JPS5853810B2 - 引込み位相識別方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は４相ＰＳＫ変調信号を用いた時分割多重システ
ムにおいてコードワードを用いて再生搬送波の引込み位
相を識別する方式に関するものである。

４相ＰＳＫ変調力式においては、２チヤネルの２値信号
を第１図に示すごとき互に９０°の位相差を有する２つ
の搬送波ベクトルを用いて、４個のは芳志を有する位相
変調信号として伝送し、受信側（こおいては送信側と同
一の復調用搬送波を用いて位相検波を行うことによって
復調する。

この際、復調に用いる搬送波は入力位相変調信号から再
生されるのであるが、かＮる４相ＰＳＫ変調方式におけ
る搬送波再生における再生搬送波には、送信側搬送波ベ
クトルに対して４つの位相状態をとり得る位相不確定性
がある。

第２図は第１図に示した送信側ベクトルに対応して受信
側において再生される受信側搬送波ベクトルのとりうる
４つの状態“１”、“２″、“３°゛、“４”を示した
ものである。

第２図を第１図と対比することによって、受信側におけ
る再生搬送波の、４つの引込相“１：′“２“、１３′
′、“４”に対する、各チャネルにおける出力は送信側
ベクトルを基準として第１表に示すごとくになる。

か＼る再生搬送波の位相不確定性を除去するためには、
再生搬送波の引込み位相が上記４つの状態のいずれであ
るかを識別する必要がある。

従来、か＼る引込み位相識別を行うためには２つのチャ
ネルＩ、Ｑにそれぞれ個有のコードワードを割当てフレ
ームごとに送信し、受信側では復調後相関器を用いて伝
送されたコードワードとの相関を検出する方式が用いら
れていた。

第３図は従来の引込み位相識別回路の一例を示したもの
である。

人力４相ＰＳＫ変調信号は４相ＰＳＫ復調器１において
復調されて２つのチャネルＩ、Ｑに対応する２値信号を
生じる。

チャネル■およびＱの信号をそれぞれチャネルＩのコー
ドワードを有する相関器２，５およびチャネルＱのコー
ドワードを有する相関器３，４において相関の検定を行
い、相関器２における一致数信号ａと相関器３における
一致数信号すとの和を和回路６で求めた信号Ａ、相関器
４における一致数信号（と相関器５における不一致数信
号ｄとの和を和回路７で求めた信号Ａ２相関器２におけ
る不一致数信号ａと相関器３における不一致数信号すと
の和を和回路８で求めた信号Ａ３および相関器４におけ
る不一致数信号Ｃと相関器５における一致数信号ｄとの
和を和回路９で求めた信号Ａ４をそれぞれ求めると、信
号Ａｌ ｔｔ Ａ２ ｒ Ａ３ 、ｔ Ａ４はそれぞれ
第１表における状態“１°゛、“２″、“３””４”に
対応づけることができるので信号Ａ１＋Ａ２ 、 Ａ３
、 Ａｍをそれぞれしきい値回路１０゜１１．１２，
１３を通すことによって端子Ｂ□。

Ｂ２．Ｂ３．Ｂ４のいずれかに最も相関の大きい信号を
抽出すれば、その信号に対応する引込位相を知ることが
できる。

このように従来の引込み位相識別方式においては相関器
を４個使用しなければならす回路構成が複雑化する欠点
があった。

本発明の引込み位相識別方式は、２つのチャネルＩ、Ｑ
のコードワードを同一または互に相補にするとともに、
各チャネルＩ、Ｑにそれぞれ１個の同一または互に相補
のコードワードを有する相関器を用い、各相関器からの
一致数および不一致数を示す４つの信号の相互の加算ま
たは減算によって生じた４つの信号から再生搬送波の４
つの引込み位相を識別するものであって、相関器が２個
で済むので引込み位相識別回路が簡略化されるとともに
送信側コードワード発生回路が簡略化され、さらに搬送
波再生およびクロック抽出が容易となる利点を有するも
のである。

以下、実施例について本発明の詳細な説明する。

まず初めに、２つの相関器からの４つの出力を力ロ算す
る場合について、符号長をｎとして説明する。

第４図は本発明の引込み位相識別方式の一実施例の構成
を示すブロック図、第５図は本発明の弓込み位相識別力
式における相関器の構成例を示す図、第６図は後述の関
数Ｅ １ （ｋ）の特性を一例を示す図、第７図は関数
Ｅ１（ｋ）、Ｂ２（ｌｋ）、Ｂ３（ｋ）、Ｂ４（ｋ）の
理論的最適値を示す図である。

