JPH0644750B2 - ディジタルデ−タ受信方法 - Google Patents
ディジタルデ−タ受信方法Info
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- JPH0644750B2 JPH0644750B2 JP59237550A JP23755084A JPH0644750B2 JP H0644750 B2 JPH0644750 B2 JP H0644750B2 JP 59237550 A JP59237550 A JP 59237550A JP 23755084 A JP23755084 A JP 23755084A JP H0644750 B2 JPH0644750 B2 JP H0644750B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
- H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
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Description
【発明の詳細な説明】 (発明の属する技術分野) 本発明は良品質回線を確保して1対1または1対n(n
は2以上の整数)の局間でディジタルデータ伝送を行う
場合のデータ受信方法に関するもので、受信側で偏波面
入射角またはスペースダイバーシティおよびその両用
(これを偏波面・スペースダイバーシティという)の受
信方式を用い、その各受信系をビット単位にS/Nの検出
を行い、良好なS/Nのチャネルを選択できるようにした
もので、いかなる変復調方式にも採用可能である。
は2以上の整数)の局間でディジタルデータ伝送を行う
場合のデータ受信方法に関するもので、受信側で偏波面
入射角またはスペースダイバーシティおよびその両用
(これを偏波面・スペースダイバーシティという)の受
信方式を用い、その各受信系をビット単位にS/Nの検出
を行い、良好なS/Nのチャネルを選択できるようにした
もので、いかなる変復調方式にも採用可能である。
(従来の技術) 従来は1対1または1対nの1つの固定送信局と任意数
の受信局間のデータ伝送において、特に短波(HF)回線
を利用し運用周波数を多数確保してその複数波を送信す
る場合に、その受信側では常時モニタ受信を行つて手動
または自動操作によつて、時間と地理的位置によつて異
なる最適周波数を選択するという周波数ダイバーシティ
受信方式を用いるとか、または送信側で送信電力を増強
して受信電界のS/Nを確保する方法が用いられている。
しかしこのような方法では運用(搬送)周波数の確保が
難しく、受信設備が複雑であることおよび経済上の負担
が大きいなどの理由から最適なシステムの構成が困難で
あつた。また送信電力の増強にも限度があるばかりでな
く、その効果も多くは期待できず、アンテナ建設費も莫
大になるという制約がある。すなわちたとえば固定局よ
りの放送に対し広い地域内を移動する複数移動局が連続
して良品質データを確保することが困難で、時々刻々変
化する受信電界に対し効果的な受信方法は見出されなか
つた。
の受信局間のデータ伝送において、特に短波(HF)回線
を利用し運用周波数を多数確保してその複数波を送信す
る場合に、その受信側では常時モニタ受信を行つて手動
または自動操作によつて、時間と地理的位置によつて異
なる最適周波数を選択するという周波数ダイバーシティ
受信方式を用いるとか、または送信側で送信電力を増強
して受信電界のS/Nを確保する方法が用いられている。
しかしこのような方法では運用(搬送)周波数の確保が
難しく、受信設備が複雑であることおよび経済上の負担
が大きいなどの理由から最適なシステムの構成が困難で
あつた。また送信電力の増強にも限度があるばかりでな
く、その効果も多くは期待できず、アンテナ建設費も莫
大になるという制約がある。すなわちたとえば固定局よ
りの放送に対し広い地域内を移動する複数移動局が連続
して良品質データを確保することが困難で、時々刻々変
化する受信電界に対し効果的な受信方法は見出されなか
つた。
(発明の具体的な目的) 本発明では受信側の移動局が地理的にどのように散在し
ていても、複数波中の最適1波を選択して偏波面入射角
・スペースダイバーシティの受信方式で常にビット単位
にS/Nを比較してデータを受信することができ、かつ良
好な受信チャネル側にビット同期追従ができるので、HF
回線で発生するフェージング,マルチパス等の雑音障害
の防止に有効であつてその雑音発生が短時間のものでも
対応できること、またいかなる変復調の方式のものにも
対応できること、ビット誤り率の改善および同期補正に
効果があること、特に広い地域の複数移動局に対して連
続して良品質回線を確保してデータ受信が行われること
を目的としている。
ていても、複数波中の最適1波を選択して偏波面入射角
・スペースダイバーシティの受信方式で常にビット単位
にS/Nを比較してデータを受信することができ、かつ良
好な受信チャネル側にビット同期追従ができるので、HF
回線で発生するフェージング,マルチパス等の雑音障害
の防止に有効であつてその雑音発生が短時間のものでも
対応できること、またいかなる変復調の方式のものにも
対応できること、ビット誤り率の改善および同期補正に
効果があること、特に広い地域の複数移動局に対して連
続して良品質回線を確保してデータ受信が行われること
を目的としている。
(発明の構成と作用) 第1図は一般の通信系統図の2つの例を示すもので、図
中の(1)は固定局A0より複数の移動局A1,A2,A3,……A
nに対し割当てられた複数の運用周波数1,2,……
nでディジタルデータを一斉に同時発射し、移動局は
最適周波数を選択して受信するという放送形式の系統図
である。また(2)は1対1の2局間の全2重または半2
重の通信系統図で、使用周波数はmとnの場合を示し
た。本発明のデータ受信方法はこの(1)と(2)のいずれに
も採用可能である。
中の(1)は固定局A0より複数の移動局A1,A2,A3,……A
nに対し割当てられた複数の運用周波数1,2,……
nでディジタルデータを一斉に同時発射し、移動局は
最適周波数を選択して受信するという放送形式の系統図
