JP2007288670A - Digital multivalued quadrature amplitude modulation method and apparatus and digital multivalued quadrature amplitude demodulation apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid a malfunction with respect to a clock synchronizing operation, reproduction carrier synchronizing operation and automatic gain control operation caused by the mutual difference in the distribution of generation probabilities between signal points orthogonally projected on an in-phase axis and a quadrature axis in one quadrant of a single symbol. <P>SOLUTION: If the generation probabilities of signal points on the in-phase axis and the quadrature axis in one quadrant are different from each other, the arrangement of signal points of a first symbol is made different from the arrangement of signal points of a second symbol so as to make equal to each other the distribution of generation probabilities between the signal points on the in-phase axis and the quadrature axis as an average value for a plurality of symbols. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、入力されたデータについて複数のシンボル毎に象限内に信号点を配置して変調を行うディジタル多値直交振幅変調方法、ディジタル多値直交振幅変調装置及びディジタル多値直交振幅復調装置に関し、特に、複数のシンボルの信号点の配置技術に関する。   The present invention relates to a digital multi-level quadrature amplitude modulation method, a digital multi-level quadrature amplitude modulation device, and a digital multi-level quadrature amplitude demodulation device that perform modulation by arranging signal points in quadrants for each of a plurality of symbols with respect to input data. In particular, the present invention relates to a technique for arranging signal points of a plurality of symbols.

ディジタル多値直交振幅変複調装置において、多値数を３×２P-2（ｐ≧４、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置が提案されている。 In the digital multi-level quadrature amplitude modulation / double-tone device, a digital multi-level quadrature amplitude modulation / double-tone device having a multi-value number of 3 × 2 P−2 (p ≧ 4, integer) has been proposed.

非特許文献１には、多値直交変調方式として１２ＱＡＭ及び２４ＱＡＭの信号点配置の技術が示されている。文献中、表３．４．５に「１２ＱＡＭの符号化規則」、表３．４．６に「１２ＱＡＭのシェーパー変換規則」、図３．７．５に「１２ＱＡＭの信号空間ダイヤグラム」がそれぞれ示されている。また、文献中、表３．４．８に「２４ＱＡＭの符号化規則」、表３．４．９に「２４２ＱＡＭのシェーパー変換規則」、図３．７．７に「２４ＱＡＭの信号空間ダイヤグラム」がそれぞれ示されている。非特許文献２は、「多値数を２の自然数乗としないＭ−ＱＡＭ方式の構成と誤り率特性の検討」であり、文献中、図５に１２ＱＡＭ及び２４ＱＡＭの信号点配置の技術が示されている。   Non-Patent Document 1 discloses a 12QAM and 24QAM signal point arrangement technique as a multi-level orthogonal modulation system. In the literature, Table 3.4.5 shows "12QAM coding rules", Table 3.4.6 shows "12QAM shaper conversion rules", and Fig. 3.7.5 shows "12QAM signal space diagram". Has been. Also, in the literature, Table 3.4.8 shows “24QAM coding rules”, Table 3.4.9 shows “242QAM shaper conversion rules”, and FIG. 3.7.7 shows “24QAM signal space diagram”. Each is shown. Non-Patent Document 2 is “Consideration of M-QAM System Configuration and Error Rate Characteristic That Does Not Make Multi-Level Numbers Power of 2”, and FIG. 5 shows a technique for signal point arrangement of 12QAM and 24QAM. Has been.

特許文献１，２は、多値数を２の自然数乗としない多値直交振幅変調方式の一般的な構成を開示しており、また、特許文献３は、多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置の構成を開示している。また、特許文献４には、二値信号を構成するｎビットの内の２ビットを、第一の位相面の４つの象限の識別に対応させ、残りの（ｎ−２）ビットの内の２ビットを第二の位相面の４つの象限の識別に対応させ、ｎビットの内の３ビットの二値信号を２桁の三値信号（Ｔ１，Ｔ２）に変換し、三値信号を第一および第二の位相面に９０度の回転対称又は軸対象にマッピングすることにより、シンボル誤りに対するビット誤りを低減する技術が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose a general configuration of a multi-value quadrature amplitude modulation system in which the multi-value number is not a power of 2 and Patent Document 3 discloses a multi-value number of 3 × 2 p−. 2 discloses a configuration of a digital multi-value quadrature amplitude modulation / detuning device with p ≧ 4 and an integer. Further, in Patent Document 4, two of n bits constituting a binary signal are associated with identification of four quadrants of the first phase plane, and 2 of the remaining (n−2) bits. The bits correspond to the identification of the four quadrants of the second phase plane, the binary signal of 3 bits out of n bits is converted into a 2-digit ternary signal (T1, T2), and the ternary signal is converted into the first ternary signal. In addition, a technique is disclosed in which bit errors with respect to symbol errors are reduced by mapping 90-degree rotational symmetry or axial objects on the second phase plane.

また、ディジタル多値直交振幅変複調装置において、多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置が提案されており、例えば、非特許文献３のＦｉｇ．１に、多値直交変調方式として３２ＱＡＭの技術が、信号点数を４×８とする信号点配置のＲｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ３２ＱＡＭとして示されている。 In addition, in the digital multi-value quadrature amplitude modulation / double-tone device, there has been proposed a digital multi-value quadrature amplitude modulation / double-tone device in which the number of multi-values is 2 2n + 1 (n ≧ 2, integer). 3 of FIG. 1 shows a technique of 32QAM as a multi-level orthogonal modulation scheme as Rectangular 32QAM having a signal point arrangement with 4 × 8 signal points.

