JPH03232345A - Psk符号化方式 - Google Patents

Psk符号化方式

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JPH03232345A
JPH03232345A JP2770190A JP2770190A JPH03232345A JP H03232345 A JPH03232345 A JP H03232345A JP 2770190 A JP2770190 A JP 2770190A JP 2770190 A JP2770190 A JP 2770190A JP H03232345 A JPH03232345 A JP H03232345A
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JP
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JP2770190A
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Shinji Fujino
信次 藤野
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

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] 多相PSK方式、なかんず<QPSK方式に有効な、符
号間距離を小さくしたPSK符号化方式信号点配置上で
の対角線上の遷移が起こらないようにしたPSK符号化
方式を、伝送効率を低下させることなく簡単な制御で実
現することを目的とし、 入力データをシンボルと遷移データに逐次に分割し、連
続するシンボルの間にそれら両シンボルとの符号間距離
が最大符号間距離よりも小である冗長シンボルを挿入し
、この冗長シンボルの値を遷移データに応じて決定する
ようにしたものである。
[産業上の利用分野1 本発明は、多相P S K (Phase 5hift
 Keying)、なかんず<QPSK (4相PSK
)に有効な、符号間距離(信号点間距離)を小さくした
PSK符号化方式に関する。
近年の移動通信の需要の高まりに伴い、移動無線におい
ても周波数利用効率の高いQPSK変調方式の利用が要
求されてきている。しかしながら、QPSK方式は線形
変調方式の一種であるため、シンボル間の符号間距離が
2の場合、すなわち信号点配置図上で対角線上の遷移が
起こると、送信電力が大きく変動するため、送信機の終
段の電力増幅機に広範囲かつ高精度な線形性が必要とさ
れる。このため、信号点間の遷移距離を小さくすること
ができる符号化方式の開発が必要とされている。
[従来の技術] 従来、信号点配置上で対角線上の遷移が起こらないよう
に改良したQPSK方式としては、■データとQデータ
のクロックに互いに180度のオフセットを持たせるオ
フセットQPSK方式(QPSK方式)、あるいは隣り
合う2シンボルの信号点配置を互いに45度シフトする
π/4シフトQPSK方式などが知られている。
また、例えばQPSK方式において、隣り合うシンボル
(2ビツト)の間に冗長シンボル(2ビツト)を挿入し
、この冗長シンボルをそれと隣り合うシンボルとの符号
間距離が1以下になるような任意の値に選ぶことで、隣
り合う2シンボル間で符号間距離が2、すなわち信号点
配置上で対角線上の遷移が起こらないようにするという
符号化方式も考えられる。
[発明が解決しようとする課題] オフセットQPSK方式あるいはπ/4シフトQPSK
方式は制御が複雑である。
また提案される冗長シンボルを挿入する方法は、2ビツ
トのシンボル毎に2ビツトの冗長なシンボルが挿入され
ることになるので、冗長シンボル挿入をしない符号化方
式と比較すると、伝送効率が1/2に低下してしまうと
いう問題点がある。
したがって本発明の目的は、信号点配置上での対角線上
の遷移が起こらないようにしたPSK符号化方式を、伝
送効率を低下させることなく簡単な制御で実現すること
にある。
[課題を解決するための手段] 第1図は本発明に係る原理説明図である。
本発明に係るPSK符号化方式は、入力データ列をシン
ボルと遷移データに逐次に分割し、連続するシンボルの
間に、それら両シンボルとの符号間距離が最大符号間距
離よりも小である冗長シンボルを挿入し、この冗長シン
ボルの値を遷移データに応じて決定するようにしたもの
である。
[作用] 例えばQPSK符号化方式を例にして本発明の詳細な説