である。また(2)は1対1の2局間の全2重または半2
重の通信系統図で、使用周波数はmとnの場合を示し
た。本発明のデータ受信方法はこの(1)と(2)のいずれに
も採用可能である。
第2図は第1図(1)の固定局A0の構成例図である。図中2
1は送信端末でたとえばコンピュータ,テレビタイプラ
イタ等の端末が使用され、2進符号のディジタル信号が
変調器(MOD)22に出力される。この変調器22はディジ
タル符号入力を無線回線で伝送するための変調器で、特
に短波回線のような電離層伝搬による遠距離のデータ伝
送では、伝送帯域内に複数のサブチャネルを配列した周
波数分割多重(FDM:Frequency Division Multiplex)
によるPSK(位相偏移キーイング)またはFSK(周波数偏
移キーイング)変調方式が使用できる。また短波回線で
はサブチャネル当りのシンボルレートは100〜150BPSが
限度であり、また同じ回線品質を想定した場合伝送容量
を考慮するとPSK変調方式が有利であるが、本発明はPSK
とFSKのいずれを用いたダイバーシティ受信方式にも使
用可能であつて両方式について説明する。ただし変調方
式の詳細は後に説明する。第2図中の23は同一データを
同時に複数の無線周波で送信するための分配器で、MOD2
2からのPSKまたはFSKアナログ変調信号をTX1〜TXnの各
送信機に分配する。TX1〜TXnはそれぞれ1〜nの1波
にセットされた送信機である。なお送信機毎の送信アン
テナにはコニカル,インバーテッドコーン,回転ログペ
リアンテナなどが使用される。(受信局A1〜Anはたとえ
ば船舶,航空機,陸上の列車,車輌なども対象とな
る。) 第3図は第1図中の移動局A1〜Anそれぞれの受信装置の
構成図である。たゞし受信装置の詳細については第8図
によつて後に説明する。第3図においてRX1,RX2は受信
機で、通常は2台の受信機を用い、それぞれの入力を供
給するアンテナをある間隔だけ離して設け、入力電波の
伝搬経路と入射偏波面の相異を利用したスペースと偏波
面入射角による2系統ダイバーシティ受信方式を採用す
る。31と32は復調器で、それぞれ受信機RX1,RX2よりの
低周波信号出力を2進のディジタル信号に変換出力す
る。本発明ではPSKまたはFSKの復調器が使用されるが、
ここではPSK復調の場合を説明する。さてこのように2
系統の受信入力に対する各復調器の出力は常時その系統
のS/N(信号対雑音比)が測定され、ビット単位にS/Nの
良い方が選択される。すなわち35はビット単位のS/Nを
比較するS/N比較器で、データ受信中は常時両系統の復
調出力のS/Nを比較し、その結果S/Nの良好な系のデータ
出力のみを切替器34を制御して送出し、受信端末36(た
とえばパンチャ,タイプライタ,コンピュータ等)へ送
り込む。
1は送信端末でたとえばコンピュータ,テレビタイプラ
イタ等の端末が使用され、2進符号のディジタル信号が
変調器(MOD)22に出力される。この変調器22はディジ
タル符号入力を無線回線で伝送するための変調器で、特
に短波回線のような電離層伝搬による遠距離のデータ伝
送では、伝送帯域内に複数のサブチャネルを配列した周
波数分割多重(FDM:Frequency Division Multiplex)
によるPSK(位相偏移キーイング)またはFSK(周波数偏
移キーイング)変調方式が使用できる。また短波回線で
はサブチャネル当りのシンボルレートは100〜150BPSが
限度であり、また同じ回線品質を想定した場合伝送容量
を考慮するとPSK変調方式が有利であるが、本発明はPSK
とFSKのいずれを用いたダイバーシティ受信方式にも使
用可能であつて両方式について説明する。ただし変調方
式の詳細は後に説明する。第2図中の23は同一データを
同時に複数の無線周波で送信するための分配器で、MOD2
2からのPSKまたはFSKアナログ変調信号をTX1〜TXnの各
送信機に分配する。TX1〜TXnはそれぞれ1〜nの1波
にセットされた送信機である。なお送信機毎の送信アン
テナにはコニカル,インバーテッドコーン,回転ログペ
リアンテナなどが使用される。(受信局A1〜Anはたとえ
ば船舶,航空機,陸上の列車,車輌なども対象とな
る。) 第3図は第1図中の移動局A1〜Anそれぞれの受信装置の
構成図である。たゞし受信装置の詳細については第8図
によつて後に説明する。第3図においてRX1,RX2は受信
機で、通常は2台の受信機を用い、それぞれの入力を供
給するアンテナをある間隔だけ離して設け、入力電波の
伝搬経路と入射偏波面の相異を利用したスペースと偏波
面入射角による2系統ダイバーシティ受信方式を採用す
る。31と32は復調器で、それぞれ受信機RX1,RX2よりの
低周波信号出力を2進のディジタル信号に変換出力す
る。本発明ではPSKまたはFSKの復調器が使用されるが、
ここではPSK復調の場合を説明する。さてこのように2
系統の受信入力に対する各復調器の出力は常時その系統
のS/N(信号対雑音比)が測定され、ビット単位にS/Nの
良い方が選択される。すなわち35はビット単位のS/Nを
比較するS/N比較器で、データ受信中は常時両系統の復
調出力のS/Nを比較し、その結果S/Nの良好な系のデータ
出力のみを切替器34を制御して送出し、受信端末36(た
とえばパンチャ,タイプライタ,コンピュータ等)へ送
り込む。
第4図はHF回線に使用される変調信号のスペクトラムで
あつて、伝送帯域△(たとえば3kHz)内に10,
11,12,……n-1,nの複数サブチャネルを周波数
軸上に配列し、サブチャネル別に同一または異なるデー
タによるPSKまたはFSKの変調波を作り出す。これらの変
調波の構成と受信復調の方法を次に説明する。
あつて、伝送帯域△(たとえば3kHz)内に10,
11,12,……n-1,nの複数サブチャネルを周波数
軸上に配列し、サブチャネル別に同一または異なるデー
タによるPSKまたはFSKの変調波を作り出す。これらの変
調波の構成と受信復調の方法を次に説明する。
〔1〕PSK変調の場合(第5図〜第11図) 第5図はこのサブチャネル中の1チャネルの2相PSK変
調信号波作成のタイムチャートを示すもので、番号(1)
は搬送波、(2)は送信の際に送信端末より出力されるデ
ィジタル符号で、この例は010110……という2進符号と
