JP2004129013A - Method and device for modulation, method and device for demodulation, and modulation and demodulation system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変調方法と装置に関し、特に、2の累乗以外の所定の整数値のNに対して、所定の長さbの二値信号を、所定の長さnのN値位相信号に対応させて伝送する変調方法と装置並びに復調方法と復調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、特に、衛星通信、デジタルマイクロ波通信等で用いられる位相変調においては、2相位相変調、4相位相変調、8相位相変調等のnを正の整数として、2n位相変調が用いられてきた。
【0003】
衛星通信、デジタルマイクロ波通信等では、一般に、回路の簡便さから、2相位相変調、4相位相変調、8相位相変調等、nを正の整数として、2n位相変調が用いられている。
【0004】
しかしながら、近年の集積回路技術の進歩により、回路の複雑さによる、実現の困難さは、軽減されつつある。
【0005】
さらに、周波数の有効利用、送信電力の有効利用に対する要求が強くなりつつある。
【0006】
送信電力、周波数の有効利用への要請に応えるために、変調技術としては、一般的には、2n位相変調方式が用いられている(例えば、非特許文献1参照)。
【0007】
【非特許文献1】
「デジタル無線通信の変復調」(齋藤洋一著、平成8年2月、電子情報通信学会発行)
【0008】
このため、2n位相変調において、例えば、2値のデータで、R(bps)(bit persecond)を伝送するときに、n=1とした場合には、2相位相変調方式となり、1シンボルに1ビットの情報が伝送され、R/1=R(Hz)に相当する帯域幅を利用して伝送が行われる。すなわち、理想的に(矩形)帯域制限された伝送速度R(bps)の2相位相変調信号が必要な占有帯域幅BはR(Hz)である。また、n=2とした場合には、4相位相変調となり、R/2(Hz)に相当する帯域幅を利用して伝送が行われる。
【0009】
その結果、例えば、利用可能な帯域幅が80MHzであり、必要な伝送容量の関係で、2相位相変調では、100MHzの帯域幅が必要とされる場合に、4相位相変調では50MHzの帯域幅が必要とされる。4相位相変調を採用して、50MHzの帯域幅を用いると、利用可能な帯域幅が80MHzであることから、帯域幅が余ってしまう。
【0010】
さらには、4相位相変調では、2相位相変調に比べて、同等の符号誤り率を実現するために、所要C/N(キャリア/雑音比)で、約3dB多く必要とすることから、送信電力を大きくする必要がある、という問題もある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、2n(nは正整数)位相変調ではAの帯域幅を、2(n+1)位相変調ではAの半分の帯域幅をを必要とする場合に、たとえば、AとA/2の間の帯域幅を用いて同等の符号誤り率を得ることを可能とし、2(n+1)位相変調よりも少ない送信電力での伝送を実現する方法と装置並びにシステムを提供することにある。
【0012】
また、本発明は、二値信号をN値信号に割り当てる際の割当について、Eb/No(Ebは1ビットあたりのエネルギー、Noは雑音電力密度)に対するビット誤り率(BER)の値を改善する方法と装置並びにシステムを提供することもその目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明は、その1つのアスペクト(側面)によれば、Nを2の累乗以外の所定の整数値とし、位相変調の相数Nに対する所定の長さbの二値信号を、所定の長さnのN値位相信号に対応させて伝送する変調方法であって、長さbの二値信号を長さnのN値位相信号に変換するデータ変換部において、長さnのN値位相信号の全ての距離1の誤りに対して、長さbの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さbの二値信号と長さnのN値位相信号との対応付けを行う。
【0014】
本発明は、他のアスペクトにおいて、3相位相変調方式における長さ3の二値信号を長さ2の三値位相信号に対応させて伝送する変調方法であって、長さ2の三値信号の(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)と、長さ3の二値信号として、(0,0,0)、(0,0,1)、(0,1,1)、(1,1,0)、(1,1,1)、(0,1,0)、(1,0,0)、(1,0,1)とを、長さ2の三値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さ3の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように対応付けを行う。本発明によれば、長さ2の三値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さ3の二値信号の各ビットの平均誤り率を最小とするように、長さ2の三値信号と長さ3の二値信号との対応付けを行ってもよい。
【0015】
また、本発明の他のアスペクトによれば、3相位相変調方式における長さ3の二値信号を長さ2の三値信号に対応させて伝送する位相変調方法であって、長さ2の三値信号の(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)に対して、長さ3の二値信号を割り当てる際、(b2,b1,b0)に対して、v2,v1,v0を0または1として、全ての二値信号に、特定の(v2,v1,v0)を加え、(b2+v2,b1+v1,b0+v0)として、長さ3の二値信号として各ビットを割り当てるようにしてもよい。
【0016】
本発明の他のアスペクトによれば、位相変調の相数3に対する長さ3の二値信号を、長さ2の三値位相信号に対応させて伝送するにあたり、長さ3の二値信号に対して長さ2の三値信号への変換を行うデータ変換部が、長さ3の二値信号と長さ2の三値信号との対応として、長さ2の三値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さ3の二値信号の各ビットの平均誤り率を最小とするように、長さ2の二値信号と長さ2の三値信号との対応付けを行うようにしてもよい。この場合、長さ2の三値信号の8個の組((0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1))に対して、長さ3の二値信号8個を一組として、
のうちのいずれかの組が割り当てられる。
【0017】
かかる本発明によれば、2相位相変調では100MHzの帯域幅を、4相位相変調では50MHzの帯域幅を必要とする場合に、たとえば、約67MHzの帯域幅を用いて、同等の符号誤り率を得るために、4相位相変調よりも、約1.3dBだけ少ない送信電力で実現する。
【0018】
本発明の他のアスペクトに係る変調装置は、位相変調の相数Nに対する長さbの二値信号を入力し、予め定められた変換規則を参照して、長さnのN値信号に変換するデータ変換回路(例えば図3の101)と、前記データ変換回路からのn個のN値信号の並列出力を多重化して出力する並列直列変換回路(例えば図3の102)と、前記並列直列変換回路の出力を順次入力しN相位相変調して出力する位相変調器(例えば図3の103)と、を備えている。長さnのN値位相信号の全ての距離1の誤りに対して、長さbの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さbの二値信号と長さnのN値信号との対応付けが行われる。
【0019】
本発明の他のアスペクトに係る復調装置は、N相位相変調された変調波を入力しn個のN値信号を出力する位相復調器(例えば図8の201)と、前記位相復調器からのn個のN値信号の出力を並列化して出力する直列並列変換回路(例えば図8の202)と、長さnのN値信号を入力し、長さnのN値信号と、位相変調の相数Nに対する長さbの二値信号との対応関係を規定した変換規則を参照して、長さbの二値信号に変換するデータ逆変換回路(例えば図8の203)と、を備えている。本発明においては、長さnのN値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さbの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さbの二値信号と長さnのN値信号との対応付けが行われる。
【0020】
本発明に係る変復調システムは、上記した変調装置と復調装置を備えて構成される。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。図1は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。図1には、3相位相変調方式における長さ3(3ビット)の二値信号を、長さ2の三値信号に対応させて伝送する位相変調方式において、二値信号と三値信号の関係が示されている。
【0022】
第1列の「二値信号(b2,b1,b0)」に対して、第2列に示す「三値信号(t1,t0)」が割り当てられている。長さ3の二値信号(0,0,0)、(0,0,1)、(0,1,1)、(1,1,0)、(1,1,1)、(0,1,0)、(1,0,0)、(1,0,1)に対して、長さ2の三値信号(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)がそれぞれ割り当てられている。なお、三値信号の送信されない信号である(2,2)は、二値信号で(1,1,1)としている。
【0023】
物理的伝送路では、三値信号が伝送されており、符号誤りは、第1次的には、三値信号の上で起きる。
【0024】