なお、これらの多値数を２2n+1とするＱＡＭでは、非特許文献３に示されたＣｒｏｓｓ ＱＡＭとして対称性を改善した信号点配置もある。しかし、これは、隣接する信号点の間のハミング距離を１にできないために、誤り率特性で劣ることと、１つのシンボル誤りで２ビット誤りを発生する場合がある点で、Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ＱＡＭに劣る。
特許第２６６１３６３号公報 特許第３０６０５３１号公報 特許第３５１２０２５号公報 特開２００５−２６０７４５号公報 電波産業界（ＡＲＩＢ）、“第二世代コードレス電話システム標準規格（第１分冊）／（第２分冊）”，RCR STD-28-1/ RCR STD-28-2，March 2002． 野田誠一，斉藤洋一，吉田彰顕，“多値数を２の自然数乗としないM-QAM方式の構成と誤り率特性の検討”，信学論(Ｂ)，vol.J88-B, no.5, pp.921-932, May 2005. P.K. Vitthaladevuni, and M.-S. Alouini, “Exact BER computation for the cross 32-QAM constellation,” Proc. ISCCS, pp. 643-646, 2004. In addition, in QAM in which these multivalued numbers are 2 2n + 1 , there is a signal point arrangement with improved symmetry as Cross QAM shown in Non-Patent Document 3. However, this is inferior to Rectangular QAM in that the Hamming distance between adjacent signal points cannot be set to 1, so that the error rate characteristic is inferior and a 2-bit error may be generated by one symbol error. .
Japanese Patent No. 2661363 Japanese Patent No. 3060531 Japanese Patent No. 3512025 JP 2005-260745 A Radio Industry (ARIB), “2nd Generation Cordless Telephone System Standard (1st volume) / (2nd volume)”, RCR STD-28-1 / RCR STD-28-2, March 2002. Seiichi Noda, Yoichi Saito, and Akiaki Yoshida, “Construction of M-QAM system without multivalued number as a natural power of 2 and examination of error rate characteristics”, Science theory (B), vol.J88-B, no. 5, pp.921-932, May 2005. PK Vitthaladevuni, and M.-S. Alouini, “Exact BER computation for the cross 32-QAM constellation,” Proc. ISCCS, pp. 643-646, 2004.

上述したようなディジタル多値直交振幅変調装置においては、単一のシンボルの１つの象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が異なる。つまり、信号点の発生確率の分布が、原点に対してｎ×９０度（ｎ＝０，１，・・・，３）またはｎ×４５度（ｎ＝０，１，・・・，７）の回転において異なる。   In the digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus as described above, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is different in one quadrant of a single symbol. That is, the distribution of the occurrence probability of signal points is n × 90 degrees (n = 0, 1,..., 3) or n × 45 degrees (n = 0, 1,..., 7) with respect to the origin. Differ in rotation.

以下にその理由について説明する。   The reason will be described below.

図７は、ディジタル多値直交振幅変調装置において３ビットによって象限内にて表される８状態を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating eight states represented in a quadrant by 3 bits in the digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus.

図７に示すように、ディジタル多値直交振幅変調装置においては、３ビットの表す８状態を、２桁の３値信号として第一シンボルの３値をＴ１、第二シンボルの３値をＴ２として（Ｔ１，Ｔ２）と表して（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）の８状態としている。これにより、信号点Ｔ１，Ｔ２のそれぞれについて、“０”，“１”の発生確率がそれぞれ３／８となり、“２”の発生確率が２／８となっている。   As shown in FIG. 7, in the digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus, 8 states represented by 3 bits are represented by a 2-digit ternary signal, the first symbol ternary value is T1, and the second symbol ternary value is T2. (T1, T2) and (0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), The eight states (2, 1) are set. As a result, the probability of occurrence of “0” and “1” is 3/8, respectively, and the probability of occurrence of “2” is 2/8 for each of the signal points T1 and T2.

図８は、多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す図であり、非特許文献１に示されているものである。 FIG. 8 shows the signal point arrangement of the first and second symbols of 12QAM in a conventional digital multilevel quadrature amplitude modulation / demodulation apparatus having a multilevel number of 3 × 2 p−2 (p ≧ 4, integer). It is a figure and is shown by the nonpatent literature 1. FIG.

図８に示すように、非特許文献１に示されている多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置においては、第一象限の信号点の座標は、（１，１）、（１，３）、（３，１）の３点である。 As shown in FIG. 8, in the digital multi-value quadrature amplitude amplitude modulation / multitone apparatus in which the multi-value number shown in Non-Patent Document 1 is 3 × 2 p−2 (p ≧ 4, integer), the first quadrant The coordinates of the signal point are (1, 1), (1, 3), and (3, 1).

そして、上述した３値（０，１，２）による記号“０”、記号“１”、記号“２”の各々の信号点の発生確率の分布は、上述した８状態から、３／８、３／８、２／８となっている。従って、第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ６／８、２／８となり、直交軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ５／８、３／８となる。   Then, the distribution of the occurrence probability of each signal point of the symbol “0”, the symbol “1”, and the symbol “2” by the above three values (0, 1, 2) is 3/8, 3/8 and 2/8. Therefore, in the first quadrant, the distribution of the occurrence probability of the signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is 6/8, 2 for the value 1 by the coordinate 1 and the value 3 by the coordinate 3 on the in-phase axis, respectively. On the orthogonal axis, the value 1 by coordinate 1 and the value 3 by coordinate 3 are 5/8 and 3/8, respectively.

図９は、多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す図であり、（ａ）は軸対称信号点配置を示す図、（ｂ）は回転対称信号点配置を示す図である。なお、本例は、非特許文献２に示されているものである。 FIG. 9 shows the signal point arrangement of the first and second symbols of 12QAM in a conventional digital multilevel quadrature amplitude modulation / demodulation apparatus having a multilevel number of 3 × 2 p−2 (p ≧ 4, integer). It is a figure, (a) is a figure which shows axisymmetric signal point arrangement | positioning, (b) is a figure which shows rotationally symmetric signal point arrangement | positioning. This example is shown in Non-Patent Document 2.

