JPH0239145B2

JPH0239145B2 - Nichijohohenchohoshiki

Info

Publication number: JPH0239145B2
Application number: JP14766881A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Ide
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1990-09-04
Anticipated expiration: 2001-09-17
Also published as: JPS5848554A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は二値情報の変調方式に関する。伝送路
を介して情報を伝送する場合、その伝送路を、よ
り効率良く利用し一方で情報の劣化を受けにくく
する為に色々な研究が成されている。近年は半導体やLSI技術の急速な発展に支えら
れて情報の伝送や処理をデイジタル的に実施する
方法を採用することが多い。ところが、デイジタ
ル化することにより情報劣化を受けにくくするこ
とが可能となる反面、伝送に際して周波数帯域が
増大する結果となる。この様に、特にデイジタル情報の伝送に於いて
は、いかにして伝送に要する周波数帯域を低減す
るかが重要な検討項目である。そこで、まず従来のデイジタル情報の伝送装置
の一例を第１図に示したブロツクダイヤグラムと
共に説明する。第１図に於いて、１は入力端子、２は変調器、
３は伝送路、４は等化器、５は検出器、６は復調
器、７は出力端子である。伝送すべき情報を入力
端子１を介して変調器２に印加する。変調器２で
は入力されたデイジタル情報を定められた要領で
変形して伝送路３に導く。伝送路３を通過した情
報は等化器４で諸々の波形補正をされて検出器５
で検出された後、復調器６で復調され、出力端子
７を介して情報が取り出される。伝送路３は例えばケーブル、光フアイバー導波
管、あるいは磁気テープなどの記録再生媒体であ
り、等化器４では伝送路３を通過する際に受けた
波形劣化を逆補正をする。検出器５では等化器４
を出た信号を所定の要領で整形して変調器２の出
力波形を再現する。この様にして得られた信号を
復調器６に印加し、変調器２と逆操作を施すこと
により入力端子１に印加された情報が出力端子７
を介して取り出される。デイジタル情報の伝送に際しては変調器２は伝
送路３と入力端子１に印加される情報の情報源と
のインターフエイス的な役割を果していることは
言うまでもなく、伝送すべき情報を伝送路３の特
性に良く合つたものに変形し、伝送路３を効率的
に利用する為にきわめて重要である。では、従来使用されている変調方式の一部を第
２図に示した波形図と共に説明する。第２図に於いて、９は伝送すべきデータ列、１
０〜１２は天々PM，FM，MFMと呼ばれてい
る変調方式でデータ列９を変調した後の波形、８
はビツトセル長である。ここに示した各変調方式は周知の方式であるの
でその説明は省略する。ところで、変調方式の特性を評価するパラメー
タとしては最小反転間隔（以下“Tmin”と記
す）、ウインド幅（以下“Tw”と記す）などが
ある。 Tminは変調した後の波形の反転間隔の最短値
であり、変調後の信号の占有周波数帯域幅の高域
（上限）と強い関係がある。一般にTminが小さ
くなればなる程変調後の信号に含まれる上限周波
数成分が高くなる。従つてTminは出きるだけ大
きい方が望ましい。又、Twは既に述べた通り“ウインド幅”と呼
ばれるものである。検出や復調の過程では受信側
で作成したタイミング信号（クロツク信号）を基
準にしてハイレベルであつたか又はローレベルで
あつたかにより判定しているのが通常である。従
つてタイミング信号のタイミングと受信された信
号の時間誤差が所定の範囲内にあれば誤りなく復
調される訳で、その許容誤差範囲は変調方式に従
つて夫々の値をとる。通常の場合、伝送路での波
形劣化や種々の雑音により、見かけ上受信信号の
ゼロクロス位置が変動し誤り発生につながる。従
つてTwは出来るだけ広い変調方式が強く望まれ
ていることは言うまでもない。しかしながら第２図の各変調方式ではTminは
1.0（MFM）、0.5（FM，PM）でり、Twは夫々0.5
しかない。以上の各変調方式は従来方式のごく一部にすぎ
ないが、一般にデイジタル変調方式に於いては占
有帯域幅を低下させる為にTminを大きくしよう
とすると結果的にTwを小さくせざるを得なくな
る。従つて、伝送路の通過帯域内で出来るだけ多く
の情報量を通す為にTminを大きく、又雑音や
種々の劣化に対するマージンを大きくする為に
Twを大きくすることが重要である。そこで本発
明は、Tminは1.33（＝４／３，勿論ビツトセル長
で正規化した値）、かつTwは0.67（＝２／３，勿
論ビツトセル長で正規した値）であり、Tminは
大きくかつTwも比較的広い変調方式を提供する
ものである。勿論、色々のｍ／ｎ変換が発表され
ているが、Tmin1.33と大きく、かつTwが0.67と
比較的大きいものはこれまでに発表されていな
い。本発明の原理を以下に説明する。本発明は、伝送すべきデータ列をｍ個ずつ区切
りブロツク化し、夫々のブロツクを所定のｎ個の
別のデータ列に変換して伝送する方式、すなわち
ｍ／ｎ変換のブロツク変調方式の一種と言える。本発明はTminを1.33（４／３）に、Tw＝
0.672／３にするものである。そこで、まずTw＝0.67（２／３）を達成する為
にｍ／ｎの値をｍ＝２，ｎ＝３に設定する。変換
のビツトセル長が元の情報のビツトセル長の２／
３であるから３／２変換では、Tw＝0.67（２／
３）となる。次に、本発明の変調方式のもう一つの特徴は
Tmin＝1.33（４／３）とすることである。この性
質を達成する為には使用不可能なデータパターン
がある。すなわち３個のデータに変換した後のデ
ータ列、すなわち“変換データ”としては101や
010はそれ自身で反転間隔が0.67（２／３）となつ
ている。故に101や010は使用不可能である。この
様に変換データのデータパターンとしては000，
001，011，100，110，111の６個はそれ自体では
Tmin＝1.33（４／３）を犯していない。ところが、変換データが次々と連続する際に、
Tminの点から使用出来ない組み合せがある。そ
こで、変換データをMn（m_1o，m_2o，m_3o）とする
と、Mn（m_1o，m_2o，m_3o）として使用出来るパタ
ーンは直前のデータ列m_o-1（m_1(o-1)），m_2(o-1)，
m_3(o-1))により制限され、Tmin＝４／３を犯すも
のは使用出来ない。以下、説明を簡略化する為
に、２個ずつ区切られた伝送すべきデータ配のブ
ロツクを“入力データブロツク”，変換後の３個
のデータで構成されるデータ列のブロツクを“変
換データブロツク”と呼ぶ。そうして前者をDn
（d_1o，d_2o）後者をMn（m_1o，M_2o，m_3o）で示す。
ここの添字ｎはｎ番目のブロツクであることを意
味している。そこでMn（m_1o，m_2o，m_3o）とM_o-1（m_1(o-1)、
m_2(o-1)，m_3(o-1)）との関係を第１表に示す。第１表に於いて、（ｎ−１）番目の変換データ
ブロツクm_o-1（m_1(o-1)、m_2(o-1)、m_3(o-1)）とｎ番
目に取り得る変換データブロツクmn（m_1o，m_2o，
m_3o）の関係を示しており、例えば（ｎ−１）番
目に“000”を使用すればｎ番目には000，001，
011，110，111の５通りのパターンが使用可能で
あり、この時（ｎ−１）番目の後にｎ番目を続け
て使用してもTmin＝1.33（４／３）を犯かさな
い。 M_o-1（m_1(o-1)、m_2(o-1)，m_3(o-)）が001，011，
100，110及び110の場合も同様考えで、使用可能
なMn（m_1o，m_2o，m_3o）は夫々第１表となる。