図1において、たとえば、三値信号(t1,t0)=(0,0)について、「三値信号の+1誤り」の欄の「誤り後の値上t1、下t0」に示すように、t1に「+1誤り」があると、三値信号(t1,t0)=(1,0)、「二値信号の誤り後の値」は(1,1,0)、「二値信号の誤りの値」は(1,1,0)から本来の二値信号(0,0,0)を差し引いた(1,1,0)となり、t0に「+1誤り」があると、三値信号(t1,t0)=(0,1)、「二値信号の誤り後の値」は(0,0,1)、「二値信号の誤りの値」は(0,0,1)から(0,0,0)を差し引いた(0,0,1)となる。以下の行についても同様とされ、最下行の三値信号(t1,t0)=(2,1)について、「三値信号の+1誤り」の欄の「誤り後の値上t1、下t0」に示すように、t1に「+1誤り」があると、三値信号(t1,t0)=(0,1)、「二値信号の誤り後の値」は(0,0,1)、「二値信号の誤りの値」は(0,0,1)から本来の二値信号(1,0,1)を差し引いた(1,0,0)となり、t0に「+1誤り」があると、三値信号(t1,t0)=(2,2)、「二値信号の誤り後の値」は(1,1,1)、「二値信号の誤りの値」は(1,1,1)から(1,0,1)を差し引いた(0,1,0)となる。
【0025】
三値信号(t1,t0)=(0,0)について、「三値信号の−1誤り」の欄の「誤り後の値上t1、下t0」に示すように、t1に「−1誤り」があると、三値信号(t1,t0)=(2,0)、「二値信号の誤り後の値」は(1,0,0)、「二値信号の誤りの値」は(1,0,0)から本来の二値信号(0,0,0)を差し引いた(1,0,0)となり、t0に「−1誤り」があると、三値信号(t1,t0)=(0,2)、「二値信号の誤り後の値」は(0,1,1)、「二値信号の誤りの値」は(0,1,1)から(0,0,0)を差し引いた(0,1,1)となる。他の行についても同様とされる。
【0026】
図1に示す例では、長さ3(3ビット)の二値信号(1,1,1)を伝送する場合、三値信号としては、(1,1)が割り当てられる。三値信号(t1,t0)の始めの値であるt1のみに、「+1誤り」が生じた時、受信側での受信信号は、(2,1)となる。
【0027】
このため、復調後の二値信号(図8の24)として、3列の二値信号((1,0,1)が出力され、二値信号(b2,b1,b0)のうちb1にのみ、誤りを生じる。
【0028】
図1に示した、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)と、長さ2の三値信号(t1,t0)の対応例の場合、伝送される三値信号の全ての誤りに対して、二値信号の平均誤り率は、最小化されている。すなわち最適な割り当てとされる。
【0029】
つまり、三値信号の誤り率P3に対して、二値信号の誤り率Pbは、以下に説明されるように、次式(1)で表される。
【0030】
Pb=0.875P3 …(1)
【0031】
ここで、図1において、長さ2の三値信号(t1,t0)のt1の誤りに対して、二値信号(b2,b1,b0)のb2、b1、b0に発生する符号誤りの総数は、「二値信号の誤り後の値」から、それぞれ、
t1の「+1の誤り」に対して5、4、2個、
t1の「−1の誤り」に対して2、3、5個
である。
t1の「+1の誤り」、「−1の誤り」を纏めると、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)の各ビットb2、b1、b0に発生する符号誤りは、7、7、7個となる。
【0032】
また、長さ2の三値信号(t1,t0)のt0の誤りに対して、二値信号(b2,b1,b0)のb2、b1、b0に発生する符号誤りは、それぞれ、
t0の「+1の誤り」に対して5、4、1個、
t0の「−1の誤り」の対して2、3、6個
である。
t0の「+1の誤り」と、「−1の誤り」を纏めると、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)の各ビットb2、b1、b0に発生する符号誤りは、7、7、7個の誤りとなる。
【0033】
したがって、その合計は、
7+7+7+7+7+7=42 …(2)
すなわち、42個の誤りとなる。
【0034】
三値符号の誤り率に対する二値信号の誤り率の比を求めるには、この「42」を、
8x2x3=48 …(3)
で除して、
42/48=0.875 …(4)
となる。
【0035】
式(3)において、「8」は、三値信号の誤り位置の数、「2」は+1、−1の誤りの場合の数、「3」は、二値信号のビット数に対応している。
【0036】
図2は、3相位相変調方式における、長さ3(3ビット)の二値信号((0,0,0),(0,0,1),(0,1,1),(1,1,0),(1,1,1),(0,1,0),(1,0,0),(1,0,1))
を長さ2の三値位相信号
((0,0),(0,1),(0,2),(1,0),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1))
に対応させて伝送する位相変調方式において、長さ3の二値信号と長さ2の三値信号の対応に関する、二値信号の平均誤り率(すなわち、長さ2の三値信号の全ての距離1の誤りに対して長さ3の二値信号の各ビットの平均誤り率)を最小化した場合の全ての対応(図1の対応関係を含む)を示したものである。なお、これらは、長さ2の三値信号(0,0)に対して、長さ3(3ビット)の二値信号を(0,0,0)とした場合であり、長さ3(3ビット)の二値信号を(0,0,1), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0), (1,1,1)とした場合には、長さ2の三値信号に対応する長さ3(3ビット)の二値信号の全てに対して、(0,0,1), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0), (1,1,1)のいずれかを排他的論理和で加えることとする。
【0037】
図2には、第1列から第24列の場合の対応関係が示されている。すなわち、長さ2の三値信号(t0,t1)の8個の組((0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1))に対して、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)8個を1列として、
の第1乃至第24の列からなる。図2の二値信号の第1列は図1の対応関係に相当する。長さ2の三値信号(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)に対して上記24列のうち、いずれかの列の長さ3の二値信号(b2,b1,b0)のそれぞれに、長さ3の二値信号(v2,v1,v0)(ただし、(v2,v1,v0)は、(0,0,1)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,0,0)、(1,0,1)、(1,1,0)、(1,1,1)のうちのいずれか)を加え、(b2+v2,b1+v1,b0+v0)(ただし、演算記号+は排他的論理和を表す)として、各ビットを割り当てることで、長さ3の二値信号と長さ2の三値信号との間での変換を行うようにしてもよい。
【0038】
【実施例】
次に、上記した位相変調を行う装置の一実施例について説明する。以下では、3相位相変調における3桁(長さ3)の二値信号を2桁(長さ2)の三値信号に割り当てる構成について説明する。図3は、本発明に係る変調装置の一実施例の構成を示す図である。図3を参照すると、この変調装置は、3つの二値信号データを入力とし2つの三値信号を出力するデータ変換回路101と、データ変換回路101から並列に出力される2つの三値信号を入力し1本のシリアル信号に変換する並列直列変換回路102(多重化回路)と、並列直列変換回路102の出力を受けて、3相位相変調を行い変調波を出力する位相変調器103と、データ変換の制御を行う制御回路104とを備えている。データ変換回路101は、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)を入力し、長さ2の三値信号(t1,t0)を出力する。データ変換回路101内に、図2に示した、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)と長さ2の三値信号(t1,t0)間の対応関係(変換規則)を与えるルックアップテーブル等の記憶装置を備えた構成としてもよい。また、制御回路104は、データ変換回路101内のルックアップテーブルの内容(変換規則)を、適宜変更する構成としてもよい。あるいは、図2等に示した変換規則を格納した記憶装置を、制御回路104側に設ける構成としてもよい。データ変換回路101において行われる変換は、例えば、図2等に示した、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)と、長さ2の三値信号(t1,t0)の対応例にしたがって行われ、この場合、伝送される三値信号の全ての誤りに対して、二値信号の平均誤り率は、最小化されている。
【0039】
図4は、本発明の一実施例の動作を説明するためのタイミング図である。まず、位相変調方式の動作について、図3及び図4を用いて説明する。入力のデータ列は、符号11で示す3列の二値信号で表される。
【0040】
3列の二値信号11は、データ変換回路101で、各々三値を表す信号12A、12Bに変換される。
【0041】
三値の信号12A及び12Bは、直列並列変換回路102で時間軸上で多重化され、三値を表す時間軸上で多重化された信号13に変換される。
【0042】
このとき、2系統あった三値の信号12A、12Bは、時間多重されているために、時間軸上で圧縮され、1系統の信号13となる。
【0043】
三値を表す信号13は、位相変調器103で変調され、3個の信号点(図4(B)参照)を有する位相変調波14となる。
【0044】
一方、入力された3列(長さ3)の二値信号と、3相位相変調された変調信号との対応については、例えば図5に例示されている対応関係に従って実行される。長さ3の二値信号と長さ2の三値信号の対応は、長さ3の二値信号(0,0,0), (0,0,1), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0), (1,1,1)に対して、(0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1)が割り当てられる。なお、図5に示されている、二値信号と三値信号の対応は、図2に示した、最適化された対応以外のものも含まれ、三値信号に対して、二値信号を、自然2進信号として割り当てが行われている。本発明において、二値信号と三値信号の対応は、長さ2の三値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さ3の二値信号の各ビットの平均誤り率を最小とする割り当て(図2の第1列から第24列の割り当て)にのみ限定されるものでなく、平均誤り率を小さくする割り当ても含む。