明すると、入力データ列り1.、を3ビツト毎のブロッ
ク#1、#2、・・・に逐次に分割する。ここで、ブロ
ック#Nの先頭2ビツトをシンボルS8とし、残り1ビ
ツトを遷移データTNとする。これらの連続するシンボ
ル汎 S□1 ・・・の列の各シンボル間に冗長シンボルR5
,、R8,、、・・・をそれぞれ挿入し、この冗長シン
ボルの決定の仕方を、この冗長シンボルとその両隣りの
シンボルSN、5N1)lとの符号間距離(信号点配置
上での信号点間遷移距離)が最大符号間距離よりも小で
あり、かつ、その遷移データT、の値に応じて決定され
る値となるようにする。これにより符号間距離を縮小す
るために挿入した冗長シンボルにも、遷移データTの情
報を載せることができるようになり、伝送効率を向上さ
せることができる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第2図には本発明の一実施例としてのPSK符号化方式
による符号化伝送装置が示される。この実施例ではPS
K符号化方式としてQ P S K方式が用いられてい
る。
第2図において送信側の構成として、lは入力データ列
D inを3ビット単位で直並列交換して3ビット並列
信号からなるデータブロック列(T、Q、T)を出力す
る直並列変換回路、2はデータブロック列(■、Q、T
)をエンコードして変換シンボル列(II、IQ)を生
成するエンコーダ、3は変換シンボル列(II、IQ)
をQPSK変調してQPSK変調波を出力するQPSK
変調回路である。
また受信側の構成として、4は受信したQPSK変調波
を復調して変換シンボル列(本I、*Q)を出力するQ
PSK復調回路、5は変換シンボル列(II、本Q)を
デコードしてデータブロック列(I、Q、T)を生成す
るデコーダ、6はデータブロック列(工、Q、T)を並
直列変換して出力データ列り。U、を出力する並直列変
換回路である。
この符号化伝送装置におけるエンコーダ2の詳細な構成
例が第3図に示される。第3図において、21はD形フ
リップフロップからなるlクロック遅延回路であり、デ
ータブロック(1,、Q、、T、が入力されており、例
えば入力クロックCLにの立上りエツジでデータブロッ
ク(In、Q、 、T、)を取り込み、これを次のクロ
ックCLKの立上りまで保持して1クロツク前のデータ
ブロック(I n−+ 、Q、、 、T、、 )として
出力側に出力するよう機能する。
22はROM(リードオンリーメモリ)であり、入力デ
ータブロック中のシンボル(1,、Q、、)と遅延回路
21から出力される1クロツク前のデータブロック(1
,−、Q、、、T、、)の値に応じて冗長シンボル(R
1,、、RQ、、)を出力するようにデータが書き込ま
れている。
23は電子スイッチであり、例えばクロックCLKが“
H”の時に遅延回路21からのシンボル(I n−1、
Qn−、)が選択され、一方、クロックCLKが“L”
の時にROM22からの冗長シンボル(RI。−I  
RQn−1)が選択されるようになっている。
24はデュアルポートRAMで、図面左側と右側でデー
タを任意のタイミングで独立に読み書きできるようにし
たものであり、左側は入力のクロツCLにの2倍のクロ
ックでデータを書き込み、右側からは入力クロックのほ
ぼ2倍のクロックで読み出すようにしである。このデュ
アルポートRAM24は入力クロックと出力クロックの
微小なズレを吸収して入力側と出力側を独立にして扱い
やすいようにするためのものである また上述の符号化伝送装置におけるデコーダ5の詳細な
構成例が第4図に示される。第4図において、51はD
形フリップフロップからなるlクロック遅延回路であり
、入力された変換シンボル列(* In 、*Qn )
を入力クロックCLK ’の立ち上がりエツジで取り込
み、lクロックの間保持してROM52へ出力する。
ROM52には変換シンボル(II。
本Qn)と遅延回路51から出力される1クロツク前の
変換シンボル(* I n−+ 、” Qn−i )が
アドレス入力されており、ROM52はこれらの値に応
じてデータブロック(1,、Q、1、Tn)を出力する
ようにデータが書き込まれている。53は2分周器であ
り、入力クロックCLK ’を2倍周期に分周してその
分周クロックを遅延回路51とラッチ回路54に与える
。54はD形フリップフロップからなるラッチ回路であ
り、入力信号を2分周クロック1/2CLに゛の周期の
間保持するものである。
なお、このデコーダ5では、入力信号からデータブロッ
ク列(工、Q、T)を正しくデコードするためには、ク
