無
   線通信方式において、 該送信データ（Ｄ＿Ｔ）のフレーム化された位相変調波
   に周期的に無変調部分（Ｆ）を挿入（１）して送信し、
   受信側では復調したデータのフレーム同期（４）をとる
   一定周期のパルス（ｐ＿Ｆ）で受信波（Ｒｆ）をサンプ
   リング（５）し該受信波から前記無変調部分（Ｒｆ＿Ｆ
   ）を抽出し濾波（６）することによって基準搬送波（Ｃ
   ）を再生し該再生基準搬送波（Ｃ）と受信波（Ｒｆ）を
   乗算し復調（３）してフレーム同期（４）のとれた受信
   データ（Ｄ＿Ｒ）を出力することを特徴とした無線通信
   方式。 ２、前記送信データ（Ｄ＿Ｔ）のフレーム化された位相
   変調波に周期的に挿入（１）する信号を一定パターンの
   変調波（Ｐ）とし、受信側では復調したデータのフレー
   ム同期（４）をとる一定周期のパルスで駆動され該一定
   パターンの変調波（Ｐ）に対し同一パターンを発生する
   パターン発生器（７）の出力により受信波（Ｒｆ）を逆
   変調（８）することによって前記基準搬送波（Ｃ）を再
   生することを特徴とした第１項記載の無線通信方式。