【0045】
すなわち、図5に示す例では、2つの変調シンボルの内、第1の変調シンボルは、「0」から「2」までの値を取る。
【0046】
第1の変調シンボルが「0」から「1」までの間、第2の変調シンボルは「0」から「2」までの値を採り、第1の変調シンボルが「2」の時は第2の変調シンボルは「0」から「1」までの2つの値を採る。
【0047】
このき、全信号種類は、
2x3+1x2 …(5)
であり、「8」に等しい。
【0048】
式(5)の第1項の「2x3」の前半の「2」は、第1の変調シンボルが「0」から「1」までを取ることを示しており、後半「3」は、第1の変調シンボルのそれぞれに第2の変調シンボルが「0」から「2」までを取ることを表している。
【0049】
また、式(6)の第2項の「1x2」の前半の「1」は、第1の変調シンボルが「2」の一つの値を採ることを示しており、後半の「2」は、第2の変調シンボルが「0」から「1」までを取ることを表している。
【0050】
更に、3列の二値信号である入力信号が、(0,0,0)から(1,1,1)まで変化した場合には、変調波の動作として、図5(A)乃至図5(H)に示した信号図で規定される変調波が順次、出力される。
【0051】
図5(A)に示すように、3列の二値信号である入力信号(0,0,0)に対して、変調信号(変調波)は(0,0)であり、図5(B)に示すように、3列の二値信号である入力信号(0,0,1)に対して、変調信号は(0,1)であり、以下、図5(H)に示すように、3列の二値信号である入力信号(1,1,1)に対して、変調信号は(2,1)である。すなわち、入力信号の(0,0,0)から、(1,1,1)に対して、このとき、第1の変調シンボルが、「0」から「1」までの間は、第2の変調シンボルは、「0」から「2」までの値を取り、第1の変調シンボルが「2」の時は、第2の変調シンボルは、「0」から「1」までの値を取る。
【0052】
このとき、全信号種類は、
2x3+1x2 …(6)
であり、「8」に等しい。
【0053】
以上説明したように、本実施例においては、3列の2値データ列を、2つの変調シンボル(信号)に対応させた後に、その2つの変調シンボルを、時間軸上で、多重化することで、1つの変調シンボルで、等価的に、1.5列の2値データ列を伝送している。
【0054】
上記実施例で説明したように、三値信号に対する二値信号の割当を最適化(二値信号の各ビットの平均誤り率を最小化)することで、10−6の誤り率を得るのに、
Eb/No=10.22(dB) …(7)
(ただし、Ebは1ビット当たりのエネルギー、Noは雑音電力密度を表す)
である。
【0055】
一方、三値信号に対する二値信号の割当の最適化を行わない場合、最悪の場合には、三値信号の誤り率に対する二値信号の誤り率の比が1.375まで増加し、
Eb/No=10.36(dB) …(8)
まで増加する。
【0056】
図6は、本発明と、比較例におけるEb/Noに対するビット誤り率特性を示す図である。図6には、2−PSK(Phase Shift Keying)/4−PSK(比較例)と、本発明に係る3−PSKの最良値と、3−PSKの最悪値のビット誤り率特性が示されている。
【0057】
以上、3相位相変調における3桁の二値信号を2桁の三値信号に割り当てる場合に関して、具体的な実施例について説明した。
【0058】
次に、本発明の別の実施例として、図7に示す変調方式に対して本発明を適用することが出来る。図7には、位相変調の相数N、二値の桁数b、N値の桁数、桁数の比b/nが一覧で示されている。例えば、3相位相変調(N=3)においては、11桁の二値信号を7桁の三値信号に割り当てる場合、19桁の二値信号を、12桁の三値信号に割り当てる場合等がある。
【0059】
同様に、5相位相変調、6相位相変調、7相位相変調等の場合についても、図7に示す変換に対して本発明を適用することが出来る。例えば、位相変調の相数N=5に対して、(二値信号の桁数b、N値の桁数n)は、(9、4)、(16、7)、(23、10)等とされる。位相変調の相数N=6に対して、(二値信号の桁数b、N値の桁数n)は、(5、2)、(18、7)、(23、9)等とされる。位相変調の相数N=7に対して、(二値信号の桁数b、N値の桁数n)は、(8、3)、(11、4)、(25、9)等とされる。桁数の比b/nは図7の右端の欄にそれぞれ記載された通りである。
【0060】
本発明の他の実施例について説明する。上記のように変調されて送信された信号を受信し、変調信号を復調する復調装置は、例えば図8に示すような構成とされる。図8を参照すると、この復調装置は、変調波(変調信号)21を3相位相復調し、三値を表す信号22を出力する位相復調器201と、位相復調器201からの2つの三値を表す信号22を直列並列変換して出力する直列並列変換回路202と、直列並列変換回路202から第一、第二の三値を表す信号23A、23Bを入力し、例えば図1、図2に示した変換規則に従い、3列の二値信号24を出力するデータ逆変換回路203と、データ逆変換を制御する制御回路204を備えて構成される。データ逆変換回路203内に、図2等に示した、長さ2の三値信号(t1,t0)と長さ3の二値信号(b2,b1,b0)間の対応関係(変換規則)を与えるルックアップテーブル等の記憶装置を備えた構成としてもよい。制御回路204は、データ逆変換回路203内の変換規則(ルックアップテーブルの内容)を適宜変更する構成としてもよい。あるいは、ルックアップテーブルを制御回路204側に設ける構成としてもよい。
【0061】
本発明においては、図3に示した変調装置と、図8に示した復調装置とを備えた変復調システムを構成してもよい。図3のデータ変換回路101と、図8のデータ逆変換回路203では、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)と長さ2の三値信号(t1,t0)との対応(変換規則)として、例えば図2に示した第1乃至第24列のうちの一つが共通に用いられる。すなわち、二値信号と三値信号との割当を最適化することで、Eb/Noに対する、誤り率の値を改善することができる。
【0062】
以上、本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例の構成にのみ限定されるものでなく、本願特許請求の範囲の各請求項の範囲内で、当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、2n位相変調ではAの帯域幅を、2(n+1)位相変調ではAの半分の帯域幅を必要とする場合に、たとえば、AとA/2の間の帯域幅を用いて同等の符号誤り率を得ることを可能とし、2(n+1 )位相変調よりも、少ない送信電力での伝送を実現することができる、という効果を奏する。
【0064】
また、本発明は、二値信号をN値信号に割り当てる際の割り当てについて、Eb/Noに対する、誤り率の値を改善することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を説明するための図である。
【図2】本発明の一実施の形態における二値信号と三値信号の対応を示す図である。
【図3】本発明の一実施例の変調装置の構成を説明するための図である。
【図4】(A)は、本発明の一実施例の動作を説明するためのタイミング図、(B)は、3相位相変調における3個の信号点を示す図である。
【図5】本発明の一実施例を説明するための信号図である。
【図6】本発明の一実施例と比較例のビット誤り率特性を示す図である。
【図7】本発明の他の実施例を説明するための図である。
【図8】本発明の他の実施例をなす復調装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
11 3列二値信号
12A 第一の三値を表す信号
12B 第二の三値を表す信号
13 時間多重された三値を表す信号
14 変調波(信号)
101 データ変換回路
102 並列直列変換回路
103 位相変調器
104 制御回路
201 位相復調器
202 直列並列変換回路
203 データ逆変換回路
204 制御回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a modulation method and apparatus, and in particular, for a predetermined integer value N other than a power of two, a binary signal having a predetermined length b corresponds to an N-valued phase signal having a predetermined length n. The present invention relates to a modulation method and an apparatus for transmitting the signal and a demodulation method and a demodulation apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, particularly in phase modulation used in satellite communication, digital microwave communication, and the like, n such as two-phase modulation, four-phase modulation, or eight-phase modulation is defined as a positive integer and 2nPhase modulation has been used.
[0003]
In satellite communication, digital microwave communication, and the like, generally, for simplicity of the circuit, two-phase modulation, four-phase modulation, eight-phase modulation, or the like, where n is a positive integer, 2nPhase modulation is used.