ロックC1−に“から2分周クロック172CLK’を
得る際に同期をとる必要があるが、これは予め入力信号
にフレーム同期信号を挿入しておくことにより実現され
ている。
この実施例装置の動作が以下に説明される。
いま入力データ列り、nとしては、第6図[A]に示さ
れるように、1ビツトシリアルなデータb1、b2、b
3、b4・・・が逐次入力されるものとする。この入力
データ列り、nは直並列変換回路lに入力されて、この
直並列変換回路lで3ビット単位で直並列変換されて、
第6図[B1に示されるるような3ビット並列データか
らなるデータブロック列(I、Q、T)が生成される。
ここで、データブロック列(I、Q、T)の各ブロック
はそれぞれエデータとQデータの2ビツトからなるシン
ボル(工。、Q、、)と1ビツトの遷移データT7とか
らなる。シンボル(1,、Q、)は第5図に示される信
号点配置上の4つの信号点■〜■のいずれかに相当して
いる。ここで信号点■はシンボル(l、1)に、信号点
■はシンボル(1、O)に、信号点■はシンボル(0,
0)に、信号点■はシンボル(0、l)にそれぞれ対応
する。
このデータブロック列(工、Q、T)は次にエンコーダ
2に入力される。このエンコーダ2は第6図[CIに示
されるように、連続するシンボル列(工、Q)[すなわ
ち、(bo、bl)、(b3、b4)   (b6、b
7)   (b9、blo)  ・・・の列]の各シン
ボルの間に冗長シンボル列(RI、RQ)[すなわち(
rbo、rbl)、(rb3、rb4)   (rb6
、rbl)・・・の列]をそれぞれ挿入して変換シンボ
ル列(*I、IQ)を生成し出力する。この冗長シンボ
ル(RI。、RQ、)は遷移データTn[すなわち、b
2、b5、b8、bll・・・の各ビット]により以下
の規則に従って決められる。
すなわち、冗長シンボル(R1,、、RQ、、)は、隣
り合うシンボル(I。
Q、、)、(1,、Qn)間の符号間距離が1以下とな
るよう、遷移データT1−8の値に応じて決められてい
る。これは、第7図に示されるように、隣り合うシンボ
ル間の符号間距離が1以下となる冗長シンボルの選び方
が2通り以上あることに基づき、この選び方に遷移デー
タT n −1の1ビツトの情報を割り当てるものであ
る。
すなわち、隣り合うシンボル間の符号間距離を1以下に
保ちつつシンボル間で遷移する仕方として、第7図[A
]に示されるように、隣り合うシンボルの符号間距離d
が2の場合には、例えばシンボル(0,O)と(1,1
)の時、シンボル(Olo)から(1,1)へ遷移する
仕方には、 (0,0)→ (1、O)−(1、1)(0,O)−(
0、1)−(1,1) の2通りがある。
また第7図[B]に示されるように、 隣り合う シンボルの符号間距離dが1の場合には、例えばシンボ
ル(Olo)と(l、0)の時、その遷移の仕方には、 (Olo)→(1,0)→(1,0) (OlO)−(0,O)−(1,O) の2通りがある。
さらに第7図[CIに示されるように、隣り合うシンボ
ルの符号間距離dがOの場合には、例えばシンボル(0
,0)と(0,0)の時、その遷移の仕方には、 (0、O)−(0,0)→(O50) (0、O)−(1,0)→(0,0) (0、O)−(0,1)−(0,0) の3通りがある。
したがって、各符号間距離におけるシンボル(1,、Q
、、)(I、、Qn)間での遷移経路すなわち冗長シン
ボル(R1,、、RQ、、)を、遷移データT n −
1の“O”と“1″′に対応させて一意に定めれば、こ
の冗長シンボル(R1、、、RQ、、)に遷移データT
n−1の1ビツトの情報をのせることができる。このよ
うに冗長シンボル列(RI、RQ)を定めることにより
、第5図の信号配置図上における信号点■と■、あるい
は■と■の対角線上の遷移(つまり符号間距離d=2の
遷移)が生じないようにすることができる。
この冗長シンボル列(RI%RQ)の決定の仕方とては
、元のシンボル列(I、Q)の隣り合うシンボル(I 
n−1、Q、−、)と(I、、Q、)に対し、その間に
例えば以下のような規則に従って冗長シンボル(RI 
n−+  RQn、−、)を挿入することにより行える
。すなわち、 (11元の符号間距離が2(1,l≠工。
Q 11−1≠Q、)の場合、 T=Oの時、R1,−、=I、、 RQn−、=6−1 T=1の時、R1,−1=IIl〜、 、RQ、−1=
Q。
(2)元の符号間距離が1の場合、 T=Oの時、Rl−1= I n、 RQ−+ = Q
1T=、1の時、RIn−、=I、 RQ、、  =Q。
