JPH0618384B2 - 符号誤り率測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はディジタル通信用符号誤り率測定器に関し、特
に、ディジタル衛星通信用変復調装置のバースト状通信
あるいは連続状通信において受信された符号系列の極性
を補正して常に同一極性にてディジタル通信する方式に
適用可能な符号誤り率測定器に関する。

〔従来技術〕

ＰＳＫ（Phase Shift Keying）通信では、搬送波の相対
的な位相変化の形で情報が伝搬される。このようなＰＳ
Ｋ信号の復調は、ＰＳＫ信号の位相を基準搬送波の位相
と比較することにより行なわれている。従って、ＰＳＫ
信号の復調に際しては受信側において受信信号から基準
搬送波を抽出する必要がある。これには、変調成分を除
去するために逆変調法、またはＮ逓倍法（Ｎ相ＰＳＫ変
調の場合）を使用してＰＳＫ信号を無変調信号に変換
し、さらに位相ジッタを軽減するために狭帯域フィルタ
ーを通過させたりあるいはＶＣＯ（電圧制御発振器：Vo
ltage Control Oscillator）を使用したＰＬＬ（Phase
Locked Loop）を用いたりする方法がある。

このようにディジタル情報を搬送波の相対的位相変化の
形に変換（変調）してから送信し、該変調波を受信して
基準再生搬送波と比較することによりディジタル情報を
再生（復調）する系を変復調装置と称している。このよ
うな変復調装置において、前述の基準再生搬送波を抽出
する際にどの変調波成分を基準（初期条件）にして４逓
倍、あるいは逆変調するかによって再生ディジタル情報
の極性に変化を来たす。このため、ディジタル衛通信用
バースト通信においては、送信側でバースト先頭部の前
置語にあらかじめ符号形態が既知の同期語（ユニークワ
ードと称する）を挿入し、受信側では前述のユニークワ
ードの到来を検出すると共に、検出された符号形態を既
知のものと比較することによる極性を検出し、一定の極
性に補正することにより位相同期を確率するフレーム同
期方式がとられている。

このような通信方式において、何らかの理由でバースト
途中で再生搬送波の位相変移が生じると、変移が生じた
符号に後続する部分には極性を補正する手段が施されて
いないため全誤りとなる可能性が大である。このため、
このようなディジタルバースト通信用変復調装置を評価
する目安として、基準再生搬送波の位相変移確率を測定
することが行なわれている。しかし、この測定は、従
来、搬送波帯で行なわれており、このため回路構成が複
雑であった。また、この測定にあたっては長時間に渡る
測定を少しでも短縮するために連続ディジタル信号にお
いて測定が可能であることも要求される。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、変復調装置の基準搬送波の位相変移確
率の測定をベースバンド帯で行なうことができる簡単な
回路構成の符号誤り率測定器を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明によれば、バースト状ディジタル通信あるいは連
続状ディジタル通信用変復調装置の符号誤り率評価用の
符号誤り率測定器において、該符号誤り率測定器はラン
ダム符号を発生し、該符号を前記変復調装置に入力して
変調し、雑音を印加したうえで復調して得た変復調符号
を入力符号とし、該入力符号を前記ランダム符号と符号
同期を保持した状態で比較して符号誤りを検出する際
に、前記入力符号の前記ランダム符号に対する極性の変
化を符号誤りとして検出し、一定値以上の連続した符号
誤りが発生したとき前記変復調装置で発生する基準再生
搬送波に位相変移があるものとして、基準再生搬送波の
位相変移の発生確率を測定可能するとともに、前記一定
値以上の連続した符号誤りが発生したとき前記入力符号
の極性を補正することを特徴とする符号誤り率測定器が
得られる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は符号誤り率測定器を使用して変復調装置の符号
誤り率を測定するときの測定回路の一例を示すブロック
図である。図において、１は符号誤り率測定器、２は変
調装置（ＭＯＤ）、３は復調装置（ＤＥＭ）であり、２
及び３により変復調装置７が形成される。４は信号合成
器、５は可変減衰器、６は雑音発生器である。本測定系
によると、変調装置２は、符号誤り率測定器１より、２
系列のディジタル情報ＤＡＴＡＰ、ＤＡＴＡＱ、タイミ
ング情報ＣＬＫ，バースト作成タイミング情報ＯＮ／Ｏ
ＦＦ ＧＡＴＥを供給され、搬送波帯変調信号を作成す
る。変調装置２の出力は信号合成器４により、可変減衰
器５を経た雑音発生器６よりの搬送波帯雑音と合成され
たのち、復調装置３への入力となる。復調装置３からは
再生されたＤＡＴＡＰ、ＤＡＴＡＱ、ＣＬＫが符号誤り
率測定器１に向けて出力される。可変減衰器５を可変調
整することにより、搬送波信号電力・雑音電力比（Ｓ／
Ｎ比）対符号誤り率の測定が可能となる。