図９に示すように、非特許文献２の１２ＱＡＭでは、第一象限の信号点の座標は（１，１）、（１，３）、（３，１）の３点である。図６（ａ）に示す軸対称配置においては、差動論理は適用できないが誤り率特性は良くなる。一方、図６（ｂ）に示す回転対称配置においては、誤り率特性は悪くなるが差動論理を適用できる。上述した８状態から、記号“０”、記号“１”、記号“２”の各々の信号点の発生確率の分布は３／８、３／８、２／８となっている。従って、第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ５／８、３／８となり、直交軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ６／８、２／８となる。   As shown in FIG. 9, in 12QAM of Non-Patent Document 2, the coordinates of signal points in the first quadrant are (1, 1), (1, 3), and (3, 1). In the axially symmetric arrangement shown in FIG. 6A, the differential logic cannot be applied, but the error rate characteristic is improved. On the other hand, in the rotationally symmetrical arrangement shown in FIG. 6B, the error rate characteristic is deteriorated, but differential logic can be applied. From the 8 states described above, the distribution of the probability of occurrence of each signal point of the symbols “0”, “1”, and “2” is 3/8, 3/8, and 2/8. Therefore, in the first quadrant, the distribution of the occurrence probability of the signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is 5/8, 3 on the in-phase axis with the value 1 by the coordinate 1 and the value 3 by the coordinate 3, respectively. On the orthogonal axis, the value 1 by the coordinate 1 and the value 3 by the coordinate 3 are 6/8 and 2/8, respectively.

図１０は、多値数を2n+1（ｎ≧２、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における３２ＱＡＭのシンボルの信号点配置を示す図であり、非特許文献３に示されているものである。 FIG. 10 is a diagram showing a signal point arrangement of 32QAM symbols in a conventional digital multi-value quadrature amplitude modulation / demodulation device in which the multi-value number is 2n + 1 (n ≧ 2, integer). It is what is shown.

図１０に示すように、非特許文献３に示されている多値数を2n+1（ｎ≧２、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置においては、第一象限の信号点の座標は、（１，１）、（１，３）、（３，１）、（３，３）、（５，１）、（５，３）、（７，１）、（７，３）の８点である。各々の信号点の発生確率の分布は均等となっている。従って、第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ２／８、２／８、２／８、２／８となり、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ４／８、４／８、０／８、０／８となる。 As shown in FIG. 10, in the digital multivalued quadrature amplitude modulation / detuning apparatus in which the multivalued number shown in Non-Patent Document 3 is 2n + 1 (n ≧ 2, integer), the signal point in the first quadrant The coordinates of (1,1), (1,3), (3,1), (3,3), (5,1), (5,3), (7,1), (7,3 ) 8 points. The distribution of occurrence probability of each signal point is uniform. Therefore, in the first quadrant, the distribution of the occurrence probability of the signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is 2/8, 2/8 with the value 1, the value 3, the value 5, and the value 7, respectively. 2/8, 2/8, and the values 1, 3, 5, and 7 on the orthogonal axis are 4/8, 4/8, 0/8, and 0/8, respectively.

図１１は、多値数を２n（ｎ≧３、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置における６４ＱＡＭのシンボルの信号点配置を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a signal point arrangement of 64QAM symbols in a digital multilevel quadrature amplitude modulation / demodulation apparatus in which the multilevel number is 2 n (n ≧ 3, integer).

図１１に示すように、多値数を２n（ｎ≧３、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置において、６４ＱＡＭでは通常信号点配置は格子状に配置して８×８の正方形となり、第一象限の最大振幅信号点の座標は（７，７）である。しかし、最大信号点を辺の（１，９）または（９，１）に移すことによって、同等の誤り率を実現する平均電力を１０×ｌｏｇ（４３／４２）＝０．１ｂＢだけ小さくすることができる。この場合、第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ４／１６、４／１６、４／１６、３／１６、１／１６となり、直交軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ５／１６、４／１６、４／１６、３／１６、０／１６となる。 As shown in FIG. 11, in a digital multi-value quadrature amplitude modulation / demodulation apparatus with a multi-value number of 2 n (n ≧ 3, an integer), in 64QAM, the normal signal point arrangement is arranged in a grid pattern and 8 × 8 The coordinates of the maximum amplitude signal point in the first quadrant are (7, 7). However, by shifting the maximum signal point to (1, 9) or (9, 1) on the side, the average power for realizing the equivalent error rate is reduced by 10 × log (43/42) = 0.1 bB. Can do. In this case, in the first quadrant, the distribution of the occurrence probability of the signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is 4/16 at the value 1, the value 3, the value 5, the value 7, and the value 9 on the in-phase axis. 4/16, 4/16, 3/16, and 1/16, and on the orthogonal axis, the values 1, 3, 5, 7, and 9 are 5/16, 4/16, 4/16, 3, respectively. / 16 and 0/16.

上述したように同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なる場合、クロック同期動作、再生搬送波の同期動作、自動利得制御動作に対して誤動作が生じてしまうという問題点がある。   As described above, if the distribution of the occurrence probability of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is different from each other, a malfunction occurs in the clock synchronization operation, the recovered carrier synchronization operation, and the automatic gain control operation. There is a problem.

本発明、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なることによるクロック同期動作、再生搬送波の同期動作、自動利得制御動作に対する誤動作を回避することができるディジタル多値直交振幅変調方法、ディジタル多値直交振幅変調装置及びディジタル多値直交振幅復調装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and it is the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant of a single symbol. Digital multi-level quadrature amplitude modulation method, digital multi-level quadrature amplitude modulation device, and digital multi-level quadrature amplitude demodulation capable of avoiding malfunctions due to clock synchronization operation, reproduction carrier synchronization operation, and automatic gain control operation due to different distributions An object is to provide an apparatus.

上記目的を達成するために本発明は、
入力されたデータについて複数のシンボル毎に象限内に信号点を配置して変調を行う場合に、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を前記複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように前記複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置する。 In order to achieve the above object, the present invention provides:
When modulation is performed with signal points arranged in quadrants for each of a plurality of symbols for the input data, the probability of occurrence of signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant is averaged over the plurality of symbols. In this case, the signal points of the plurality of symbols are respectively arranged so that the distribution of the generation probability of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis is equal to each other.