する。この変調では(2)が前と同じ符号が続く(たとえ
ば11または00)場合には、(3)に示すように符号の変
り目で搬送波の位相は変化しないが、前ビットと符号が
異る(0→1または1→0)場合には、位相がπラジア
ンだけ進んだり遅れたりする。(3)の波形中A,B,
C,Eの各点では位相がπラジアン変化し、D点では位
相変化はない。
調信号波作成のタイムチャートを示すもので、番号(1)
は搬送波、(2)は送信の際に送信端末より出力されるデ
ィジタル符号で、この例は010110……という2進符号と
する。この変調では(2)が前と同じ符号が続く(たとえ
ば11または00)場合には、(3)に示すように符号の変
り目で搬送波の位相は変化しないが、前ビットと符号が
異る(0→1または1→0)場合には、位相がπラジア
ンだけ進んだり遅れたりする。(3)の波形中A,B,
C,Eの各点では位相がπラジアン変化し、D点では位
相変化はない。
第6図は受信側の復調(検波)器の位相変化θ対電圧出
力V特性で、このような特性によつて1,0のディジタ
ル信号(2)を検出することができる。
力V特性で、このような特性によつて1,0のディジタ
ル信号(2)を検出することができる。
第7図は4相PSK変調回路の構成例図で、2相PSKの場合
の変調入力符号の変化に対する位相変化は0とπである
が、4相PSKではπ/2刻みで位相が変化する。図中の71
は搬送波の発振器、72は信号の2方向分配器、73はレベ
ル調整用の減衰器で、その出力L1は第7図(2)のベクト
ルL1となる。75はπ/2だけ位相を遅らせるためのπ/2移
相器で、その出力L2は第7図(2)のベクトルL2で表わさ
れ、L1とL2は位相がπ/2だけ異なつている。74と76は位
相変調器で、端末装置からのディジタル信号AとBにそ
れぞれ応じて第5図で説明した0,πの位相変化を行
う。この74,76それぞれの2相PSK波出力を混合器77で
合成すると、4相PSK波が得られることは以下に説明す
るが、4相PSKはこのように1つのサブチャネルにA,
B各1チャネルずつのディジタル信号による変調を行う
ことができるので、2相PSKの2倍の伝送容量を持つこ
とになる。このためFDM(周波数分割多重)方式の4相P
SKでは1チャネル当りのシンボルレートが75BPSで、た
とえばサブチャネル数を16とすれば伝送速度は75×2×
16=2400BPSとなる。
の変調入力符号の変化に対する位相変化は0とπである
が、4相PSKではπ/2刻みで位相が変化する。図中の71
は搬送波の発振器、72は信号の2方向分配器、73はレベ
ル調整用の減衰器で、その出力L1は第7図(2)のベクト
ルL1となる。75はπ/2だけ位相を遅らせるためのπ/2移
相器で、その出力L2は第7図(2)のベクトルL2で表わさ
れ、L1とL2は位相がπ/2だけ異なつている。74と76は位
相変調器で、端末装置からのディジタル信号AとBにそ
れぞれ応じて第5図で説明した0,πの位相変化を行
う。この74,76それぞれの2相PSK波出力を混合器77で
合成すると、4相PSK波が得られることは以下に説明す
るが、4相PSKはこのように1つのサブチャネルにA,
B各1チャネルずつのディジタル信号による変調を行う
ことができるので、2相PSKの2倍の伝送容量を持つこ
とになる。このためFDM(周波数分割多重)方式の4相P
SKでは1チャネル当りのシンボルレートが75BPSで、た
とえばサブチャネル数を16とすれば伝送速度は75×2×
16=2400BPSとなる。
ここで4相PSKの変調信号が混合器77で発生することを
第7図(3)〜(6)によつて説明する。たとえば74と76への
変調入力信号を次のように仮定すると Aチャネル 0101……… Bチャネル 0011………… A,Bが共に“0”の場合にはAチャネルの変調波ベク
トルをOP1、Bチャネルの変調波ベクトルをOP2としてこ
れを合成すると第7図(3)のOP01のようになる。次にA
が1、Bが0の場合にはAチャネルだけ0→1の変化が
あつたので、P1のみがπだけ位相が進み合成ベクトルは
第7図(4)のようにOP02となる。第7図(5)はAが0、B
が1の場合でP1は(3)と同じでP2のみ位相がπだけ進む
から合成変調波ベクトルはOP03となる。同様に第7図
(6)はA,B共に“1”の場合で(5)に比べてP1のみさら
に位相がπだけ進むから合成変調波ベクトルはOP04とな
る。このようにサブチャネルの1チャネル当り第7図
(1)のような回路を用いて4相PSK波を作り、これをサブ
チャネルの数だけ設備すればHF回線用の高速の変調器が
得られる。
第7図(3)〜(6)によつて説明する。たとえば74と76への
変調入力信号を次のように仮定すると Aチャネル 0101……… Bチャネル 0011………… A,Bが共に“0”の場合にはAチャネルの変調波ベク
トルをOP1、Bチャネルの変調波ベクトルをOP2としてこ
れを合成すると第7図(3)のOP01のようになる。次にA
が1、Bが0の場合にはAチャネルだけ0→1の変化が
あつたので、P1のみがπだけ位相が進み合成ベクトルは
第7図(4)のようにOP02となる。第7図(5)はAが0、B
が1の場合でP1は(3)と同じでP2のみ位相がπだけ進む
から合成変調波ベクトルはOP03となる。同様に第7図
(6)はA,B共に“1”の場合で(5)に比べてP1のみさら
に位相がπだけ進むから合成変調波ベクトルはOP04とな
る。このようにサブチャネルの1チャネル当り第7図
(1)のような回路を用いて4相PSK波を作り、これをサブ
チャネルの数だけ設備すればHF回線用の高速の変調器が
得られる。
次に4相PSK波に対する受信側回路について説明する。
第8図はFDMの4相PSK波を2受信系によるダイバーシテ
ィ方式にて受信して端末装置へデータを出力するまでの
受信回路の構成例図である。図中のPX1とPX2は各受信系
の受信機、81,82は分配器で、各受信系について受信機
よりの出力をサブチャネル別に分配するための帯域フィ
ルタ群を含んでいて、チャネルは各受信系毎にCH1〜CH
n,CH21〜CH2nの復調回路より成るものとする。以下に
はこのサブチャネルの1つについて説明する。なおCH1
において85〜89および810を含む部分は入力データの遅