(3)元の符号間距離がO(1,、=I、、Q、、=Q
、、)の場合、 T=Oの時、R1,−、=#In− RQn−、=Q。
T=1の時、RIn−、=I、− RQl−、=#Q、、l− とする。なお、ここで記号#は否定論理を表しているも
のとする。
このような冗長シンボル列(R1,RQ)の挿入は第3
図のエンコーダ2において次のようにして行われる。す
なわち、ROM22には、エンコーダ2に入力されたデ
ータブロック(工。、Q、、T、 )が遅延回路21で
1クロック分遅延されて、1クロツク前のデータブロッ
ク(I o−1,Qo−1,T−1)として入力される
と共に、現に人力されているデータブロック(In Q
、、 T、)中のシンボル(I。
Q、)も入力される。ROM22はこれらのデータに基
づいて、シンボル(In Qn)と(工。−、、Qn−
、)の間に挿入する冗長シンボル(R1,、RQn−、
)の値を、遷移データT n−1に従って決定して出力
する。
電子スイッチ23はシンボル(I n−IQ、、)と(
工。、Q、、)の間に冗長シンボル(RI n−1、Q
、−1)が挿入された形態の変換シンボル列(*工、I
Q)が逐次に生成されるように、遅延回路21とROM
22の出力を交互に選択してRAM24に出力する。R
AM24は人力クロックCLKから出力クロックCLK
’へのクロック速度変換を行って、変換シンボル列(*
■、IQ)をQPSK変調回路3に与える。
QPSK変調回路3はこの変換シンボル列(本I、IQ
)をQPSK変調し、そのQPSK変調波を受信側へ送
信する。
受信側では、受信したQPSK変調波をQPSK復調回
路4で復調して変換シンボル列(II、IQ)を生成し
、これをデコーダ5に入力させる。
デコーダ5はエンコーダ2と逆の操作を行って、変換シ
ンボル列(II、IQ)から冗長シンボル列(R1,R
Q)を取り除いてデコーダブロック列(工、Q、T)を
復元し、これを並直列変換回路6に与える。
すなわち、第4図のデコーダ5において、ROM52に
は変換シンボル(* Ill 、*Qn )とこれを遅
延回路51で遅延させたlクロック前の変換シンボル(
* I n−1、* Qn−+ )とがアドレス入力さ
れており、ROM52はこれらのデータに基づいて冗長
シンボル(Ri、、、RQn)を元の遷移データTnに
変換し、それによりこれらの入力データをデータブロッ
ク(工。、Q、 、Tn)に変換してラッチ回路54を
介してデータブロック列(I、Q、T)として並直列変
換回路6に出力する。
並直列変換回路6は入力された3ビット並列データから
なるデータブロック列(1,Q、T)を1ビツトシリア
ルデータからなる元のデータ列D0..に変換して出力
する。
なお土工己の実施例ではエンコーダ2およびデコーダ5
はハードウェアにより構成しているが、マイクロコンピ
ュータを用いてソフトウェアにより処理することも可能
である。
本発明の実施にあたっては種々の変形形態が可能である
。例えば上述の実施例では、入力データ信号D (nを
3ビツトからなるデータブロック列(IQ、T)に逐次
に分割して冗長シンボル列(RI、RQ)を含む変換シ
ンボル列(*i、IQ)を生成するようにしたが、本発
明はこれに限られるものではな(、例えば入力データ列
り、nからN個のシンボルを連続して分離した後に、こ
れらN個のシンボルにそれぞれ対応するNビットの遷移
データをまとめて取り出し、この遷移データに対応させ
て、先に分離した各シンボル間に挿入される冗長シンボ
ルの値を決定することも可能である。
また、例えば上述の実施例では本発明をQPSK方式に
適用した場合について説明したが、本発明はこれに限ら
れるも、のではな(、例えば8相PSKなど、更に多相
のPSK方式に一般的に適用することが可能である。以
下、8相PSK方式に適用した場合の実施例について説
明する。
8相PSK方式に適用した場合には、線形動作領域の縮
小化(振幅変化をできるだけ小さくする)と伝送効率の
いずれを優先するかによって2通りの方式がある。すな
わち、伝送効率が多少悪くなっても振幅変化をできるだ
け小さくする方法と5振幅変化の改善は小さく抑えて伝
送効率をよくする方法の2通りである。
まず、線形動作領域の縮小を優先する場合の実施例につ
いて説明する。第8図には、8相PSK方式の信号点配
置が示される。この信号点配置において、2信号点間の
遷移に対し、冗長な信号点(冗長シンボル)を挿入する
仕方を以下のように規定する。
(1)信号点■−■への遷移の時、 ■−■→■ ■−■→■ の2通りの信号点■、■を冗長シンボルとして挿入する