また、データの多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とを互いに異なる配置とすることを特徴とする。 Further, the multi-value number of data is 3 × 2 p−2 (p ≧ 4, integer), and the signal point arrangement of the first symbol and the signal point arrangement of the second symbol are different from each other. .

また、データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とする。 In addition, the multi-value number of data is 2 2n + 1 (n ≧ 2, integer), the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis are 2 n and 2 n + 1 , respectively, and the signal on the in-phase axis The arrangement is characterized in that the same number of symbols and 2 n + 1 and 2 n symbols are used, respectively.

また、データの多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とする。 Further, the second value is obtained by changing the number of multivalued data to 2 n (n ≧ 3, an integer) and switching the signal number of the in-phase axis and the signal number of the orthogonal axis for the first symbol and the first symbol. The arrangement uses the same number of symbols.

上記のように構成された本発明においては、複数のシンボルについて同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を平均した場合に同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなり、それにより、クロック同期動作、再生搬送波の同期動作、自動利得制御動作に対する誤動作を回避することが可能となる。   In the present invention configured as described above, when the occurrence probability of signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis is averaged for a plurality of symbols, the occurrence probability of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis is The distributions are equal to each other, so that it is possible to avoid malfunctions in the clock synchronization operation, the recovered carrier synchronization operation, and the automatic gain control operation.

本発明は、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように複数のシンボルの信号点がそれぞれ配置されているため、複数のシンボルを観測した場合に、信号点の発生確率の分布が、同相軸及び直交軸に折り返した場合に等しくなり、また、同相軸及び直交軸に４５度をなす線に対して折り返した場合に等しくなることによって、信号点の対称性が改善される。その結果、周波数同期動作、クロック同期動作、自動利得制御動作において正確な制御信号を得ることができる。これは、これら同期動作において、信号点の理論的位置に対して平面的なズレ、時間的なズレを誤差信号を生成するために利用しているためである。   In the present invention, when the occurrence probability of signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant is averaged by a plurality of symbols, the distribution of the occurrence probability of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis is mutually equal. Since the signal points of a plurality of symbols are arranged so as to be equal to each other, when a plurality of symbols are observed, the distribution of the occurrence probability of the signal points becomes equal when folded back to the in-phase axis and the orthogonal axis, and The symmetry of the signal points is improved by being equal when folded around a line that forms 45 degrees with the in-phase axis and the orthogonal axis. As a result, an accurate control signal can be obtained in the frequency synchronization operation, the clock synchronization operation, and the automatic gain control operation. This is because in these synchronous operations, a planar shift and a temporal shift are used to generate an error signal with respect to the theoretical position of the signal point.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
図１は、本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第１の実施の形態を説明するための図であり、（ａ）は軸対象配置を示す図、（ｂ）は回転対象配置を示す図である。本図は、多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とするディジタル多値直交振幅変調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of a digital multilevel quadrature amplitude modulation method according to the present invention, where (a) shows an axis object arrangement, and (b) shows a rotation object arrangement. FIG. This figure shows the signal point arrangement of the first and second symbols of 12QAM in the digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus in which the multilevel number is 3 × 2 p−2 (p ≧ 4, integer).

図１に示すように本形態においては、変調データの第一シンボル及び第二シンボルともに、第一象限の信号点の座標は、（１，１）、（１，３）、（３，１）の３点である。そして、図７に示した３値（０，１，２）による記号“０”、記号“１”、記号“２”の各々の信号点の発生確率の分布は、図７に示した８状態から、３／８、３／８、２／８となっている。また、記号“０”、記号“１”、記号“２”の各々の信号点が第一シンボルと第二シンボルとで互いに異なる配置となっている。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, the coordinates of signal points in the first quadrant are (1, 1), (1, 3), (3, 1) for both the first symbol and the second symbol of the modulation data. The three points. Then, the distribution of the occurrence probability of each signal point of the symbol “0”, the symbol “1”, and the symbol “2” by the ternary values (0, 1, 2) shown in FIG. 7 is the eight states shown in FIG. To 3/8, 3/8, and 2/8. Further, the signal points of the symbol “0”, the symbol “1”, and the symbol “2” are arranged differently in the first symbol and the second symbol.

それにより、本形態においては、第一シンボルの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ５／８、３／８となり、また、直交軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ６／８、２／８となる。一方、第二シンボルでの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ６／８、２／８となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ５／８、３／８となる。このように、第一シンボル及び第二シンボルのそれぞれについては、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なっている。   Thereby, in this embodiment, in the first quadrant of the first symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is the value 1 by the coordinate 1 and the coordinate 3 on the in-phase axis. The value 3 by 5 is 5/8 and 3/8, respectively, and on the orthogonal axis, the value 1 by coordinate 1 and the value 3 by coordinate 3 are 6/8 and 2/8, respectively. On the other hand, in the first quadrant of the second symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is 6/8 and 2/8, respectively, with the value 1 and the value 3 on the in-phase axis. Also, on the orthogonal axis, the values 1 and 3 are 5/8 and 3/8, respectively. As described above, for each of the first symbol and the second symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant of a single symbol is different from each other.

ところが、本形態においては、第一シンボルと第二シンボルについて信号点の配置が互いに異なるものであるため、第一シンボルと第二シンボルについて同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率を平均した場合、例えば第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ１１／１６、５／１６となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ１１／１６、５／１６となって互いに等しくなる。   However, in this embodiment, since the signal point arrangements for the first symbol and the second symbol are different from each other, signal points that are orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis for the first symbol and the second symbol are generated. When the probabilities are averaged, for example, in the first quadrant, the distribution of the occurrence probability of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is 11/16 and 5/16, respectively, with the value 1 and the value 3 on the in-phase axis. In the orthogonal axis, the values 1 and 3 are 11/16 and 5/16, respectively, and are equal to each other.