第２図を参照すると、本発明の一実施例による符号誤り
率測定器１の概略ブロック図を示す。図において、１１
はバースト状信号系列あるいは連続信号系列の発生回路
であり、送信部を形成する。この発生回路１１よりの出
力信号は図に示す通りである。１２は符号極性反転入替
回路、１３は符号極性検出回路、１７は符号誤り検出回
路である。１２，１３，１７は互に関連を持ち、送信部
の前述の発生回路１１とも信号の関連を持つ受信部１ａ
を形成する。受信部１ａへの入力信号は図に示す通りで
ある。

第３図は第２図の符号誤り率測定器１より送出されるバ
ースト状信号系列の具体例を説明をするためのものであ
る。バースト通信の場合には本図に示されているよう
に、ＤＡＴＡＰ，ＤＡＴＡＱの先頭部の前置語内には初
期引き込みのために使用されるユニークワードが設置さ
れる。このユニークワードは通信情報ではなく通信を可
能にするために付加された固定符号と定義される。更に
このバースト状信号が一定の繰返周期（FRAME）で送信
される。

本発明による誤り率測定器１は、変復調装置７を通して
受信したユニークワードの固定符号を既知の固定符号と
比較することによる受信信号の極性を検出し、更に一定
の極性に戻すことにより符号誤り率の測定を可能にして
いる。

第４図を参照すると、第２図の符号誤り率測定器１の受
信部１ａの詳細な構成が示されている。図において、１
２は符号極性反転入替回路、１３は符号極性検出回路、
１４は分周回路、１５，１６は切替器、１７は符号誤り
検出回路である。以下、第４図に基づき、符号誤り率測
定器１の受信部１ａの動作を説明する。

まず、バースト状信号受信時には、切替器１５，１６を
ＢＵＲＳＴ／ＣＯＮＴＩ切替信号によって制御すること
により、符号極性検出回路１３の入替信号（ＣＨＧ）、
符号反転信号（ＩＮＶ）の出力端子が符号極性反転入替
回路１２のＣＨＧ，ＩＮＶの入力端子に接続される。

ここで、符号極性反転入替回路１２の動作について、第
５図，第６図を用いて説明する。第５図(a)において、
Ｐ，Ｑは送信される２系列のデータの直交位相関系を示
し、破線及び一点鎖線は信号を受信する際の再生基準搬
送波のそれぞれ並行成分と直交成分を示す。これら再生
基準搬送波を使用して位相検波したときの符号出力を第
５図(b)に示す。位相検波は信号と再生基準搬送波の位
相の違いを余弦位相検波するもので位相の違いをθとす
ると、検波出力はＡ×Ｂcosθと表わされる。このと
き、Ａは信号振幅、Ｂは再生基準搬送振幅である。

このようにしてみると、再生基準搬送波の位相がＩ〜IV
と変移するに従って、ＤＡＴＡＰ，ＤＡＴＡＱに表われ
る位相が第５図(b)に示されているように極性が反転し
たり、あるいは互に入替っていることがわかる。

前述のユニークワードによる個々のバースト信号の符号
極性はＩ〜IVの４通りの位相状態をもつため、どの位相
で受信したか確定しないため、第４図の符号極性検出回
路１３において、既知のユニークワードと同一の符号と
比較し、正規の極性と違っている場合には、符号入替信
号（ＣＨＧ）と符号反転信号（ＩＮＶ）の２つの制御信
号を組み合わせて、正規の極性に補正している。