【表】ところで、入力データブロツクは２ビツトで構
成されているので、入力データブロツクのデータ
パターンは４通り2²存在する。従つて、変換デー
タも４通用意しておかなければならない。しかし
ながら、第１表からもわかる通りM_o-1（m_1(o-1)，
m_2(o-1)、m_3(o-1)）の後に使用可能なMn（m_1o、
m_2o、m_3o）は必ずしも４通りずつは存在せず
M_o-1（m_1(o-1)、m_2(o-1)、m_3(o-1)）として001や110
を使用するとMn（m_1o，m_2o、m_3o）としては３通
りしか使用出来ない。だからと言つて001と110を
使用しないものとすると000，011，100及び110の
後に使用出来るパターン数は３通りに減少してし
まう。こうなると情報を伝送出来なくなる。そこで、第１表に於いて000，011，100及び111
をメインに使用し、001と110を補助的に使用する
ことにより、Tmin＝1.33（４／３）とTw＝0.67
（２／３）を満足させることが可能となる。例えばｎ−１番目の変換データM_o-1（m_1(o-1)，
m_2(o-1)，m_3(o-1)）として000を使用した場合、ｎ
番目の変換データMnは000，011，111の３個と
001又は110の何れか一方の計４個を使用する。一
例としてｎ番目の入力データブロツクDn（d_1o，
d_2o）として00の場合は000を、01の場合は011を、
10の場合は111を夫々Mn（m_1o，m_2o，m_3o）とし
て使用する。残つた１パターン11に対する変換デ
ータとしては001と110を選択的に使用する。例え
ば（ｎ＋１）番目の入力データブロツクが00又は
01のときは001を