延検波回路を形成する回路である。
第8図はFDMの4相PSK波を2受信系によるダイバーシテ
ィ方式にて受信して端末装置へデータを出力するまでの
受信回路の構成例図である。図中のPX1とPX2は各受信系
の受信機、81,82は分配器で、各受信系について受信機
よりの出力をサブチャネル別に分配するための帯域フィ
ルタ群を含んでいて、チャネルは各受信系毎にCH1〜CH
n,CH21〜CH2nの復調回路より成るものとする。以下に
はこのサブチャネルの1つについて説明する。なおCH1
において85〜89および810を含む部分は入力データの遅
延検波回路を形成する回路である。
いま4相PSK波のサブチャネル1チャネルのPSK波を E=Acos(ωt+i) ………(1−1) とする。4相の場合には となる。ただしniは2系統A,B両チャネルの変調用PC
M符号のi番目の符号2つの組合わせによつて決まる4
値符号すなわちni=0,1,2,3である。従つて(1
−2)式におけるi-1は そこでPSK波Eおよび1符号(ビット)分遅延されたPSK
波(Edとする)は のようになる。(1−5)のEdは第8図の遅延回路87の
出力に当り、遅延量τ=T(Tは1ビットの時間)とな
り1ビット分である。さらにEを2分し一方の位相をπ
/2遅らせるとその出力Epは次式で表わされ{∵cos(θ
−π/2)=sinθ} 第8図のπ/2移相器85の出力の波形がこの式で表わされ
る。またEdの波形をπ/4移相器88でπ/4遅らせるとその
出力E′dは次式で表わされる。
M符号のi番目の符号2つの組合わせによつて決まる4
値符号すなわちni=0,1,2,3である。従つて(1
−2)式におけるi-1は そこでPSK波Eおよび1符号(ビット)分遅延されたPSK
波(Edとする)は のようになる。(1−5)のEdは第8図の遅延回路87の
出力に当り、遅延量τ=T(Tは1ビットの時間)とな
り1ビット分である。さらにEを2分し一方の位相をπ
/2遅らせるとその出力Epは次式で表わされ{∵cos(θ
−π/2)=sinθ} 第8図のπ/2移相器85の出力の波形がこの式で表わされ
る。またEdの波形をπ/4移相器88でπ/4遅らせるとその
出力E′dは次式で表わされる。
次にE′dを2分しそのそれぞれとEおよびEpとを89と81
0の乗積回路に入力させてそれぞれ直流分を取り出す
が、89と810の出力R1とR2は次のようになる。
0の乗積回路に入力させてそれぞれ直流分を取り出す
が、89と810の出力R1とR2は次のようになる。
ここでni-1およびniは4進数(0,1,2,3)である
からni−ni-1は−3,−2,−1,0,1,2,3の値
をとる。86はレベル調整用の減衰器で、π/2移相器85と
同一の減衰量を持つている。これらによる位相ni,ni-1
の各値に対するR1,R2を計算すると次の表のようにな
る。ただし とする。(1−8),(1−9)は遅延検波の場合の位
相と検波出力を表わすものである。
からni−ni-1は−3,−2,−1,0,1,2,3の値
をとる。86はレベル調整用の減衰器で、π/2移相器85と
同一の減衰量を持つている。これらによる位相ni,ni-1
の各値に対するR1,R2を計算すると次の表のようにな
る。ただし とする。(1−8),(1−9)は遅延検波の場合の位
相と検波出力を表わすものである。
さてni−ni-1は4進数で前記のような値をとるから、−
3,−2,−1はそれぞれ括弧内に示した1,2,3の
ように読み替えることができる。またR1,R2が−1のと
きは1、1のときは0と読み替えればR1,R2は0,1の
2進符号で表わした形となり、89,810の出力として遅
延検波後の出力が得られる。
3,−2,−1はそれぞれ括弧内に示した1,2,3の
ように読み替えることができる。またR1,R2が−1のと
きは1、1のときは0と読み替えればR1,R2は0,1の
2進符号で表わした形となり、89,810の出力として遅
延検波後の出力が得られる。
89,810以後の回路は遅延検波出力を符号処理する部分
であつて、811,814は直流増幅器、812,815は積分器、
813,816はサンプリング回路、817は前記R1,R22系統
によるサンプリング回路出力を切替えて1つの連続信号
として出力するための切替回路1である。
であつて、811,814は直流増幅器、812,815は積分器、
813,816はサンプリング回路、817は前記R1,R22系統
によるサンプリング回路出力を切替えて1つの連続信号
として出力するための切替回路1である。
第9図は811〜817の回路の各部波形図で、図中の(1)と
(2)は2つの受信系のRX1とRX2で同時にそれぞれ受信し
たサブチャネルの1つの89に相当する乗積回路の出力波
形を示し、1ビット長をTとすればサブチャネル当りの
シンボルレートが75BPSの場合T=1/7513.3msとな
る。(3)はRX1の積分器812の出力波形、(4)は818のS/N回
路で、89よりのR1と810よりのR2のたとえばS+Nを比
較し、レベルの高いS/N信号を取出し、積分回路819で積
分した後の波形である。また(7),(8)はRX2系の同じ積
分器812,819の出力波形である。この積分時間および
(3)の積分結果よりデータの1,0をサンプルトリガす
るクロックについてはRX1,RX2の受信系毎にビット単位
に同期がとれていることが本発明の重要事項である。す
なわち(5)はクロック(CKと略記)1のクエンチパル
スで、1ビット当りの積分時間を決定し、(6)はCK2のサ
ンプルパルスで、1ビット毎に1,0またはS/Nを判定
する。なおRX2系ではCK1はCK21,CK2はCK22に相当す
る。
(2)は2つの受信系のRX1とRX2で同時にそれぞれ受信し
たサブチャネルの1つの89に相当する乗積回路の出力波
形を示し、1ビット長をTとすればサブチャネル当りの
シンボルレートが75BPSの場合T=1/7513.3msとな
る。(3)はRX1の積分器812の出力波形、(4)は818のS/N回
路で、89よりのR1と810よりのR2のたとえばS+Nを比
較し、レベルの高いS/N信号を取出し、積分回路819で積
分した後の波形である。また(7),(8)はRX2系の同じ積
分器812,819の出力波形である。この積分時間および