このように、第一シンボルと第二シンボルについて、信号点の配置を互いに異なる配置とすることにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。   As described above, the distribution of the probability of occurrence of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis can be made equal by setting the signal points for the first symbol and the second symbol to be different from each other.

（第２の実施の形態）
図２は、本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第２の実施の形態を説明するための図であり、多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とするディジタル多値直交振幅変調装置における３２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す。 (Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the digital multi-value quadrature amplitude modulation method of the present invention, and the digital multi-value where the multi-value number is 2 2n + 1 (n ≧ 2, integer). The signal point arrangement | positioning of the 1st and 2nd symbol of 32QAM in a quadrature amplitude modulation apparatus is shown.

図２に示すように本形態においては、第一象限の信号点の座標は４×２の格子状に配置されており、また、各々の信号点の発生確率の分布は、変調データの第一及び第二シンボルにおいて均等となっている。また、第一シンボルと第二シンボルとで、４×２の格子形状が９０度異なっている。   As shown in FIG. 2, in this embodiment, the coordinates of the signal points in the first quadrant are arranged in a 4 × 2 grid, and the distribution of the occurrence probability of each signal point is the first of the modulation data. And the second symbol is equal. Further, the 4 × 2 lattice shape differs by 90 degrees between the first symbol and the second symbol.

それにより、本形態では、第一シンボルの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ２／８、２／８、２／８、２／８となり、また、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ４／８、４／８、０／８、０／８となる。一方、第二シンボルでの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ４／８、４／８、０／８、０／８となり、また、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ２／８、２／８、２／８、２／８となる。このように、第一シンボル及び第二シンボルのそれぞれについては、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なっている。   Thereby, in this embodiment, in the first quadrant of the first symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis has values 1, 3, 5, and 7 on the in-phase axis. 2/8, 2/8, 2/8, 2/8, respectively, and on the orthogonal axis, values 1, 3, 5, and 7 are 4/8, 4/8, 0/8, 0, respectively. / 8. On the other hand, in the first quadrant of the second symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is 4/1, with values 1, 3, 5, and 7 on the in-phase axis. 8, 4/8, 0/8, 0/8, and on the orthogonal axis, the values 1, 3, 5, and 7 are 2/8, 2/8, 2/8, and 2/8, respectively. . As described above, for each of the first symbol and the second symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant of a single symbol is different from each other.

ところが、本形態においては、第一シンボルと第二シンボルについて、４×２の格子形状が９０度異なり、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ４と２にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２と４にするシンボルとを同数用いる配置であるため、第一シンボルと第二シンボルについて同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率を平均した場合、例えば第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ６／１６、６／１６、２／１６、２／１６となり、また、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ６／１６、６／１６、２／１６、２／１６となって互いに等しくなる。   However, in this embodiment, for the first symbol and the second symbol, the 4 × 2 lattice shape differs by 90 degrees, the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis is 4 and 2, respectively, The number of signal points and the number of symbols with the orthogonal axis signal points being 2 and 4, respectively, are used, so that the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis for the first symbol and the second symbol For example, in the first quadrant, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is 6/16 at values 1, 3, 5, and 7 on the in-phase axis, respectively. 6/16, 2/16, 2/16, and on the orthogonal axis, the values 1, 3, 5, and 7 are 6/16, 6/16, 2/16, and 2/16, respectively. Become equal to each other.

このように、第一シンボルと第二シンボルについて、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ４と２にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２と４にするシンボルとを同数用いる配置とすることにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。なお、本形態においては、３２ＱＡＭにおいて、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ８と４にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ４と８にするシンボルとを同数用いる配置としているが、データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とすることにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。 In this way, for the first symbol and the second symbol, the in-phase axis signal points and the quadrature axis signal points are 4 and 2, respectively, and the in-phase signal points and the quadrature axis signal points are 2 and 4, respectively. By using an arrangement in which the same number of symbols are used, the distribution of occurrence probabilities of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis can be made equal to each other. In this embodiment, in 32QAM, a symbol that sets the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis to 8 and 4 respectively, and a symbol that sets the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis to 4 and 8, respectively. The number of data is 2 2n + 1 (n ≧ 2, integer), and the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis are 2 n and 2 n + 1 , respectively. Distribution of occurrence probability of each signal point of in-phase axis and quadrature axis by arranging the same number of symbols and symbols having in-phase axis signal points and quadrature axis signal points of 2 n + 1 and 2 n respectively. Can be equal to each other.

（第３の実施の形態）
図３は、本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第３の実施の形態を説明するための図であり、多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とするディジタル多値直交振幅変調装置における８ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す。 (Third embodiment)
FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment of the digital multi-value quadrature amplitude modulation method of the present invention. The digital multi-value with the number of multi-values being 2 2n + 1 (n ≧ 2, integer). The signal point arrangement | positioning of the 1st and 2nd symbol of 8QAM in a quadrature amplitude modulation apparatus is shown.

図３に示すように本形態においては、第一象限の信号点の座標は２×１の格子上に配置されており、各々の信号点の発生確率の分布は、変調データの第一及び第二シンボルにおいて均等となっている。   As shown in FIG. 3, in this embodiment, the coordinates of the signal points in the first quadrant are arranged on a 2 × 1 grid, and the distribution of the probability of occurrence of each signal point is the first and the second of the modulation data. The two symbols are equal.

それにより、本形態では、第一シンボルの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ１／２、１／２となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ２／２、０／２となる。一方、第二シンボルでの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ２／２、０／２となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ１／２、１／２となる。このように、第一シンボル及び第二シンボルのそれぞれについては、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なっている。   Thereby, in this embodiment, in the first quadrant of the first symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is ½ for the value 1 and 3 for the in-phase axis, On the orthogonal axis, the values 1 and 3 are 2/2 and 0/2, respectively. On the other hand, in the first quadrant of the second symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is 2/2 and 0/2 with the value 1 and the value 3 on the in-phase axis, respectively. On the orthogonal axis, the values 1 and 3 are 1/2 and 1/2, respectively. As described above, for each of the first symbol and the second symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant of a single symbol is different from each other.