[0004]
However, with recent advances in integrated circuit technology, the difficulty of implementation due to circuit complexity is being reduced.
[0005]
Further, there is an increasing demand for effective use of frequency and effective use of transmission power.
[0006]
In order to meet the demand for effective use of transmission power and frequency, modulation techniques generally use twonA phase modulation method is used (for example, see Non-Patent Document 1).
[0007]
[Non-patent document 1]
"Modulation and demodulation of digital wireless communication" (Yoichi Saito, February 1996, published by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers)
[0008]
Therefore, 2nIn the phase modulation, for example, when R (bps) (bit @ persecond) is transmitted as binary data, if n = 1, a two-phase phase modulation method is used, and one bit of information is transmitted in one symbol. The data is transmitted and transmitted using a bandwidth corresponding to R / 1 = R (Hz). That is, the occupied bandwidth B that requires a two-phase modulation signal with a transmission rate R (bps) that is ideally (rectangular) band-limited is R (Hz). When n = 2, four-phase modulation is performed, and transmission is performed using a bandwidth corresponding to R / 2 (Hz).
[0009]
As a result, for example, when the available bandwidth is 80 MHz and the required transmission capacity is 100 MHz bandwidth is required in the two-phase modulation, the bandwidth is 50 MHz in the four-phase modulation. Is required. If four-phase modulation is used and a bandwidth of 50 MHz is used, the available bandwidth is 80 MHz, so the bandwidth is left over.
[0010]
Furthermore, in order to realize the same code error rate in the four-phase phase modulation as compared with the two-phase phase modulation, the required C / N (carrier / noise ratio) requires about 3 dB more, so the transmission is required. There is also a problem that it is necessary to increase electric power.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the object of the present invention is ton(N is a positive integer) In phase modulation, the bandwidth of A is 2(N + 1)When half the bandwidth of A is required in the phase modulation, for example, it is possible to obtain the same code error rate using a bandwidth between A and A / 2,(N + 1)It is an object of the present invention to provide a method, an apparatus and a system for realizing transmission with less transmission power than phase modulation.
[0012]
In addition, the present invention improves a value of a bit error rate (BER) with respect to Eb / No (Eb is energy per bit, No is noise power density) for allocation when a binary signal is allocated to an N-level signal. It is also an object to provide methods and apparatus and systems.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, the present invention achieves the above object. In the present invention, N is a predetermined integer value other than a power of 2, and a binary signal having a predetermined length b with respect to the number N of phases of phase modulation. A modulation method for transmitting a signal corresponding to an N-valued phase signal having a predetermined length n, wherein a data converter for converting a binary signal having a length b into an N-valued phase signal having a length n has a length n For all the
[0014]
According to another aspect of the present invention, there is provided a modulation method for transmitting a binary signal having a length of 3 in a three-phase modulation method in correspondence with a ternary phase signal having a length of 2, and comprising a ternary signal having a length of 2 (0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1), As binary signals of
[0015]
According to another aspect of the present invention, there is provided a phase modulation method for transmitting a binary signal having a length of 3 in a three-phase phase modulation system in correspondence with a ternary signal having a length of 2, (0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1) ), A binary signal of
[0016]
According to another aspect of the present invention, in transmitting a binary signal of
Are assigned.
[0017]
According to the present invention, when a bandwidth of 100 MHz is required in the two-phase modulation and a bandwidth of 50 MHz is required in the four-phase modulation, for example, an equivalent code error rate is obtained using a bandwidth of about 67 MHz. , The transmission power is reduced by about 1.3 dB compared to the four-phase modulation.