【表】

【表】 10又は11のときは110を変換データとして使用
する。以下M_o-1（m_1(o-1)，m_2(o-1)，m_3(o-1)）として
001，011，100，110，111の場合も第２表に従つ
て変換データを割当てゆく。勿論、第２表に従うことによりTw＝0.67（２／
３）及びTmin＝1.33（４／３）を満足する変調方
式が得られる。以上が本発明による変調方式の原理である。こ
の様な原理に従つて得られる変調方式の結果得ら
れる波形を第３図に、Dn（d_1o，d_2o）とMn（m_1o，
m_2o，m_3o）の推移を第３表に夫々示す。

【表】第３表に於いて入力データを２個ずつ区切つて
得られた入力データブロツクを“Dn”と記し、
ｎはｎ番目のブロツクを意味している。入力デー
タとして000110111011000110001110・…の場合を
示している。これを入力データブロツクにする
と、00，01，10，11，……となる。１番目のDn
の直前のMn（すなわちMo）が000であつたとす
ると、第２表よりｎ＝１でのD₁＝00に対し変換
データM₁は000となる。（なお、記載を簡略化す
る為にMn（m_1o，m_2o，m_3o）をMn，Dn（d_1o，
d_2o）をDnと記す）次にｎ＝２では、直前の変換
データM₁が000であつたので、D₂＝01に対して、
第２表よりM₂は011を採用することになる。以下
同様にして第２表に従つて変換データブロツク
Mnが作成される。ここで注意しなければならな
いのはｎ＝４，６，11の時で、例えばｎ＝４の時
はD₄＝11で次のD₅は10かつM₃は111であるから
M₄としては第２表から110を採用する。この様にして得られた変換データブロツクMn
を示すと000011111110000001100011111000110…
…となる。第３表を第３図に波形図と共に示す。第３図に
於いて、入力データ、ブロツク第号、入力データ
ブロツク、変換データブロツク、変換データブロ
ツク等は第３表と同様なので説明は略す。１３は
入力データのビツトセル長であり、１４はブロツ
ク長，１９は入力データ１５を波形図で示したも
のであり、２０は変換データブロツク１８を波形
図で示したものである。２２は入力データ１５の
最小反転間隔Tminである。一方、２１は本変調方式のTminを示しており
当然の事ながら本発明のTminはビツトセル長１
３に比して1.33（４／３）倍大きい。又、Twについては、２ビツトを３ビツトに変
換した訳であるから0.67（２／３）となるのは明
白であるから説明は省略する。ところで、本発明の入力データブロツクと変換
データブロツクの関係を第２表に示したがこれを
書き直すと第４表となる。