(3)の積分結果よりデータの1,0をサンプルトリガす
るクロックについてはRX1,RX2の受信系毎にビット単位
に同期がとれていることが本発明の重要事項である。す
なわち(5)はクロック(CKと略記)1のクエンチパル
スで、1ビット当りの積分時間を決定し、(6)はCK2のサ
ンプルパルスで、1ビット毎に1,0またはS/Nを判定
する。なおRX2系ではCK1はCK21,CK2はCK22に相当す
る。
受信系のS/N判定はサブチャネルが1つの場合にはS/N判
定に用いたチャネルと信号チャネルとは一致するが、サ
ブチャネルが複数の場合にはその1チャネルをS/N判定
に選んで全体のS/Nを判定し、ダイバーシティの信号選
択切替を行う。第8図の例ではCH1とCH21すなわち受信
系毎に1サブチャネルを用いてS/N判定を行つている。
(9)は817の切替回路1から取出されたR1系すなわち811
−812−813系のサンプル信号波形で、切替回路817はR1
系とR2系のサンプル信号を交互に切替出力することにな
る。(9)の波形を微分回路821に入力するとその出力は(1
0)に示すような変換点パルス1となる。
定に用いたチャネルと信号チャネルとは一致するが、サ
ブチャネルが複数の場合にはその1チャネルをS/N判定
に選んで全体のS/Nを判定し、ダイバーシティの信号選
択切替を行う。第8図の例ではCH1とCH21すなわち受信
系毎に1サブチャネルを用いてS/N判定を行つている。
(9)は817の切替回路1から取出されたR1系すなわち811
−812−813系のサンプル信号波形で、切替回路817はR1
系とR2系のサンプル信号を交互に切替出力することにな
る。(9)の波形を微分回路821に入力するとその出力は(1
0)に示すような変換点パルス1となる。
この変換点パルス1によつて水晶発振器826,分周器82
7,タイミング発生回路828を動作させ、クロツクCK1,C
K2,CK21,CK22のタイミングを作り出す。すなわち受信
した検波出力ディジタル信号よりビットの変換点を抽出
し、第9図(5),(6)のクエンチパルスCK1とサンプリン
グパルスCK2の位相補正を常時RX1,RX2の受信系毎に実
施するもので、第8図のCK1,CK2,CK21,CK22がこれに
相当する。RX1とRX2のどちらのビットを採用するかは両
受信系のS/N比較回路830で判定し、その結果の切替選択
信号にてビット毎に切替回路831を動作させ、どちらか
の受信系の信号を出力させる。これをさらに詳しく次に
説明する。
7,タイミング発生回路828を動作させ、クロツクCK1,C
K2,CK21,CK22のタイミングを作り出す。すなわち受信
した検波出力ディジタル信号よりビットの変換点を抽出
し、第9図(5),(6)のクエンチパルスCK1とサンプリン
グパルスCK2の位相補正を常時RX1,RX2の受信系毎に実
施するもので、第8図のCK1,CK2,CK21,CK22がこれに
相当する。RX1とRX2のどちらのビットを採用するかは両
受信系のS/N比較回路830で判定し、その結果の切替選択
信号にてビット毎に切替回路831を動作させ、どちらか
の受信系の信号を出力させる。これをさらに詳しく次に
説明する。
第9図の(4)と(8)で示した各受信系のS/N積分出力より
サンプリングクロックのタイミングでレベルをサンプリ
ング回路(第8図の820)より出力させ、S/N比較回路83
0で比較判定し、その良好な方の受信系の出力を切替器8
31よりの出力とするための切替信号を切替器831に送
る。また微分回路(821)よりの変換点パルスによるク
ロック系の位相修正も、ビット毎にS/Nの良好な系によ
つてビット同期が行われるように、切替回路829におい
てS/N良好な系の信号(830の出力)によつて行われる。
通常4相PSK波のS/N判定を行う場合には、第7図の(3)
〜(6)に示したように符号によつて信号のベクトルがOP
01,OP02,OP03,OP04のように異るので、S/Nが良い場
合には少くとも第10図に示すように、各OPベクトルの周
辺破線の範囲内が信号成分のベクトルと考え、それ以外
は混信または外来雑音による雑音成分である。すなわち
R1,R2それぞれの系の遅延検波出力を第6図のような位
相角対電圧特性を用いて、S/N回路818において信号成分
と雑音成分の差をS/N成分として取出し、これを積分器8
19で1ビットずつ積分し前記第9図の(4),(8)のような
S/N信号の積分出力が得られる。
サンプリングクロックのタイミングでレベルをサンプリ
ング回路(第8図の820)より出力させ、S/N比較回路83
0で比較判定し、その良好な方の受信系の出力を切替器8
31よりの出力とするための切替信号を切替器831に送
る。また微分回路(821)よりの変換点パルスによるク
ロック系の位相修正も、ビット毎にS/Nの良好な系によ
つてビット同期が行われるように、切替回路829におい
てS/N良好な系の信号(830の出力)によつて行われる。
通常4相PSK波のS/N判定を行う場合には、第7図の(3)
〜(6)に示したように符号によつて信号のベクトルがOP
01,OP02,OP03,OP04のように異るので、S/Nが良い場
合には少くとも第10図に示すように、各OPベクトルの周
辺破線の範囲内が信号成分のベクトルと考え、それ以外
は混信または外来雑音による雑音成分である。すなわち
R1,R2それぞれの系の遅延検波出力を第6図のような位
相角対電圧特性を用いて、S/N回路818において信号成分
と雑音成分の差をS/N成分として取出し、これを積分器8
19で1ビットずつ積分し前記第9図の(4),(8)のような
S/N信号の積分出力が得られる。
83と84は受信系RX1,RX2それぞれの受信した各サブチャ
ネル信号を1ビットずつ並列に入力し、文字同期,誤り
訂正処理などを行う符号処理回路であつて、この出力は
切替器B831に入力し、前記比較回路830よりのS/N判定
信号によつて常にビット単位のダイバーシティ処理によ
るディジタル信号を出力させることができる。
ネル信号を1ビットずつ並列に入力し、文字同期,誤り
訂正処理などを行う符号処理回路であつて、この出力は
切替器B831に入力し、前記比較回路830よりのS/N判定