[0018]
A modulation device according to another aspect of the present invention inputs a binary signal having a length b with respect to the number N of phases of phase modulation, and converts the binary signal into an N-value signal having a length n with reference to a predetermined conversion rule. A parallel-to-serial conversion circuit (e.g., 102 in FIG. 3) that multiplexes and outputs the parallel output of n N-valued signals from the data conversion circuit; And a phase modulator (for example, 103 in FIG. 3) that sequentially inputs the output of the conversion circuit, performs N-phase modulation, and outputs the result. For all
[0019]
A demodulation device according to another aspect of the present invention includes a phase demodulator (for example, 201 in FIG. 8) that receives a modulated wave subjected to N-phase modulation and outputs n N-ary signals, A serial-to-parallel conversion circuit (for example, 202 in FIG. 8) for parallelizing and outputting the output of n N-valued signals, an N-valued signal having a length of n, and an N-valued signal having a length of n A data inversion circuit (e.g., 203 in FIG. 8) for converting to a binary signal having a length b with reference to a conversion rule that defines a correspondence relationship between the number of phases N and a binary signal having a length b. ing. In the present invention, a binary signal of length b is set so that the average error rate of each bit of a binary signal of length b is reduced for all errors of
[0020]
A modulation / demodulation system according to the present invention includes the modulation device and the demodulation device described above.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a phase modulation method of transmitting a binary signal having a length of 3 (3 bits) corresponding to a ternary signal having a length of 2 in the three-phase modulation method. The relationship is shown.
[0022]
The first column “Binary signal (b2, B1, B0)), The “ternary signal (t) shown in the second column.1, T0) "Is assigned.
[0023]
On the physical transmission path, a ternary signal is transmitted, and a code error occurs primarily on the ternary signal.
[0024]
In FIG. 1, for example, a ternary signal (t1, T0) = (0,0), the value “t after error” in the column “+1 error of ternary signal”1, Lower t0As shown in1Has a +1 error, the ternary signal (t1, T0) = (1,0), “value after error of binary signal” is (1,1,0), and “error value of binary signal” is (1,1,0) from original binary signal. (1,0) obtained by subtracting (0,0,0), and t0Has a +1 error, the ternary signal (t1, T0) = (0,1), “value after error of binary signal” is (0,0,1), and “value of error of binary signal” is from (0,0,1) to (0,0,1). 0) is subtracted (0, 0, 1). The same applies to the following rows, and the ternary signal (t1, T0) = (2,1), in the column of “+1 error of ternary signal”, “value t after error”1, Lower t0As shown in1Has a +1 error, the ternary signal (t1, T0) = (0,1), “Value after error of binary signal” is (0,0,1), and “Error value of binary signal” is the original binary signal from (0,0,1). (1,0,1) minus (1,0,0), and t0Has a +1 error, the ternary signal (t1, T0) = (2,2), “value after error of binary signal” is (1,1,1), and “error value of binary signal” is (1,0,1) from (1,1,1). 1) is subtracted (0, 1, 0).
[0025]
Ternary signal (t1, T0) = (0,0), the value “t after error” in the column “−1 error of ternary signal”1, Lower t0As shown in1Has a -1 error, the ternary signal (t1, T0) = (2,0), “value after error of binary signal” is (1,0,0), and “error value of binary signal” is from (1,0,0). (1,0,0) obtained by subtracting (0,0,0), and t0Has a -1 error, the ternary signal (t1, T0) = (0,2), “value after error of binary signal” is (0,1,1), and “error value of binary signal” is from (0,1,1) to (0,0,1). 0) is subtracted (0, 1, 1). The same applies to other rows.
[0026]
In the example shown in FIG. 1, when transmitting a binary signal (1, 1, 1) having a length of 3 (3 bits), (1, 1) is assigned as a ternary signal. Ternary signal (t1, T0T) which is the starting value of1Only when an “+1 error” occurs, the received signal on the receiving side becomes (2, 1).
[0027]
Therefore, three columns of binary signals ((1, 0, 1)) are output as demodulated binary signals (24 in FIG. 8), and binary signals (b2, B1, B0B)1Only make an error.
[0028]
The binary signal of length 3 (b2, B1, B0) And a ternary signal of length 2 (t1, T02), the average error rate of the binary signal is minimized for all errors of the transmitted ternary signal. That is, the allocation is optimal.
[0029]
That is, the error rate P of the ternary signal3, The error rate P of the binary signalbIs represented by the following equation (1), as described below.
[0030]
Pb= 0.875P3… (1)
[0031]
Here, in FIG. 1, a ternary signal (t1, T0) T1Error, the binary signal (b2, B1, B0B)2, B1, B0The total number of code errors that occur from "Value after error of binary signal"
It is.
t1Of the +1 error and the -1 error, the binary signal (b2, B1, B0) Each bit b2, B1, B0, And 7, 7, and 7 code errors.
[0032]
In addition, a ternary signal of length 2 (t1, T0) T0Error, the binary signal (b2, B1, B0B)2, B1, B0The code errors that occur in
It is.
t0Of the +1 error and the -1 error, the binary signal (b2, B1, B0) Each bit b2, B1, B0Are 7, 7, and 7 errors.
[0033]
Therefore, the sum is
7 + 7 + 7 + 7 + 7 + 7 = 42 (2)
That is, there are 42 errors.
[0034]
To determine the ratio of the error rate of the binary signal to the error rate of the ternary code, this "42" is
8x2x3 = 48 (3)
Divided by
42/48 = 0.875 (4)
Becomes
[0035]
In the equation (3), “8” is the number of error positions of the ternary signal, “2” is the number of errors of +1 and −1, and “3” is the number of bits of the binary signal. I have.
[0036]
FIG. 2 illustrates a binary signal ((0, 0, 0), (0, 0, 1), (0, 1, 1), (1, 1) having a length of 3 (3 bits) in the three-phase modulation scheme. 1,0), (1,1,1), (0,1,0), (1,0,0), (1,0,1)
Is the ternary phase signal of
((0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1))
In the phase modulation method of transmitting the binary signal having the
[0037]
FIG. 2 shows the correspondence between the first column to the 24th column. That is, a ternary signal of length 2 (t0, T1) ((0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), ( 2,1)), the binary signal (b2, B1, B0) 8 rows as 1 row
In the first to twenty-fourth columns. The first column of the binary signal in FIG. 2 corresponds to the correspondence in FIG.
[0038]
【Example】
Next, an embodiment of the apparatus for performing the above-described phase modulation will be described. Hereinafter, a configuration in which a three-digit (length 3) binary signal in three-phase modulation is assigned to a two-digit (length 2) ternary signal will be described. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of one embodiment of the modulation device according to the present invention. Referring to FIG. 3, the modulation device receives three binary signal data as inputs and outputs two ternary signals, and two ternary signals output in parallel from
[0039]
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of one embodiment of the present invention. First, the operation of the phase modulation method will be described with reference to FIGS. The input data sequence is represented by three columns of binary signals indicated by
[0040]
The three columns of
[0041]
The ternary signals 12A and 12B are multiplexed on the time axis by the serial /
[0042]
At this time, since the ternary signals 12A and 12B having two systems are time-multiplexed, they are compressed on the time axis to become one
[0043]
The
[0044]
On the other hand, the correspondence between the input three-row (length 3) binary signal and the modulated signal subjected to the three-phase modulation is performed according to the correspondence relationship illustrated in FIG. 5, for example. The correspondence between a binary signal having a length of 3 and a ternary signal having a length of 2 is as follows: For (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0), (1,1,1), (0,0), ( (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1). Note that the correspondence between the binary signal and the ternary signal shown in FIG. 5 includes those other than the optimized correspondence shown in FIG. , Are assigned as natural binary signals. In the present invention, the correspondence between the binary signal and the ternary signal is such that the average error rate of each bit of the binary signal of
[0045]
That is, in the example shown in FIG. 5, of the two modulation symbols, the first modulation symbol takes a value from “0” to “2”.