【表】第４表に於いて、例えばDnとして00が入力さ
れると、M_o-1＝001のときはMn＝100，M_o-1≠
001のときはMn＝000；Dnが01の場合はM_o-1に
従つて、M_o-1＝000又は100のときMn＝011，
M_o-1＝011又は111のときMn＝100，M_o-1＝001
のときMn＝111； Dnが10の場合、M_o-1＝110のときMn＝000，
M_o-1≠110のときMn＝111；Dnが11の場合、
D_o+1＝00又は01のときMn＝001，D_o+1＝10又は
11のときMn＝110，M_o-1＝110のときはMn＝110
となる。これは第２表と同じ関係にあることは言
うまでもない。次に、本発明変調方式を実施する為の構成例を
以下に示す。第４図は本発明の一構成例を示すブロツクダイ
ヤグラム図である。第４図に於いて、２３は入力
端子、２４はブロツク化器、２５は第１の遅延
器、２６はアドレス信号発生器、２７はメモリ、
２８は第２の遅延器、２９は並列直列変換器３０
は出力端子である。伝送すべきデータ列は入力端子２３を介してブ
ロツク化器２４に加えられる。伝送すべきデータ
列はブロツク化器２４に於いて２個ずつに区切ら
れ入力データブロツクとなる。ブロツク化器２４
の出力データはアドレス信号発生器２６及び第１
の遅延器２５に印加される。一方、第２の遅延器
２８の出力もアドレス信号発生器２６に印加され
ている。アドレス信号発生器２６はブロツク化器
２４，第１の遅延器２５及び第２の遅延器２８の
出力データに従つてアドレス信号を作成しメモリ
２７を制御する。メモリ２７はアドレス信号発生
器２６から印加されたアドレス信号に従い所定の
変換データブロツクを第２の遅延器２８及ぴ並列
直列変換器２９に送出する並列直列変換器２９は
メモリ２７から出力される変換データブロツク
（並列３ビツト構成）を直列データ列に変換し、
出力端子３０を介して変調された信号を送出す
る。既に説明した通り、本発明の場合伝送すべきデ
ータ列を２個ずつ区切つて入力データブロツクを
構成するものであるから、ブロツク化器２４では
入力端子２３を介して印加されるデータ列を２個
ずつ区切り入力データブロツク（並列２ビツト構
成）を構成する。第１の遅延器２５はブロツク化
器２４で作成された入力データブロツクを１ブロ
ツク期間だけ遅延する為のものであり、例えばラ
ツチ等で構成出来る。現時点での第１の遅延器２
５の出力をｎ番目の入力データブロツクすなわ
ち、Dn（d_1o，d_2o）とすると、ブロツク化器２４
の出力は（ｎ＋１）番目の入力データブロツクす
なわちD_o+1（d_1(o+1)，d_2(o+1)）となる。一方、第２
の遅延器２８の出力は（ｎ−１）番目の変換デー
タブロツクM_(o-1)（m_1(o-1)，m_2(o-1)）となつてい
る。なお、この点については後程再度説明を加え
る。これらDn（d_1o，d_2o），D_o+1（d_1(o+1)，d_2(o+1)）
及びM_(o-1)（m_1(o-1)，m_2(o-1)）を基にして、アド
レス発生器２６に於いてアドレス信号を作成す
る。このアドレス信号に従つてメモリ２７から所
定の変換データブロツクを得る訳である。そこで、次にメモリ２７のアドレスと記憶され
ているデータとの関係を第５表と共に説明する。第５表に於いて“アドレス”はメモリ２７のア
ドレス，“記憶データ”はメモリ27に記憶されて
いるデータを夫々示しており、例えば

【表】５５５

Claims

【特許請求の範囲】

１伝送すべき二値信号よりなるデータ列を２個
ずつのデータに順次区切つて入力データブロツク
を作成し、前記入力データブロツクをその入力デ
ータブロツクの４種のデータパターンにそれぞれ
対応して３個の二値信号のデータ列からなる変換
データブロツクに変換するに際し、前記入力デー
タブロツクの４種のデータパターンの内第１のデ
ータパターンに対しては、直前の変換データブロ
ツクが001のときは100を、直前の変換データブロ
ツクが001以外のときは000を、第２のデータパタ
ーンに対しては、直前の変換データブロツクが
000又は100のときは011を、直前の変換データブ
ロツクが011又は111のときは100を、直前の変換
データブロツクが001のときは111を、第３のデー
タパターンに対しては、直前の変換データブロツ
クが110のときは000を、直前の変換データブロツ
クが110以外のときは111を、第４のデータパター
ンに対しては、次の入力データパターンが前記第
１のデータパターン又は前記第２のデータパター
ンのときは001を、次の入力データパターンが前
記第３のデータパターン又は上記第４のデータパ
ターンのときは110を、直前のデータブロツクが
110のときは011を夫々前記変換データブロツクと
することを特徴とする二値情報変調方式。