。以下、同様にして、 (2)信号点■−■の時、 ■−〇−■ ■−■−■ (3)信号点■→■の時、 ■−〇−■ ■−■−■ (4)信号点■−■の時、 ■−■−■ ■−〇−〇 (5)信号点■−■の時、 ■−■−■ ■−■→■ の2通りの信号点を挿入するものとする。信号点■−■
、■−■、■−■の場合も上記と全く同様に2通りの挿
入法を規定し、それぞれの遷移経路に遷移データの1ビ
ツトを割り当てる。
8相PSK方式では各信号点に3ビツトの情報を持つも
のであるから、遷移の仕方に1ビツトの情報を持たせた
場合、入力側の情報量は3ビツト+1ビツト=4ビツト
であるのに対し、出力側の情報量は3ビツト+3ビツト
(挿入データ)=6ビツトとなるから、伝送量は6/4
=1.5倍となって、QPSK方式の場合の1.33倍
よりも低下する。一方、振幅変化はQPSK方式の場合
と同等となる。
次に伝送効率を優先する場合の実施例について説明する
。上述の場合と同様に、冗長データの挿入の仕方を以下
のように規定する。すなわち、m信号点■−■への遷移
の時、 ■→■→■ ■−■−■ ■−■−■ ■−■−〇 (2)信号点■−■の時、 ■−〇−■ ■−■−■ ■−〇−■ ■−■−■ (3)信号点■−■の時、 ■−〇−〇 ■−〇−■ ■−■−■ ■−■−■ (4)信号点■−■の時、 ■−〇−〇 ■−■−〇 ■−■−■ ■−■−■ (5)信号点■→■の時、 ■−〇−■ ■−■−■ ■−〇−〇 ■−〇−〇 のそれぞれ4通りの冗長シンボルを挿入する。信号点■
−■、■→■、■−■の場合も上述の信号点■−■、■
−■、■−■の場合と同様にして規定できる。
このように遷移の仕方を4通り規定した場合には、この
遷移の仕方に遷移データとして2ビットの情報をのせる
ことができる。例えば上述の4通りの経路にそれぞれ、
(0、O)、(Oll)、(l、0)  (l、1)を
対応させるものである。
この実施例による場合には、入力側の情報量は3ビツト
+2ビツト(遷移データ)=5ビット、出力側の情報量
は3ビツト+3ビツト(挿入データ)=6ビツトとなり
、伝送量は615=1.2倍となる。これはQPSK方
式の場合よりも有利であるが、振幅変化はQPSK方式
よりも太き(なる。
[発明の効果] 以上説明したように、例えばQPSK方式に本発明を適
用した場合、3ビツトの原データに対して符号化データ
は4ビツトで済むので、対角線上の信号点の遷移が起こ
らない符号化方式を、小さい冗長度で実現でき、伝送効
率の低下を小さくすることができる。これにより送信側
の電力増幅器に広範囲かつ高精度な線形性を必要としな
い符号化方式を提供できる。
符号化の効率は例えばQPSK方式の場合、冗長シンボ
ルを単に挿入する方式では2ビット/4ビット=50%
であったのに対し、本発明によれば3ビツト/4ビツト
=75%となり、伝送効率を50%向上させることがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る原理説明図、 第2図は本発明の一実施例としてのPSK符号化方式を
用いたQPSK符号化伝送装置を示すブロック図、 第3図は実施例装置におけるエンコーダの構成例を示す
ブロック図、 第4図は実施例装置におけるデコーダの構成例を示すブ
ロック図、 第5図はQPSK方式の信号点配置を説明する図、 第6図、第7図は実施例装置の動作を説明するための図
、および、 第8図は8相PSK方式の信号点配置を説明する図であ
る。 図において、 1・・・直並列変換回路 2・・・エンコーダ 3・・・QPSK変調回路 4・・・QPSK復調回路 5・・・デコーダ 6・・・並直列変換回路 21.51・・・遅延回路 22.52・・−ROM 23・・・電子スイッチ 24−・・デュアルポートRAM 53・・・2分周回路 54・・・ラッチ回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力データ列をシンボルと遷移データに逐次に分割
    し、 連続するシンボルの間に、それら両シンボルとの符号間
    距離が最大符号間距離よりも小である冗長シンボルを挿
    入し、 この冗長シンボルの値を該遷移データに応じて決定する
    ようにしたPSK符号化方式。
JP2770190A 1990-02-07 1990-02-07 Psk符号化方式 Pending JPH03232345A (ja)

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