第４図において１は４相ＰＳＫ復調器、６，７゜８．９
は和回路、１０，１１，１２．１３はしきい値回路、１
４．１５は相関器である。

また第５図において２１はｎ桁のシフトレジスタ、２２
−□。

２２−２．・・・、２２−ｎは一致検出回路、２３は一
致数計数回路、２４は不一致数計数回路である。

今、第５図の相関器１４において、受信され復調されて
シフトレジスタ２１に移された受信信号ベクトルを５−
（Ｓｌ、Ｂ２．・・・、Ｓｎ）、相関器内に記憶されて
いるコードワードベクトルをＣ＝（Ｃ１，Ｃ２゜・・・
、Ｃｎ）として、ベクトルＳとベクトルＣの一致を一致
検出回路２２−１，２１２．・・・、２２ 。

においてそれぞれの対応するビットごとに検出する。

各−数構出回路で検出された一致信号を一致数計数回路
１６で加算して一致数出力ａを得、また一致信号を不一
致数計数回路１７でカロ算して不一致数出力ａを得る。

ここで一致数出力ａと不一致数出力ａとの和はコードワ
ードの符号長ｎに等しいので、一方の出力から他方の出
力は直ちに求めることが出来る。

全く同様にして相関器１５においても一致数出力すと不
一致数出力すとを得る。

次に、第４図に示す実施例において次の各関数を定義す
る。

ζこでＣｉ、Ｃｑはそ２れぞれチャネル■、Ｑ用の相関
器に記載されているコードワードベクトル、Ｓｉ、Ｓｑ
は受信されてシフトレジスタ内にあるそれぞれチャネル
Ｉ、Ｑの受信信号ベクトル、（Ｃ２Ｓ）はベクトルＣと
ベクトルＳとの間の一致の数、ｎはコードワードの符号
長、ｋはベクトルＣとベクトルＳの相関のピークが得ら
れる時点をに＝０としてにシンボル後の時点を示すパラ
メータである。

ｋ＼Ｏの場合はＳｉ、Ｓｑにはコードワード以外に、他
のビットが含まれることになるが、便宜上これを無視し
て議論を進める。

今、チャネル■とチャネルＱのコードワードが同一とす
るとＣｑ＝Ｃｉであり、かつ受信信号に誤りのない場合
は５ｑ＝Ｓｉとなるので＜ｘ）、 （２） 、 （３）
。

（４）式はそれぞれ次のようになる。

第６図はコードワードの例としてチャネル■。

Ｑに２０ビツトのパターン（１１１１０００１００１１
０１０１１１１０）を用いた場合のｋに対する関数Ｅ□
（ｋ）の値を示したものである。

たたしコードワードの前にパターン（１０１０・・・・
・・１０）が先行しまたコードワードの後に続くビット
はランダムであるものとした。

第６図からみられるごとくに＝０においてＥ□（ｋ）＝
４０＝２ｎとなり最大の相関が得られている。

前述の４つの関数＜５） 、 （６） 、 （７） 、
（８）は自己相関および相互相関特性に優れたコード
ワードベクトルＣｉ、Ｃｑを選ぶことによってさらに理
論的最適値に近づけることができる。

第７図はこのような理論的最適値を示したものである。

同様にチャネル■とチャネルＱのコードワードが互に相
補の関係にある場合はＣｑ二Ｃｉであり、かつ誤りのな
い場合は５ｑ＝Ｃｉとなるので（Ｓ。

Ｃ）＝（Ｓ 、Ｃ）、（Ｓ、Ｃ）−（Ｓ 、Ｃ）なる関
係を用いて式（５） 、 （６） 、 （７） 、 （
８）と同じ関係を導くことができる。

第４図に示す実施例においては、入力４相ＰＳＫ変調信
号は４相ＰＳＫ復調回路１で復調されて２つのチャネル
Ｉ、Ｑに対応する２値信号を生じ、それぞれ相関器１４
．１５に導かれる。

相関器１４．１５は同一もしくは相補の関係にあるもの
であって、それぞれ一致数信号ａ、ｂおよび不一致数需
号ａ、ｂを出力する。

一致数信号ａ、ｂおよび不一致数信号ａ、ｂはそれぞれ
和回路６，７゜８．９において式（５） 、 （６）
、 （７） 、 （８）に従って加算されて出力Ａ１．
Ａ２．Ａ３．Ａ４をそれぞれ生じる。

上述の関係から出力Ａ□、 Ａ２ 、 Ａ３ 、 Ａ４
には各位相状態″′１”、′２”、″３′′、”４”に
対応して第２表のごとき出力を生じることが導かれる。

今、第４図におけるしきい値回路１０，１１゜１２．１
３は、しきい値を（２ｎ−１ε）としてそれ以上の入力
が加えられたときパルスを発生するものとする。

発生した誤りが、ε個以内であればしきい値回路１０，
１１，１２，１３にＢ１飼が入ったときに端子Ｂ、、Ｂ
２．Ｂ３．Ｂ４のうち対応するものにパルスが発生する
。

従って第２表から明らかなように端子Ｂｊからパルスが
発生したとき引込み位相は状態ｊであることが識別でき
る。

このようにして端子Ｂ１− Ｂ２ 、Ｂｓ 、 Ｂ４の
いずれからパルスが発生したかを知ることによって再生
された搬送波の引込み位相を識別できるので４相ＰＳＫ
復調回路１における復調用搬送波の位相を修正するかも
しくはすでに得られた２チヤネルの２値信号列を引込み
位相状態に応じてコード変換することによって、チャネ
ルＩ、Ｑの出力としてそれぞれ正しい復調信号を得るこ
とができる。