第６図は第５図で発生した変化を補正するための符号極
性反転入替回路１２の詳細ブロック図である。図に示す
回路では排他的論理和を行う回路により極性反転を行な
い、ＡＮＤ回路、ＯＲ回路の組合せにより信号系列の入
替を行なっている。第９図は、第５図に示す４通りの位
相状態に対して、第６図の各部の論理を示したものであ
り、Ｉ〜IVの各位相状態が本図に示すＩＮＶ，ＣＨＧの
制御信号により及びで常に正しい符号特性（第５図
(b)のモードＩ）に補正されることがわかる。尚、ＩＮ
Ｖ，ＣＨＧの記号“Ｈ”，“Ｌ”はそれぞれ論理レベル
のHigh， Lowを示す。

以上、第４図の符号極性反転入替回路１２の動作につい
て説明を行なったが、この結果、この回路１２の出力に
は極性が補正された信号系列がそれぞれ及びとして
得られる。再び第４図を参照して、符号誤り検出回路１
７では、上記及びの信号を受け、所定の測定用符号
系列と比較することにより及びの中に含まれる誤っ
て識別された符号を検出することができる。このために
は先の測定用符号系列が入力符号系列に同期している必
要があるが、この同期状態の異状を検出することにより
今まで説明してきた再生基準搬送波の位相変移を測定す
ることができる。即ち、同期の異状を検出するに当って
はランダムに発生する数個の符号誤りは同期維持に影響
のないように許容し、それに対して再生基準搬送波の位
相変移によるような連続的符号誤りを検出した際に同期
異状信号（ＡＳＹＮＣ）を送出すると共に同期再引込み
を開始するようにすればよい。この回路１７は、例えば
第７図のようなものであり、第７図の動作詳細について
は後に詳述する。このような回路１７を構成すれば、Ａ
ＳＹＮＣの検出は即ち再生基準搬送波の位相変移の検出
（ＳＬＩＰ ＤＥＴ）としてよい。以上の説明によりバ
ースト状信号が入力した場合は再生基準搬送波位相変移
の検出が可能なことは明らかである。

さて、本実施例の符号誤り率測定器１においては、連続
状信号入力の場合にも、先きの同期異状信号ＡＳＹＮＣ
が検出できるように構成されている。この場合、第４図
において切替器１５，１６をＢＵＲＳＴ／ＣＯＮＴＩ切
替信号により符号極性反転入替回路１２のＣＨＧ及びＩ
ＮＶに入力される制御信号をバースト状信号用符号極性
検出回路１３の出力側から連続状信号用制御信号，
側に切り替える。バースト状信号が第３図の如くフレー
ム単位に空バースト、前置語、情報語から構成されフレ
ーム単位に位相同期をとる必要があるのに対し、連続状
信号では、信号全体が情報語から構成されており、フレ
ーム単位毎に位相同期をとる必要がない。このため、連
続状信号では、位相状態の変移の時にのみ補正すれば良
い。この位相変移の符号極性の検出は連続状信号の誤り
率が良好である場合にはＣＨＧ及びＩＮＶは動作せず、
誤り率が悪い場合には、第４図の符号誤り検出回路１７
のＡＳＹＮＣ信号により分周回路１４の分周出力がＣＨ
Ｇ及びＩＮＶとして有効に動作し、前述の４通りの位相
状態が順序確かめ正常な極性を捕捉する方法がとられて
いる。

これを第４図の各部の信号波形を示した第８図をも参照
して説明する。ＡＳＹＮＣ信号が発生すると、分周回路
１４の出力がとしてＡＮＤ回路ＡＮＤ１の出力端子に
出力するため、，はカウンター動作により第８図に
示すようになり第６図に示すＩＮＶ，ＣＨＧと等価の作
用をする。これはＡＳＹＮＣが送出されている間は分周
回路１４の出力により次々と変移してゆき、第５図(b)
に示すＩ〜IVの４つのいずれのモードも補正が可能とな
る。尚このとき分周回路１４の分周比は符号誤り検出回
路１７の同期引き込み時間の逆数（周波数）に比して充
分小さく選ばれる必要がある。また、第４図において、
ＦＦ１〜ＦＦ５はフリップフロップである。