ところが、第一シンボルと第二シンボルについて、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率を平均した場合、例えば第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ３／４、１／４となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ３／４、１／４となる。   However, for the first symbol and the second symbol, when the occurrence probability of the signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is averaged, for example, in the first quadrant, the signal orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis The distribution of the probability of occurrence of points is 3/4 and 1/4 for the value 1 and value 3 on the in-phase axis, and 3/4 and 1/4 for the value 1 and value 3 on the orthogonal axis, respectively.

これにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。   As a result, the distribution of occurrence probabilities of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis can be made equal to each other.

（第４の実施の形態）
図４は、本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第４の実施の形態を説明するための図であり、多値数を２n（ｎ≧３、整数）とするディジタル多値直交振幅変調装置における６４ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す。 (Fourth embodiment)
FIG. 4 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the digital multi-value quadrature amplitude modulation method of the present invention, and the digital multi-value quadrature amplitude in which the multi-value number is 2 n (n ≧ 3, integer). The signal point arrangement | positioning of the 1st and 2nd symbol of 64QAM in a modulation apparatus is shown.

図４に示すように本形態においては、第一象限の信号点の座標が、４×４の格子上の最大振幅信号点が同相軸または直交軸に沿う領域に移された形に配置されている。各々の信号点の発生確率の分布は、第一及び第二シンボルにおいて均等となっているとなっている。また、第一シンボルと第二シンボルとで、象限毎に、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とが入れ替わった配置となっている。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, the coordinates of the signal points in the first quadrant are arranged such that the maximum amplitude signal point on the 4 × 4 lattice is moved to the region along the in-phase axis or the orthogonal axis. Yes. The distribution of the generation probability of each signal point is uniform in the first and second symbols. Further, the first symbol and the second symbol are arranged such that the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis are switched for each quadrant.

それにより、本形態においては、第一シンボルの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ４／１６、４／１６、４／１６、３／１６、１／１６となり、また、直交軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ５／１６、４／１６、４／１６、３／１６、０／１６となる。一方、第二シンボルでの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ５／１６、４／１６、４／１６、３／１６、０／１６となり、また、直交軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ４／１６、４／１６、４／１６、３／１６、１／１６となる。このように、第一シンボル及び第二シンボルのそれぞれについては、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なっている。   Thereby, in this embodiment, in the first quadrant of the first symbol, the distribution of the occurrence probability of the signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is the value 1, value 3, value 5, 7 and value 9 are 4/16, 4/16, 4/16, 3/16, and 1/16, respectively, and on the orthogonal axis, value 1, value 3, value 5, value 7, and value 9 are 5 / 16, 4/16, 4/16, 3/16, and 0/16. On the other hand, in the first quadrant of the second symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis is the value 1, value 3, value 5, value 7, and value 9 on the in-phase axis. 5/16, 4/16, 4/16, 3/16, and 0/16 respectively, and on the orthogonal axis, the values 1, 3, 5, 7, and 9 are 4/16, 4/16, respectively. 4/16, 3/16, and 1/16. As described above, for each of the first symbol and the second symbol, the distribution of the probability of occurrence of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant of a single symbol is different from each other.

ところが、本形態においては、第一シンボルと第二シンボルとで、象限毎に、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とが入れ替わった配置となっているため、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率を平均した場合、例えば第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ９／３２、８／３２、８／３２、６／３２、１／３２となり、また、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ９／３２、８／３２、８／３２、６／３２、１／３２となる。   However, in this embodiment, in the first symbol and the second symbol, the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the quadrature axis are switched for each quadrant. For example, in the first quadrant, the distribution of the probability of signal points orthogonally projected on the in-phase axis and the orthogonal axis in the first quadrant is the value 1, value 3, 5, value 7 and value 9 are 9/32, 8/32, 8/32, 6/32 and 1/32, respectively, and on the orthogonal axis, value 1, value 3, value 5 and value 7 are 9 / 32, 8/32, 8/32, 6/32, and 1/32.

このように、第一シンボルと第二シンボルとで、象限毎に、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とが入れ替わった配置とし、この第一シンボルと第二シンボルとを同数用いる配置とすることにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。   In this way, in the first symbol and the second symbol, for each quadrant, the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis are switched, and the same number is used for the first symbol and the second symbol. By doing so, it is possible to make the distribution of the occurrence probability of each signal point of the in-phase axis and the orthogonal axis equal to each other.

以下に、上述した４つの実施の形態にて示したディジタル多値直交振幅変調方法を実現するディジタル多値直交振幅変調装置及びディジタル多値直交振幅復調装置について説明する。   The digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus and digital multilevel quadrature amplitude demodulation apparatus that implement the digital multilevel quadrature amplitude modulation method shown in the above-described four embodiments will be described below.

図５は、図１〜図４に示したディジタル多値直交振幅変調方法を実現するためのディジタル多値直交振幅変調装置の実施の一形態を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus for realizing the digital multilevel quadrature amplitude modulation method shown in FIGS.

本形態によるディジタル多値直交振幅変調装置は図５に示すように、直列／並列変換回路１００と、マッピング手段となる複数のマッピング回路１０−１〜１０−Ｎと、多重化回路１１０と、変調器１２０とから構成されている。   As shown in FIG. 5, the digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus according to the present embodiment includes a serial / parallel conversion circuit 100, a plurality of mapping circuits 10-1 to 10-N serving as mapping means, a multiplexing circuit 110, a modulation circuit, and the like. And the device 120.

直列／並列変換回路１００は、入力されたデータとなる入力信号１をＮ個のグループの送信並列信号１−１〜１−Ｎに変換して出力する。   The serial / parallel conversion circuit 100 converts the input signal 1 that is input data into N groups of transmission parallel signals 1-1 to 1-N and outputs them.