信号によつて常にビット単位のダイバーシティ処理によ
るディジタル信号を出力させることができる。
〔2〕FSK変調の場合(第11図,第12図) 第11図はFSK変調波の1チャネル当りの信号スペクトラ
ムで、縦軸はレベルの高さを表わし、01mはマーク周
波数、01sはスペース周波数である。入力される2進
ディジタル信号によつて変調器はマーク,スペースの周
波に切替えて変調信号を作り出す。01は01mと01s
の中心周波数である。受信側のS/Nが悪化すれば01mと
01s共通の雑音領域にある01成分が増加し、スペク
トラムは第11図の(1)から(2)のように変化する。従つて
受信側ではS/Nの判定に01mと01sの成分(S)と01成
分(N)の差をS/Nとして用いる。
ムで、縦軸はレベルの高さを表わし、01mはマーク周
波数、01sはスペース周波数である。入力される2進
ディジタル信号によつて変調器はマーク,スペースの周
波に切替えて変調信号を作り出す。01は01mと01s
の中心周波数である。受信側のS/Nが悪化すれば01mと
01s共通の雑音領域にある01成分が増加し、スペク
トラムは第11図の(1)から(2)のように変化する。従つて
受信側ではS/Nの判定に01mと01sの成分(S)と01成
分(N)の差をS/Nとして用いる。
第12図はFSK変調波の受信側装置の構成例図で、PSKの場
合の第8図に対応するものである。図中のRX1,RX2およ
びそれぞれのアンテナは第8図と同様の2つの受信系を
構成している。121,122は各受信系にて受信復調された
サブチャネル信号をチャネル別に分配する分配器で、チ
ャネル別帯域フィルタで構成される。この出力はRX1受
信系ではCH1からCHnまでのサブチャネル、RX2受信系で
はCH21からCH2nまでのサブチャネルにそれぞれ分けられ
るが、まずそのうちのチャネルCH1について説明する。1
25は共通増幅器、126,127,128はそれぞれマーク周波
数,中心周波数,スペース周波数を取り出す帯域フィル
タである。通常3kHz帯域の中に16チャネル程度のFSKサ
ブチャネルを配列する場合には、一例として中心周波数
を0として0を中心に±45.5Hzのシフト幅で約110Hz
間隔にて第4図のようなサブチャネル配列を行うので、
これらの帯域フィルタの帯域幅Δは約±10Hz程度にと
る。129,130,131は増幅器、132,133,134はダイオー
ド検波器で、ここで入力は直流成分に変換され、それぞ
れマーク信号,中心周波数成分,スペース信号の検波出
力が得られる。135は差動増幅器で、マーク,スペース
信号成分を取り出すと増幅器138を経て積分器139に送ら
れ、ここで信号成分を1ビットずつ積分する。140はサ
ンプリング回路1で、積分器139から信号を取り出す役
目をもつている。また136はマーク,スペース両信号の
加算器で、この加算器出力(信号成分)と中心周波数の
検波出力(雑音成分)との差を加算器137でとり、これ
をS/N信号成分として増幅器141にて増幅後、積分器142
にて1ビットずつのS/N信号を積分し、143のサンプリン
グ回路2によつてS/N成分を取り出す。145は比較回路
で、143よりのRX1受信系の(CH1の)S/N成分と、RX2受
信系の(たとえばCH21の)S/N成分を比較し、良い方の
受信系を選択する。その結果によつて147の切替器2がS
/Nの良い方の受信系の信号を出力信号として出力させる
ことは第8図の場合と同様である。
合の第8図に対応するものである。図中のRX1,RX2およ
びそれぞれのアンテナは第8図と同様の2つの受信系を
構成している。121,122は各受信系にて受信復調された
サブチャネル信号をチャネル別に分配する分配器で、チ
ャネル別帯域フィルタで構成される。この出力はRX1受
信系ではCH1からCHnまでのサブチャネル、RX2受信系で
はCH21からCH2nまでのサブチャネルにそれぞれ分けられ
るが、まずそのうちのチャネルCH1について説明する。1
25は共通増幅器、126,127,128はそれぞれマーク周波
数,中心周波数,スペース周波数を取り出す帯域フィル
タである。通常3kHz帯域の中に16チャネル程度のFSKサ
ブチャネルを配列する場合には、一例として中心周波数
を0として0を中心に±45.5Hzのシフト幅で約110Hz
間隔にて第4図のようなサブチャネル配列を行うので、
これらの帯域フィルタの帯域幅Δは約±10Hz程度にと
る。129,130,131は増幅器、132,133,134はダイオー
ド検波器で、ここで入力は直流成分に変換され、それぞ
れマーク信号,中心周波数成分,スペース信号の検波出
力が得られる。135は差動増幅器で、マーク,スペース
信号成分を取り出すと増幅器138を経て積分器139に送ら
れ、ここで信号成分を1ビットずつ積分する。140はサ
ンプリング回路1で、積分器139から信号を取り出す役
目をもつている。また136はマーク,スペース両信号の
加算器で、この加算器出力(信号成分)と中心周波数の
検波出力(雑音成分)との差を加算器137でとり、これ
をS/N信号成分として増幅器141にて増幅後、積分器142
にて1ビットずつのS/N信号を積分し、143のサンプリン
グ回路2によつてS/N成分を取り出す。145は比較回路
で、143よりのRX1受信系の(CH1の)S/N成分と、RX2受
信系の(たとえばCH21の)S/N成分を比較し、良い方の
受信系を選択する。その結果によつて147の切替器2がS
/Nの良い方の受信系の信号を出力信号として出力させる
ことは第8図の場合と同様である。
このようにFSK変調の場合もダイオード検波後の符号処
理はPSK変調の場合と同様で、第9図のタイムチャート
と全く同じタイミングとなる。すなわちクロックCK1,C
K21のクエンチパルス、CK2,CK22のサンプリング回路用
の位相タイミングは第9図のタイムチャートの(5),(6)
と同じである。サンプリング回路143の出力を微分回路1
44に入力させ、その出力である変換点パルス1は切替回
路151に送られる。148は水晶発振器、149は分周器、150
はタイミング発生回路でこれらの動作は第8図の場合と
全く同じである。切替回路151はビット単位にS/Nの良好
な受信系のタイミングに切替えるためにあることも同様