第４図で，は下の表の４つの状態を取り、その変移
してゆく過程でどこかでＳＹＮＣに至ることになる。

第８図では状態３の時ＳＹＮＣに至ったとして、状態４
を省いて描画してあるが、しかしＡＳＹＮＣに落ちいる
前の状態が状態４と同じであり、この符号形態でＳＹＮ
Ｃを保ち得ないからＡＳＹＮＣになったのであると考え
れば、状態１〜状態３という３つの状態を考え、３番目
の符号形態でＳＹＮＣとすれば全てのケースが説明され
ていると考えられる。

以上の説明により第４図により同期異状（ＡＳＹＮＣ）
を検出することにより再生基準搬送波の位相変移（ＳＬ
ＩＰ）をバースト状信号受信時、及び連続状信号受信時
において測定出来ることがわかる。

次にこのようなＳＬＩＰ検出法の検出誤差について考察
する。

例えば連続状信号受信時のＳＬＩＰ検出に当っては、符
号誤り検出回路１７の同期引き込み時間中に発生したＳ
ＬＩＰは検出できない点が誤差になる。１秒間に発生す
るＳＬＩＰの発生回数をＮ回（Ｎは０以上の整数）、引
き込みに要する時間をτ_secとすると、下式の値を測定
結果に乗ずることにより最悪値補正することが出来る。

（注）最長引き込み時間を求めるときにモードがＩ〜IV
まであるので最悪３モードの変移が必要である。

例えば測定用符号として第７図に示すような（２^９ −
１）段のＰＮ符号（Pseudo-random-Noise符号）を使用
しクロック周波数をｆ_ｓとしたときτの最大値τ_maxは
下式で与えられる。

以上の２式を用いてＳＬＩＰの測定結果を補正すること
により正確な測定が出来る。更に言及すれば測定時間を
多くしＳＬＩＰの発生回数Ｎが少ない時の測定結果は誤
差の少ない値であると言える。

最後に第７図により第４図の符号誤り検出回路１７の動
作詳細について説明する。第７図は一系列の信号系列
（ＤＡＴＡ Ｐ）の誤り率測定について説明しており、
ＩＣ４〜６は測定用ＰＮ信号発生回路、ＩＣ３は同期状
態の検出（ＡＳＹＮＣ）信号により制御され同期状態の
時は自己循環回路を形成し、非同期状態のときは受信デ
ィジタル信号が入力するようにするための切替回路であ
る。ＩＣ７は入力信号と測定用信号とを比較して誤り符
号を検出する回路である。また、ＩＣ８，ＩＣ９はカウ
ンター回路であり各々、連続誤り、連続誤りなしを検出
したときにＩＣ１０，ＩＣ１１，ＩＣ１２を通じてＡＳ
ＹＮＣ（同期異状），ＳＹＮＣ（同期正常）を発生しＩ
Ｃ３を制御するようになっている。尚、符号系列の極性
変化による連続誤りをＡＳＹＮＣとするので通常の符号
誤りと区別できるように充分連続したときにのみＡＳＹ
ＮＣを送出する。本図ではそれを３０ビット連続以上と
している。連続誤り発生のときＡＳＹＮＣを発生し連続
誤りなしのときＳＹＮＣを発生するようにしているのは
本同期回路が容易に同期異状を起こさないようにするた
めであり、しいては安定な符号誤り検出回路を提供する
ためのものである。また、第７図はＤＡＴＡＰについて
の符号誤り検出回路について記述しているが、具体的に
はＤＡＴＡＱについても同様の回路を準備して且つ、Ｅ
ＲＲＯＲ ＤＥＴ，ＳＬＩＰ ＤＥＴについては両者の
和をとる回路を用意すれば良い。ここで、第７図に使用
されている集積回路の具体例を説明すると、ＩＣ１及び
２はＭＣ１０１３１Ｌ，ＩＣ３はＭＣ１０１１７Ｌ，Ｉ
Ｃ４，５及び６はＭＣ１０１４１Ｌ，ＩＣ７はＭＣ１０
１０７Ｌ，ＩＣ８及び９はＭＣ１０１３６Ｌ，ＩＣ１０
及び１１はＭＣ１０１０９Ｌ，ＩＣ１２はＭＣ１０１３
５Ｌである。