マッピング回路１０−１〜１０−Ｎは、直列／並列変換回路１００から出力された送信並列信号１−１〜１−Ｎがそれぞれ入力され、入力された送信並列信号１−１〜１−Ｎのそれぞれについてマッピングを行い、マッピング信号２−１〜２−Ｎとして出力する。この際、上述したように、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置するようなマッピングを行うことになる。   The mapping circuits 10-1 to 10-N receive the transmission parallel signals 1-1 to 1-N output from the serial / parallel conversion circuit 100, respectively, and input the transmission parallel signals 1-1 to 1-N. Mapping is performed for each, and output as mapping signals 2-1 to 2-N. At this time, as described above, when the occurrence probability of signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant is averaged over a plurality of symbols, the occurrence probability of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis Mapping is performed such that signal points of a plurality of symbols are respectively arranged so that the distributions of the symbols are equal to each other.

多重化回路１１０は、マッピング回路１０−１〜１０−Ｎから出力されたマッピング信号２−１〜２−Ｎを時間軸上に多重化して多重化されたマッピング信号３として出力する。   The multiplexing circuit 110 multiplexes the mapping signals 2-1 to 2-N output from the mapping circuits 10-1 to 10-N on the time axis and outputs the multiplexed mapping signal 3.

変調器１２０は、多重化回路１１０から出力されたマッピング信号３を変調波４に変換して出力する。   The modulator 120 converts the mapping signal 3 output from the multiplexing circuit 110 into a modulated wave 4 and outputs it.

上記のように構成されたディジタル多値直交振幅変調装置において、上述したディジタル多値直交振幅変調方法が実現される。具体的には、マッピング回路１０−１〜１０−Ｎにおいて、データの多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とを互いに異なる配置としたり、データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置としたり、データの多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置としたりすることにより、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置するようなマッピングを行うことになる。 In the digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus configured as described above, the digital multilevel quadrature amplitude modulation method described above is realized. Specifically, in the mapping circuits 10-1 to 10-N, the multi-value number of data is 3 × 2 p−2 (p ≧ 4, integer), the signal point arrangement of the first symbol and the signal of the second symbol The point arrangement is different from each other, the multi-value number of data is 2 2n + 1 (n ≧ 2, integer), the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis are 2 n and 2 n + 1 , respectively. And the same number of symbols with the same number of in-phase signal points and orthogonal axis signal points of 2 n + 1 and 2 n , respectively, and the number of data multivalues is 2 n (n ≧ 3, integer) Or the same number of in-phase signals in one quadrant by arranging the same number of first symbols and second symbols in which the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis are interchanged with respect to the first symbol. When the occurrence probability of signal points on the axis and orthogonal axis is averaged with multiple symbols Thus, mapping is performed so that the signal points of a plurality of symbols are respectively arranged so that the distribution of the occurrence probability of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis is equal to each other.

図６は、図５に示したディジタル多値直交振幅変調装置にて変調されて送信されたデータを復調するディジタル多値直交振幅復調装置の実施の一形態を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of a digital multi-value quadrature amplitude demodulator that demodulates data transmitted after being modulated by the digital multi-value quadrature amplitude modulator shown in FIG.

本形態によるディジタル多値直交振幅復調装置は図６に示すように、復調器２２０と、分離化回路２１０と、複数のデマッピング回路２０−１〜２０−Ｎと、並列／直列変換回路２００とから構成されている。   As shown in FIG. 6, the digital multilevel quadrature amplitude demodulator according to the present embodiment includes a demodulator 220, a separation circuit 210, a plurality of demapping circuits 20-1 to 20 -N, and a parallel / serial conversion circuit 200. It is composed of

復調器２２０は、被変調波５を復調信号６に復調して出力する。   The demodulator 220 demodulates the modulated wave 5 into a demodulated signal 6 and outputs it.

分離化回路２１０は、復調器２２０から出力された復調信号６を複数の受信並列信号７−１〜７−Ｎに時間軸上で分離して出力する。   The demultiplexing circuit 210 separates the demodulated signal 6 output from the demodulator 220 into a plurality of received parallel signals 7-1 to 7-N on the time axis, and outputs the separated signals.

デマッピング回路２０−１〜２０−Ｎは、分離化回路２１０から出力された受信並列信号７−１〜７−Ｎが入力され、入力された受信並列信号７−１〜７−Ｎをデマッピング信号８−１〜８−Ｎに変換して出力する。   The demapping circuits 20-1 to 20-N receive the received parallel signals 7-1 to 7-N output from the demultiplexing circuit 210, and demap the received received parallel signals 7-1 to 7-N. Signals 8-1 to 8-N are converted and output.

並列／直列変換器２００は、デマッピング回路２０−１〜２０−Ｎから出力されたデマッピング信号８−１〜８−Ｎを並列直列変換し、出力信号９を生成して出力する。   The parallel / serial converter 200 performs parallel / serial conversion on the demapping signals 8-1 to 8-N output from the demapping circuits 20-1 to 20-N, and generates and outputs an output signal 9.

上記のように構成されたディジタル多値直交振幅復調装置において、図５に示したディジタル多値直交振幅変調装置にて変調されて送信されたデータを復調することになる。   In the digital multi-level quadrature amplitude demodulator configured as described above, the data modulated and transmitted by the digital multi-level quadrature amplitude modulator shown in FIG. 5 is demodulated.