[0046]
While the first modulation symbol is between “0” and “1”, the second modulation symbol takes a value between “0” and “2”, and when the first modulation symbol is “2”, the second modulation symbol has a value of “2”. Take two values from "0" to "1".
[0047]
At this time, all signal types are
2x3 + 1x2 ... (5)
And is equal to “8”.
[0048]
“2” in the first half of “2 × 3” in the first term of Expression (5) indicates that the first modulation symbol takes a value from “0” to “1”, and the second half “3” indicates the first modulation symbol. Indicate that the second modulation symbol takes a value from “0” to “2” for each of the modulation symbols.
[0049]
Also, “1” in the first half of “1 × 2” in the second term of Equation (6) indicates that the first modulation symbol takes one value of “2”, and “2” in the second half is: This indicates that the second modulation symbol takes a value from “0” to “1”.
[0050]
Further, when the input signal, which is a binary signal in three columns, changes from (0, 0, 0) to (1, 1, 1), the operation of the modulated wave is shown in FIGS. Modulated waves defined by the signal diagram shown in (H) are sequentially output.
[0051]
As shown in FIG. 5A, the modulation signal (modulation wave) is (0, 0) with respect to the input signal (0, 0, 0) which is a three-column binary signal. ), The modulation signal is (0, 1) with respect to the input signal (0, 0, 1) which is a three-column binary signal. Hereinafter, as shown in FIG. The modulation signal is (2, 1) with respect to the input signal (1, 1, 1) which is a binary signal in three columns. That is, from (0,0,0) to (1,1,1) of the input signal, the first modulation symbol is the second modulation symbol between "0" and "1". The modulation symbol takes a value from "0" to "2", and when the first modulation symbol is "2", the second modulation symbol takes a value from "0" to "1".
[0052]
At this time, all signal types are
2x3 + 1x2 ... (6)
And is equal to “8”.
[0053]
As described above, in this embodiment, after associating three binary data strings with two modulation symbols (signals), the two modulation symbols are multiplexed on the time axis. Thus, one modulation symbol equivalently transmits 1.5 binary data strings.
[0054]
As described in the above embodiment, by optimizing the assignment of the binary signal to the ternary signal (minimizing the average error rate of each bit of the binary signal), 10-6To get the error rate of
Eb / No = 10.22 (dB) (7)
(However, Eb represents energy per bit and No represents noise power density.)
It is.
[0055]
On the other hand, when the allocation of the binary signal to the ternary signal is not optimized, in the worst case, the ratio of the error rate of the binary signal to the error rate of the ternary signal increases to 1.375,
Eb / No = 10.36 (dB) (8)
To increase.
[0056]
FIG. 6 is a diagram illustrating bit error rate characteristics with respect to Eb / No in the present invention and a comparative example. FIG. 6 shows the bit error rate characteristics of 2-PSK (Phase Shift Keying) / 4-PSK (Comparative Example), the best value of 3-PSK according to the present invention, and the worst value of 3-PSK. I have.
[0057]
The specific embodiment has been described above in connection with the case where a three-digit binary signal is assigned to a two-digit ternary signal in three-phase modulation.
[0058]
Next, as another embodiment of the present invention, the present invention can be applied to the modulation system shown in FIG. FIG. 7 shows a list of the number of phases N of the phase modulation, the number of binary digits b, the number of N values, and the ratio b / n of the number of digits. For example, in three-phase modulation (N = 3), an 11-digit binary signal is assigned to a 7-digit ternary signal, a 19-digit binary signal is assigned to a 12-digit ternary signal, and the like. is there.
[0059]
Similarly, the present invention can be applied to the conversion shown in FIG. 7 in the case of five-phase modulation, six-phase modulation, seven-phase modulation, and the like. For example, for the number of phases N = 5 in the phase modulation, (the digit number b of the binary signal and the digit number n of the N value) are (9, 4), (16, 7), (23, 10), etc. It is said. For the number of phases N = 6 in the phase modulation, (the number b of digits of the binary signal, the number n of the N value) are (5, 2), (18, 7), (23, 9), and the like. You. For the number of phases N = 7 in the phase modulation, (the digit number b of the binary signal and the digit number n of the N value) are (8, 3), (11, 4), (25, 9) and the like. You. The digit ratio b / n is as described in the rightmost column of FIG.
[0060]
Another embodiment of the present invention will be described. The demodulation device that receives the signal modulated and transmitted as described above and demodulates the modulated signal has, for example, a configuration as shown in FIG. Referring to FIG. 8, the demodulation device includes a
[0061]
In the present invention, a modulation / demodulation system including the modulation device shown in FIG. 3 and the demodulation device shown in FIG. 8 may be configured. In the
[0062]
As described above, the present invention has been described with reference to the above embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and a person skilled in the art should be within the scope of the claims of the present application. Needless to say, various changes and modifications that could be made are included.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, 2nIn phase modulation, the bandwidth of A is 2(N + 1)When half the bandwidth of A is required in the phase modulation, for example, it is possible to obtain the same code error rate by using a bandwidth between A and A / 2,(N + 1 )There is an effect that transmission with less transmission power can be realized than in phase modulation.
[0064]
Further, the present invention has an effect that the value of the error rate with respect to Eb / No can be improved with respect to the assignment when the binary signal is assigned to the N-value signal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a correspondence between a binary signal and a ternary signal in one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a modulation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a timing chart for explaining the operation of one embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a diagram showing three signal points in three-phase modulation;
FIG. 5 is a signal diagram for explaining one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating bit error rate characteristics of an example of the present invention and a comparative example.
FIG. 7 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a demodulation device according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 3 row binary signal
12A Signal representing the first ternary value
12B Signal representing the second ternary value
13 Time multiplexed ternary signal
14 ° modulated wave (signal)
101 data conversion circuit
102 parallel-to-serial conversion circuit
103 ° phase modulator
104 control circuit
201 phase demodulator
202 serial-parallel conversion circuit
203 data inverse conversion circuit
204 control circuit
Claims (19)
長さbの二値信号を長さnのN値信号に変換するデータ変換部が、長さnのN値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さbの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さbの二値信号と長さnのN値信号との対応付けを行い、長さbの二値信号から長さnのN値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする変調方法。N is a predetermined integer value exceeding 2 which is not a power of 2 and a binary signal having a predetermined length b with respect to the phase number N of the phase modulation is transmitted in correspondence with an N-value phase signal having a predetermined length n. A modulation method,
A data converter for converting the binary signal having the length b into an N-value signal having a length n is provided for each error of the distance 1 of the N-value signal having the length n. The binary signal having the length b and the N-value signal having the length n are associated with each other so as to reduce the average bit error rate, and the binary signal having the length b is converted into the N-value signal having the length n. A modulation method, comprising the step of performing a conversion.