なお、第７図を参照して引込み位相を識別するために出
力Ｅ１ＶΦ代りに出力Ｅ３（ｋ）を利用できることも明
らかである。

この場合にはしきい値をεとして、しきい値回路ではそ
れ以下の入力に対してパルスを発生させる。

以上、２つの相関器からの４つの出力を加算することに
よって位相を識別する方式について一実施例を示したが
次にこの４つの出力を減算することによっても同様な効
果が得られることを示す。

第８図は、この場合の一実施例の構成を示すブロック図
であり記号については第４図における和回路６，７，８
．９が差回路２５．２６，２７゜２８に変ったことを除
いて第４図に関するものと同様である。

ここで、第８図に示す実施例において次の各関数を定義
する。

今、チャネル■とチャネルＱのコードワードのＳ同一と
するとＣｑ＝Ｃｉであり、かつ誤りのない場合にはＳｑ
二Ｓｉとなるので、（Ｃｉ、Ｓｉ）＋（Ｃｉ、５ｉ）＝
ｎなる関係を使えば（９）、（１０）。

（１１）、（１２）式はそれぞれ次のようになる。

（１３）、（１４）、（１５）、（１６）式は、それぞ
れ（５） 、 （６） 、 （７） 、 （８）式と比
較してみるとコードワード数ｎだけ小さいことがわかる
。

したがって第４図の和回路６，７，８，９を差回路２５
゜２６．２７．２８に変えた場合にはしきい値をｎだけ
小さいものにすることによって全く同様な効果が得られ
ることが明らかである。

なおｊ”の状態を端子Ｂｊと関連づけるために、ａ、ａ
、ｂｂからの結線が第４図と第８図で異なることに注意
する必要がある。

また和回路差回路を併用した場合にも、しきい値を適当
に設定すれば同様な効果を期待できる。

なお、端子Ｂ１． Ｂ２． Ｂ３． Ｂ４のいずれかか
ら発生するパルスはフレーム同期パルスとして利用でき
ることは言うまでもない。

以上説明したように本発明の引込み位相識別方式によれ
ば、同一内容を有する相関器２個を用いて４相ＰＳＫ復
調回路における再生搬送波の引込み位相識別を行うこと
ができ、回路構成が大幅に簡略化される。

さらに送信側におけるコードワード発生回路も簡略化で
きる。

またコードワードが同一となることによって受信側にお
ける搬送波再生とクロック抽出が容易となる利点をも有
する。

本発明の引込み位相識別方式は４相ＰＳＫ変調方式によ
る通信システムにおいて一搬的に利用することができる
。

【図面の簡単な説明】 第１図は４相ＰＳＫ変調力式における搬送波ベクトルを
示す図、第２図は再生搬送波の位相状態を示す図、第３
図は従来の引込み位相識別回路を示す図、第４図は本発
明の引込み位相識別力式の一実施例の構成を示すブロッ
ク図、第５図は相関器の構成例を示す図、第６図は関数
Ｅ１（ｈ）の特性例を示す図、第７図は関数Ｅ□（ｋ）
、Ｂ２転）、Ｂ３（ｋ）。 Ｂ４（ｋ）の理論的最適値を示す図、第８図は第４図に
おける和回路６，７，８．９を差回路に置換えた場合の
一実施例である。 １・・・・・・４相ＰＳＫ復調器、２，３，４．５・・
・・・・相関器、６，７，８，９・・・・・・和回路、
１０．ｌＬ１２．１３・・・・・・しきい値回路、１４
，１５・・・・・・相関器、２１・・・・・・シフトレ
ジスタ、２２−８．２２−２゜・・・２２−ｎ・・・・
・・一致検出回路、２３・・・・・・一致数計数回路、
２４・・・・・・不一致数計数回路、２５，２６゜２７
．２８・・・・・・差回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １４相ＰＳＫ変調方式の通信系において、送□側から２
   つのチャネルに同−又−は互に相補のコードワードを送
   信し、受信側で復調された２つのチャネルの信号を前記
   コードワードの１つが記憶されている２つの相関器に導
   いて各ビットの一致および不一致の検出を行い、一致数
   および不一致数を計数した４つのは号について相互に力
   り算または減算を行って得られる４つの信号のうちのい
   ずれに最大または最小の相関が得られるかを判別するこ
   とによって、再生搬送波の４つの引込み位相を識別する
   ことを特徴とする引込み位相識別方式。