第７図において、ＩＣ４〜６はフリップフロップを多段
に縦続した型の自己循環式の符号発生器である。同期時
にはＩＣ３を経由してＩＣ４のＱ_０の出力がＩＣ４のＤ
_１に入力されるため自己循環の符号発生器を形成し、符
号発生のタイミングはＤＡＴＡＰと同じくなるように設
定される。一方非同期時には自己循環回路にはならずＩ
Ｃ３を経由してＩＣ４のＤ_１よりＴＡＴＡＰが入力され
るため、すぐにＤＡＴＡＰと同じアルゴリズムの符号系
列がＩＣ４のＱ_０より出力することになる。従ってこれ
をＩＣ７にて排他論理和を取ることにより符号比較すれ
ば、本来が同じものであるので同期状態を検出し、ＩＣ
３が切替動作をする結果前述の状態へと遷移する。ＩＣ
１，ＩＣ２は入力符号をタイミングを揃えて整形するた
めの回路である。ＤＡＴＡＰには復調回路を経由した結
果、符号誤りを生じているが、一方ＩＣ４のＱ_０より出
力する自己循環形の符号発生器出力は誤りを有しないの
でそれらをＩＣ７にて比較すると誤り符号のみを検出出
来ることになる。

尚、第７図は符号同期回路の１例をあげたにすぎず他の
応用回路により同期異常、同期正常が検出されれば、Ｓ
ＬＩＰ検出回路の一部として使用できることは言うまで
もない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、バースト状信号、
連続状信号のいずれに対しても動作可能であり、且つ変
復調系で発生する再生搬送波位相変移（ＳＬＩＰ）の検
出を、ベースバンド帯での簡単な回路構成にて可能とし
た符号誤り率測定器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は符号誤り率測定器を使用して変復調装置の特性
を測定するときの測定回路の一例を示すブロック図、第
２図は本発明の一実施例による符号誤り率測定器の概略
構成を示すブロック図、第３図は第２図の符号誤り率測
定器１より送出されるバースト状ディジタル信号の形態
を説明するためのタイムチャート、第４図は第２図の符
号誤り率測定器１の受信部１ａの詳細構成を示す回路
図、第５図は再生基準搬送波の位相変移が生じたときに
どのような変化をするかを説明するための図、第６図は
第４図の符号極性反転入替回路１２の具体例を示す回路
図、第７図は第４図の符号誤り検出回路１７の具体例を
示す回路図、第８図は連続状信号受信時に符号極性反転
入替回路１２を制御する回路（第４図）の動作を説明す
るための信号波形のタイムチャートである。 第９図は、第６図の各部の論理を示す図である。 １……符号誤り率測定器、２……変調装置、３……復調
装置、４……信号合成器、５……可変減衰器、６……雑
音発生器、７……変復調装置、１１……バースト状信号
系列あるいは連続状信号系列の発生回路、１２……符号
極性反転入替回路、１３……符号極性検出回路、１４…
…分周回路、１７……符号誤り検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バースト状ディジタル通信あるいは連続状
   ディジタル通信用変復調装置の符号誤り率評価用の符号
   誤り率測定器において、バースト状あるいは連続状のラ
   ンダム符号を発生し、該符号を前記変復調装置に入力し
   て変調し、雑音を印加したうえで復調して得た２相の復
   調符号を受けるとき、 前記２相の復調符号を受け、相の入替及び極性の反転の
   制御信号に応じて相の入替及び極性の反転を行う符号極
   性反転入替回路と、 前記２相の復調符号を受け、バースト状のランダム信号
   における前置語に基づき前記制御信号に相当する第１の
   制御信号を発生する符号極性検出回路と、 前記符号極性反転入替回路からの出力符号を受け符号誤
   りを検出し、この誤りが所定数に達したとき基準再生搬
   送波の位相変移が発生したと判断し、位相変位信号を出
   力する符号誤り検出回路と、 前記位相変位信号に基づきある周期で信号状態が変化し
   てゆく前記制御信号に相当する第２の制御信号を発生す
   る手段と、 前記第１及び第２の制御信号を受け、バースト状のラン
   ダム符号の場合は第１の制御信号を選び、連続状のラン
   ダム符号の場合は第２の制御信号を選び、これを前記符
   号極性反転入替回路への制御信号として供給する選択回
   路とを具備する符号誤り率測定器。