長さ3の二値信号に対して長さ2の三値信号への変換を行うデータ変換部が、長さ2の三値信号(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)と、長さ3の二値信号(0,0,0)、(0,0,1)、(0,1,1)、(1,1,0)、(1,1,1)、(0,1,0)、(1,0,0)、(1,0,1)との対応として、長さ2の三値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さ3の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように対応付けを行い、長さ3の二値信号から長さ2の三値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする変調方法。A modulation method for transmitting a binary signal having a length of 3 with respect to the number of phases 3 of phase modulation in correspondence with a ternary phase signal having a length of 2,
A data conversion unit for converting a binary signal having a length of 3 into a ternary signal having a length of 2 includes a ternary signal having a length of 2 (0, 0), (0, 1), (0, 2). ), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1) and the binary signal (0,0,0), (0 , 0, 1), (0, 1, 1), (1, 1, 0), (1, 1, 1), (0, 1, 0), (1, 0, 0), (1, 0) , 1), all errors of distance 1 in the ternary signal of length 2 are associated with each other so that the average error rate of each bit of the binary signal of length 3 is reduced. A modulation method comprising: converting a binary signal having a length of 3 into a ternary signal having a length of 2.
長さ3の二値信号に対して長さ2の三値信号への変換を行うデータ変換部が、長さ2の三値信号と長さ3の二値信号との対応として、長さ2の三値信号(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)に対して、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)を割り当てる際に、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)のそれぞれに、長さ3の二値信号(v2,v1,v0)(ただし、(v2,v1,v0)は、(0,0,1)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,0,0)、(1,0,1)、(1,1,0)、(1,1,1)のうちのいずれか)を加え、(b2+v2,b1+v1,b0+v0)(ただし、演算記号+は排他的論理和を表す)として、各ビットを割り当てることで、長さ3の二値信号から長さ2の三値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする変調方法。A modulation method for transmitting a binary signal having a length of 3 with respect to the number of phases 3 of phase modulation in correspondence with a ternary phase signal having a length of 2,
A data converter for converting a binary signal having a length of 3 into a ternary signal having a length of 2 has a length of 2 as a correspondence between the ternary signal having a length of 2 and the binary signal having a length of 3. Ternary signals (0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1) ), The length 3 binary signal (b2, b1, b0) is assigned to each of the length 3 binary signals (b2, b1, b0). v2, v1, v0) (where (v2, v1, v0) is (0, 0, 1), (0, 1, 0), (0, 1, 1), (1, 0, 0), (1,0,1), (1,1,0), or (1,1,1)), and (b2 + v2, b1 + v1, b0 + v0) (where the operation symbol + is exclusive OR) By representing each bit) It is from 3 binary signal having a step of performing conversion into the ternary signal of length 2, the modulation method, characterized in that.
長さ3の二値信号に対して長さ2の三値信号への変換を行うデータ変換部が、長さ3の二値信号と長さ2の三値信号との対応として、長さ2の三値信号8個の組((0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1))に対して、
長さ3の二値信号8個を一組として、
の24組のうちのいずれかの組を割り当てる変換規則に従って、長さ3の二値信号から長さ2の三値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする変調方法。A modulation method for transmitting a binary signal having a length of 3 with respect to the number of phases 3 of phase modulation in correspondence with a ternary phase signal having a length of 2,
A data conversion unit that converts a binary signal having a length of 3 into a ternary signal having a length of 2 is used as a correspondence between the binary signal having a length of 3 and the ternary signal having a length of 2 Set of eight ternary signals ((0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0) , (2,1))
As a set of eight binary signals of length 3,
Modulating a binary signal having a length of 3 into a ternary signal having a length of 2 in accordance with a conversion rule for assigning any one of the 24 sets.
入力された長さbの二値信号を長さnのN値信号に変換して位相変調部に出力するデータ変換回路を備え、
前記データ変換回路は、長さnのN値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さbの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さbの二値信号と長さnのN値信号とを対応付けする手段を有する、ことを特徴とする変調装置。N is a predetermined integer value exceeding 2 which is not a power of 2 and a binary signal having a predetermined length b with respect to the phase number N of the phase modulation is transmitted in correspondence with an N-value phase signal having a predetermined length n. A modulator,
A data conversion circuit that converts the input binary signal of length b into an N-value signal of length n and outputs the converted signal to the phase modulation unit;
The data conversion circuit is adapted to reduce the binary error of the length b so that the average error rate of each bit of the binary signal of the length b is reduced for all errors of the distance 1 of the N-value signal of the length n. A modulator comprising: means for associating a signal with an N-value signal having a length of n.
入力された長さ3の二値信号に対して長さ2の三値信号への変換を行い位相変調器に出力するデータ変換回路を備え、
前記データ変換回路は、長さ2の三値信号(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)と、長さ3の二値信号(0,0,0)、(0,0,1)、(0,1,1)、(1,1,0)、(1,1,1)、(0,1,0)、(1,0,0)、(1,0,1)との対応を、長さ2の三値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さ3の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように対応付けて割り当てる変換規則を参照して、長さ3の二値信号から長さ2の三値信号への変換を行う、ことを特徴とする変調装置。A modulation device for transmitting a binary signal having a length of 3 with respect to a phase number of 3 of phase modulation in correspondence with a ternary phase signal having a length of 2,
A data conversion circuit for converting the input binary signal of length 3 into a ternary signal of length 2 and outputting the converted signal to a phase modulator;
The data conversion circuit includes a ternary signal (0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1) and binary signal of length 3 (0,0,0), (0,0,1), (0,1,1), (1,1,0) , (1,1,1), (0,1,0), (1,0,0), and (1,0,1), the correspondence of all distances 1 of the ternary signal of length 2 For the error, refer to the conversion rule that is assigned so as to reduce the average error rate of each bit of the binary signal having a length of 3 so as to reduce the error rate. A modulation device for performing conversion into a signal.
入力された長さ3の二値信号に対して長さ2の三値信号への変換を行い位相変調器に出力するデータ変換回路を備え、
前記データ変換回路は、長さ2の三値信号と長さ3の二値信号との対応として、長さ2の三値信号(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)に対して、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)を割り当てる際に、長さ3の二値信号(b2,b1,b0)のそれぞれに、長さ3の二値信号(v2,v1,v0)(ただし、(v2,v1,v0)は、(0,0,1)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,0,0)、(1,0,1)、(1,1,0)、(1,1,1)のうちのいずれか)を加え、(b2+v2,b1+v1,b0+v0)(ただし、演算記号+は排他的論理和を表す)として、各ビットを割り当てることで、長さ3の二値信号から長さ2の三値信号への変換を行う、ことを特徴とする変調装置。A modulation device for transmitting a binary signal having a length of 3 with respect to a phase number of 3 of phase modulation in correspondence with a ternary phase signal having a length of 2,
A data conversion circuit for converting the input binary signal of length 3 into a ternary signal of length 2 and outputting the converted signal to a phase modulator;
The data conversion circuit has a ternary signal of length 2 (0, 0), (0, 1), (0, 2) as a correspondence between the ternary signal of length 2 and the binary signal of length 3. , (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), and (2, 1) are assigned binary signals (b2, b1, b0) having a length of 3. In this case, the binary signal (v2, v1, v0) of length 3 (where (v2, v1, v0) is (0, (0,1), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0), (1,1,0) 1) is added, and each bit is assigned as (b2 + v2, b1 + v1, b0 + v0) (where the operation symbol + represents exclusive OR), and the length of the binary signal of length 3 is reduced. Conversion into a ternary signal , Modulator, characterized in that.