である。また123と124はそれぞれRX1,RX2の受信系の各
サブチャネルのサンプリング出力を並列に入力させ、こ
れを並直列変換や誤り訂正などの符号処理を行うための
符号処理回路で、各サブチャネルの符号は1ビットずつ
が切替回路147に送られ、ここで選択されれば受信端末
装置へ送出される。
理はPSK変調の場合と同様で、第9図のタイムチャート
と全く同じタイミングとなる。すなわちクロックCK1,C
K21のクエンチパルス、CK2,CK22のサンプリング回路用
の位相タイミングは第9図のタイムチャートの(5),(6)
と同じである。サンプリング回路143の出力を微分回路1
44に入力させ、その出力である変換点パルス1は切替回
路151に送られる。148は水晶発振器、149は分周器、150
はタイミング発生回路でこれらの動作は第8図の場合と
全く同じである。切替回路151はビット単位にS/Nの良好
な受信系のタイミングに切替えるためにあることも同様
である。また123と124はそれぞれRX1,RX2の受信系の各
サブチャネルのサンプリング出力を並列に入力させ、こ
れを並直列変換や誤り訂正などの符号処理を行うための
符号処理回路で、各サブチャネルの符号は1ビットずつ
が切替回路147に送られ、ここで選択されれば受信端末
装置へ送出される。
第13図は本発明を実施した場合のデータ送受信のタイム
チャートで、特に放送形式の場合を示し、(1),(2)は送
信側、(3)は受信側である。(1)は送信機のオンエア(ON
−AIR)の状態を示し、(2)は送信データである。すなわ
ち送信開始時には同期信号(SYNC)を送信するが、この
同期信号は2n−1(nは1以上の整数)個よりなるM系
列コードよりなり、これに続いてデータ(DATA)を送信
する。データの終了時には終了コード(END)を送信す
るが、これもM系列コードにて構成される。(3)は受信
データ出力を示しているが、たとえば受信途中の1,
2,……11のうち1はRX1、2はRX2、3,4はRX1の各
受信系より受信したデータというように、ビット単位に
S/N選択により出力されたものである。このように偏波
面・スペースダイバーシティ受信方式により得られたサ
ブチャネル中の1チャネルの受信データを用い、そのビ
ット単位にてS/Nを判定し、2系統の受信出力中S/Nの良
い方を選択出力させる本発明方式は良好な通信品質を常
に保つことが出来る。
チャートで、特に放送形式の場合を示し、(1),(2)は送
信側、(3)は受信側である。(1)は送信機のオンエア(ON
−AIR)の状態を示し、(2)は送信データである。すなわ
ち送信開始時には同期信号(SYNC)を送信するが、この
同期信号は2n−1(nは1以上の整数)個よりなるM系
列コードよりなり、これに続いてデータ(DATA)を送信
する。データの終了時には終了コード(END)を送信す
るが、これもM系列コードにて構成される。(3)は受信
データ出力を示しているが、たとえば受信途中の1,
2,……11のうち1はRX1、2はRX2、3,4はRX1の各
受信系より受信したデータというように、ビット単位に
S/N選択により出力されたものである。このように偏波
面・スペースダイバーシティ受信方式により得られたサ
ブチャネル中の1チャネルの受信データを用い、そのビ
ット単位にてS/Nを判定し、2系統の受信出力中S/Nの良
い方を選択出力させる本発明方式は良好な通信品質を常
に保つことが出来る。
(発明の効果) 本発明によれば特に移動速度の早い航空機あるいは遠距
離に散在する船舶を含む移動体が固定局よりの一方的に
連続して複数の周波数で送信されるデータを受信する際
に最小の受信設備で良品質の無線伝送回線を構成するこ
とが可能であり、また従来より時々刻々通信状態が変化
し連続して良好な受信が困難であつた無線回線の受信品
質を大幅に改善すること,送受信設備を簡単にするこ
と,伝送効率を改善したこと等は本発明の著しい効果で
ある。
離に散在する船舶を含む移動体が固定局よりの一方的に
連続して複数の周波数で送信されるデータを受信する際
に最小の受信設備で良品質の無線伝送回線を構成するこ
とが可能であり、また従来より時々刻々通信状態が変化
し連続して良好な受信が困難であつた無線回線の受信品
質を大幅に改善すること,送受信設備を簡単にするこ
と,伝送効率を改善したこと等は本発明の著しい効果で
ある。
第1図は本発明を実施した通信系統図、第2図は第1図
中の固定局の送信系構成例図、第3図は移動局のダイバ
ーシティ受信装置の構成例概要図、第4図はHF回線に用
いられている変調信号スペクトラムの一例図、第5図は
第4図に示すサブチャネル中の1チャネルの2相PSK変
調信号波作成のタイムチャート、第6図はPSK復調器の
位相変化と出力電圧の関係図、第7図は4相PSK変調波
作成回路の構成例図とPSK信号発生の符号と変調ベクト
ルの関係図、第8図は第3図の受信装置のさらに詳細な
回路構成例図、第9図は第8図の一部の各部分の波形
図、第10図は4相PSK波の信号成分と雑音成分の比較を
示す図、第11図はFSK変調波の信号スペクトラムの2例
図、第12図はFSK変調波の受信側装置の構成例図、第13
図は本発明を実施したデータ送受信のタイムチャートで
ある。 A0……固定局、A1〜An……移動局、1〜n……送信周
波数、△……占有帯域幅、10〜1n……サブ周波
数、θ……位相、RX……受信機、TX……送信機、21……
送信端末、22……変調器、23……分配器、33,34……復
調器、35……S/N比較器、36……開閉回路、37……制御
回路、38……受信端末、71……搬送波発振器、72……分
配器、73……減衰器、74,76……変調器、75……π/2移
相器、77……混合器、81,82……分配器、83,84……符
号処理器、85……π/2移相器、86……減衰器、87……遅
延回路、88……π/4移相器、89,810……乗積回路、81
1,814……直流増幅器、812,815,819……積分器、81
3,816,820……サンプリング回路、817……切替器、81
8……S/N合成器、821……微分器、826……水晶発振器、
827……分周器、828……タイミング発生回路、829……
切替器、830……S/N切替器、831……切替器、832……受