入力された長さ3の二値信号に対して長さ2の三値信号への変換を行い位相変調器に出力するデータ変換回路を備え、
前記データ変換回路は、長さ3の二値信号と長さ2の三値信号との対応として、長さ2の三値信号の8個の組((0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1))に対して、
長さ3の二値信号8個を1組として、
の24組のうちのいずれかの組を割り当てる変換規則を参照して、長さ3の二値信号から長さ2の三値信号への変換を行う、ことを特徴とする変調装置。A modulation device for transmitting a binary signal having a length of 3 with respect to a phase number of 3 of phase modulation in correspondence with a ternary phase signal having a length of 2,
A data conversion circuit for converting the input binary signal of length 3 into a ternary signal of length 2 and outputting the converted signal to a phase modulator;
The data conversion circuit sets eight sets ((0,0), (0,1)) of the ternary signal of length 2 as a correspondence between the binary signal of length 3 and the ternary signal of length 2 , (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1))
As a set of eight binary signals of length 3,
A conversion device for converting a binary signal having a length of 3 into a ternary signal having a length of 2 with reference to a conversion rule for assigning any one of the 24 sets.
前記データ変換回路からのn個のN値信号の並列出力を多重化して出力する並列直列変換回路と、
前記並列直列変換回路の出力を順次入力しN相位相変調して出力する位相変調器と、
を備え、
長さbの二値信号と長さnのN値信号との間の前記変換規則において、長さnのN値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さbの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さbの二値信号と長さnのN値信号との対応付けがなされている、ことを特徴とする変調装置。A binary signal having a length b is input with respect to the number of phases N of phase modulation (where N is a predetermined integer value exceeding 2 which is not a power of 2), and a length n is referred to by referring to a predetermined conversion rule. A data conversion circuit for converting the N-value signal into
A parallel-to-serial conversion circuit that multiplexes and outputs the n parallel outputs of the N-valued signals from the data conversion circuit;
A phase modulator for sequentially inputting the output of the parallel-to-serial conversion circuit, performing N-phase phase modulation, and outputting the resultant;
With
In the above conversion rule between a binary signal of length b and an N-value signal of length n, for all distance 1 errors of the N-value signal of length n, the binary signal of length b A modulation device, wherein a binary signal having a length b and an N-value signal having a length n are associated with each other so as to reduce an average error rate of each bit.
前記位相復調器から長さ2の三値信号を受け取ったデータ変換部が、前記長さ2の三値信号を、前記長さ2の三値信号に対応する長さ3の二値信号へ変換するにあたり、長さ2の三値信号(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)と、長さ3の二値信号(0,0,0)、(0,0,1)、(0,1,1)、(1,1,0)、(1,1,1)、(0,1,0)、(1,0,0)、(1,0,1)を、長さ2の三値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さ3の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように対応付ける変換規則を参照して、長さ2の三値信号から長さ3の二値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする復調方法。A step of receiving a signal transmitted through the three-phase modulation by demodulating the modulated signal with a phase demodulator and outputting a ternary signal having a length of 2;
A data converter that receives a ternary signal of length 2 from the phase demodulator converts the ternary signal of length 2 into a binary signal of length 3 corresponding to the ternary signal of length 2 In doing so, a ternary signal of length 2 (0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0) ), (2,1) and a binary signal (0,0,0), (0,0,1), (0,1,1), (1,1,0), (1 , 1, 1), (0, 1, 0), (1, 0, 0), and (1, 0, 1), for all distance 1 errors of a ternary signal of length 2, Converting a ternary signal having a length of 2 into a binary signal having a length of 3 with reference to a conversion rule that associates the average error rate of each bit of the binary signal having a length of 3 with a smaller value. A demodulation method characterized by the above-mentioned.
前記位相復調器からのn個のN値信号の出力を並列化して出力する直列並列変換回路と、
前記直列並列変換回路より並列出力された長さnのN値信号を入力し、長さnのN値信号と、位相変調の相数Nに対する長さbの二値信号との対応関係を規定した変換規則を参照して、長さbの二値信号に変換するデータ逆変換回路と、
を備え、
長さnのN値信号と長さbの二値信号との間の前記変換規則において、長さnのN値信号の全ての距離1の誤りに対して、長さbの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さbの二値信号と長さnのN値信号との対応付けがなされている、ことを特徴とする復調装置。A phase demodulator that receives an N (where N is a predetermined integer value exceeding 2 other than a power of 2) phase-modulated wave and outputs an N-value signal;
A serial-to-parallel conversion circuit for parallelizing and outputting the outputs of the n N-value signals from the phase demodulator;
An N-valued signal of length n output in parallel from the serial-parallel conversion circuit is input, and the correspondence between the N-valued signal of length n and the binary signal of length b with respect to the number N of phases of phase modulation is defined. A data inversion circuit that converts the data into a binary signal having a length b with reference to the conversion rule
With
In the above conversion rule between an N-valued signal of length n and a binary signal of length b, for all distance 1 errors of the N-valued signal of length n, the binary signal of length b A demodulation device, wherein a binary signal having a length b and an N-value signal having a length n are associated with each other so as to reduce an average error rate of each bit.
前記位相復調器からの2個の3値信号を入力し、長さ2の三値信号の8個の組((0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1))と長さ3の二値信号8個との間の変換規則として、前記変調装置で用いられた組と同一の変換規則を参照して、長さ3の二値信号に逆変換するデータ逆変換回路と、
を備えたことを特徴とする復調装置。A phase demodulator that inputs a three-phase-modulated wave transmitted from the modulator according to claim 11 and outputs a ternary signal;
The two ternary signals from the phase demodulator are input, and a set of eight ternary signals of length 2 ((0,0), (0,1), (0,2), (1, 0), (1,1), (1,2), (2,0), (2,1)) and eight binary signals of length 3 are used in the modulation device. A data inverse conversion circuit for performing an inverse conversion to a binary signal having a length of 3 with reference to the same conversion rule as the set obtained;
A demodulation device comprising:
前記変調規則が、長さ2の三値信号の8個の組((0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1))に対して、
長さ3の二値信号8個を1組として、
の24組のうちのいずれかの組からなる、ことを特徴とする請求項17記載の変復調システム。The n is 2, the N is 3, the b is 3,
The modulation rule is that a set of eight ternary signals of length 2 ((0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1 , 2), (2, 0), (2, 1)),
As a set of eight binary signals of length 3,
The modulation / demodulation system according to claim 17, wherein the modulation / demodulation system comprises any one of the 24 sets.
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