信制御部、121,122……分配器、123,124……符号処理
器、125,129,130,131,138,141……増幅器、126,1
27,128……帯域波器、132,133,134……ダイオード
検波器、135……差動増幅器、136,137……加算器、13
9,142……積分器、140,143……サンプル回路、144,1
46……微分回路、145……比較回路、148……水晶発振
器、149……分周器、150……タイミング発生回路、151
……切替器。
中の固定局の送信系構成例図、第3図は移動局のダイバ
ーシティ受信装置の構成例概要図、第4図はHF回線に用
いられている変調信号スペクトラムの一例図、第5図は
第4図に示すサブチャネル中の1チャネルの2相PSK変
調信号波作成のタイムチャート、第6図はPSK復調器の
位相変化と出力電圧の関係図、第7図は4相PSK変調波
作成回路の構成例図とPSK信号発生の符号と変調ベクト
ルの関係図、第8図は第3図の受信装置のさらに詳細な
回路構成例図、第9図は第8図の一部の各部分の波形
図、第10図は4相PSK波の信号成分と雑音成分の比較を
示す図、第11図はFSK変調波の信号スペクトラムの2例
図、第12図はFSK変調波の受信側装置の構成例図、第13
図は本発明を実施したデータ送受信のタイムチャートで
ある。 A0……固定局、A1〜An……移動局、1〜n……送信周
波数、△……占有帯域幅、10〜1n……サブ周波
数、θ……位相、RX……受信機、TX……送信機、21……
送信端末、22……変調器、23……分配器、33,34……復
調器、35……S/N比較器、36……開閉回路、37……制御
回路、38……受信端末、71……搬送波発振器、72……分
配器、73……減衰器、74,76……変調器、75……π/2移
相器、77……混合器、81,82……分配器、83,84……符
号処理器、85……π/2移相器、86……減衰器、87……遅
延回路、88……π/4移相器、89,810……乗積回路、81
1,814……直流増幅器、812,815,819……積分器、81
3,816,820……サンプリング回路、817……切替器、81
8……S/N合成器、821……微分器、826……水晶発振器、
827……分周器、828……タイミング発生回路、829……
切替器、830……S/N切替器、831……切替器、832……受
信制御部、121,122……分配器、123,124……符号処理
器、125,129,130,131,138,141……増幅器、126,1
27,128……帯域波器、132,133,134……ダイオード
検波器、135……差動増幅器、136,137……加算器、13
9,142……積分器、140,143……サンプル回路、144,1
46……微分回路、145……比較回路、148……水晶発振
器、149……分周器、150……タイミング発生回路、151
……切替器。
Claims (1)
- 【請求項1】固定送信局と任意数の受信局間で放送形式
のディジタルデータ伝送を行い、固定送信局側より送信
波の伝送帯域内に複数のサブチャネルを配列してサブチ
ャネル毎にディジタルデータによつて変調された信号を
送出する場合に、各受信局は偏波面入射角・スペースダ
イバーシティによる2組のアンテナと受信部を設けた2
系統受信方式にて受信し、各受信系にてサブチャネル毎
に復調検波すると共に各受信系は前記複数サブチャネル
中の1チャネルについてその検波出力をビット単位にS
/N信号として取り出し、両受信系のS/N信号を常時比
較判定してビット単位にS/Nの良好な方の受信系のみを
選択しながら受信すると同時に、前記判定出力によりデ
ータビット抽出のタイミングクロックとS/N判定抽出ク
ロックとを同期させてデータおよびS/N情報を抽出し、
1つのタイミング回路で受信のビット同期抽出をS/Nの
良い方の位相タイミングに補正しながら受信させること
を特徴とするデータ信号受信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59237550A JPH0644750B2 (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | ディジタルデ−タ受信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59237550A JPH0644750B2 (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | ディジタルデ−タ受信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117936A JPS61117936A (ja) | 1986-06-05 |
| JPH0644750B2 true JPH0644750B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=17016990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59237550A Expired - Lifetime JPH0644750B2 (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | ディジタルデ−タ受信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644750B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5585154A (en) * | 1978-12-22 | 1980-06-26 | Fujitsu Ltd | Space diversity system in microwave line |
-
1984
- 1984-11-13 JP JP59237550A patent/JPH0644750B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61117936A (ja) | 1986-06-05 |
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