本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第１の実施の形態を説明するための図であり、（ａ）は軸対象配置を示す図、（ｂ）は回転対象配置を示す図である。It is a figure for demonstrating 1st Embodiment of the digital multi-value quadrature amplitude modulation method of this invention, (a) is a figure which shows axial object arrangement | positioning, (b) is a figure which shows rotation object arrangement | positioning. 本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第２の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 2nd Embodiment of the digital multi-value quadrature amplitude modulation method of this invention. 本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第３の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 3rd Embodiment of the digital multi-value quadrature amplitude modulation method of this invention. 本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第４の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 4th Embodiment of the digital multi-value quadrature amplitude modulation method of this invention. 図１〜図４に示したディジタル多値直交振幅変調方法を実現するためのディジタル多値直交振幅変調装置の実施の一形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the digital multi-value quadrature amplitude modulation apparatus for implement | achieving the digital multi-value quadrature amplitude modulation method shown in FIGS. 図５に示したディジタル多値直交振幅変調装置にて変調されて送信されたデータを復調するディジタル多値直交振幅復調装置の実施の一形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the digital multi-value quadrature amplitude demodulation apparatus which demodulates the data modulated and transmitted by the digital multi-value quadrature amplitude modulation apparatus shown in FIG. ディジタル多値直交振幅変調装置において３ビットによって象限内にて表される８状態を示す図である。It is a figure which shows 8 states represented in a quadrant by 3 bits in a digital multi-value quadrature amplitude modulation apparatus. 多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す図である。It is a figure which shows the signal point arrangement | positioning of the 1st and 2nd symbol of 12QAM in the conventional digital multi-value quadrature amplitude amplitude modulation / demodulation apparatus which makes a multi-value number 3 * 2p -2 (p> = 4, integer). 多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す図であり、（ａ）は軸対称信号点配置を示す図、（ｂ）は回転対称信号点配置を示す図である。It is a figure which shows the signal point arrangement | positioning of the 1st and 2nd symbol of 12QAM in the conventional digital multi-value quadrature amplitude modulation / demodulation apparatus which makes multi-value number 3x2p -2 (p> = 4, integer), (A) is a figure which shows axisymmetric signal point arrangement | positioning, (b) is a figure which shows rotationally symmetric signal point arrangement | positioning. 多値数を2n+1（ｎ≧２、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における３２ＱＡＭのシンボルの信号点配置を示す図である。It is a figure which shows the signal point arrangement | positioning of the 32QAM symbol in the conventional digital multi-value quadrature amplitude modulation / demodulation apparatus which makes a multi-value number 2n + 1 (n> = 2, integer). 多値数を２n（ｎ≧３、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置における６４ＱＡＭのシンボルの信号点配置を示す図である。It is a figure which shows the signal point arrangement | positioning of the symbol of 64QAM in the digital multi-value quadrature amplitude modulation / demodulation apparatus which makes a multi-value number 2 n (n> = 3, integer).

符号の説明Explanation of symbols

１ 入力信号
１−１〜１−Ｎ 送信並列信号
２−１〜２−Ｎ，３ マッピング信号
４ 変調波
５ 被変調波
６ 復調信号
７−１〜７−Ｎ 受信並列信号
８−１〜８−Ｎ デマッピング信号
９ 出力信号
１０−１〜１０−Ｎ マッピング回路
２０−１〜２０−Ｎ デマッピング回路
１００ 直列／並列変換回路
１１０ 多重化回路
１２０ 変調器
２００ 並列／直列変換回路
２１０ 分離化回路
２２０ 復調器 1 Input signal 1-1 to 1-N Transmission parallel signal 2-1 to 2-N, 3 Mapping signal 4 Modulated wave 5 Modulated wave 6 Demodulated signal 7-1 to 7-N Received parallel signal 8-1 to 8- N demapping signal 9 output signal 10-1 to 10-N mapping circuit 20-1 to 20-N demapping circuit 100 serial / parallel conversion circuit 110 multiplexing circuit 120 modulator 200 parallel / serial conversion circuit 210 separation circuit 220 Demodulator

Claims (12)

入力されたデータについて複数のシンボル毎に象限内に信号点を配置して変調を行うディジタル多値直交振幅変調方法であって、
１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を前記複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように前記複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置するディジタル多値直交振幅変調方法。 A digital multi-value quadrature amplitude modulation method for performing modulation by arranging a signal point in a quadrant for each of a plurality of symbols for input data,
When the occurrence probability of signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant is averaged by the plurality of symbols, the distribution of the occurrence probability of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis is equal to each other. A digital multilevel quadrature amplitude modulation method in which signal points of the plurality of symbols are respectively arranged in 請求項１に記載のディジタル多値直交振幅変調方法において、
データの多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とを互いに異なる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調方法。 The digital multilevel quadrature amplitude modulation method according to claim 1,
A multi-valued number of data is 3 × 2 p−2 (p ≧ 4, integer), and the signal point arrangement of the first symbol and the signal point arrangement of the second symbol are different from each other. Value quadrature amplitude modulation method. 請求項１に記載のディジタル多値直交振幅変調方法において、
データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調方法。 The digital multilevel quadrature amplitude modulation method according to claim 1,
The number of multivalued data is 2 2n + 1 (n ≧ 2, integer), the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the quadrature axis are 2 n and 2 n + 1 , respectively, A digital multi-level quadrature amplitude modulation method, characterized in that the same number of symbols having 2 n + 1 and 2 n as the number of signal points on the orthogonal axes are used. 請求項１に記載のディジタル多値直交振幅変調方法において、
データの多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調方法。 The digital multilevel quadrature amplitude modulation method according to claim 1,
A second symbol in which the multi-value number of data is 2 n (n ≧ 3, an integer), and the first symbol and the signal number of the in-phase axis and the signal point of the orthogonal axis are interchanged with respect to the first symbol; A digital multilevel quadrature amplitude modulation method characterized in that the same number is used. 入力されたデータについて複数のシンボル毎に象限内に信号点を配置するマッピング手段と、該マッピング手段にてマッピングされたデータを変調波に変換する変調手段とを有するディジタル多値直交振幅変調装置において、
前記マッピング手段は、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を前記複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように前記複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置することを特徴とするディジタル多値直交振幅変調装置。 In a digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus having mapping means for arranging signal points in a quadrant for each of a plurality of symbols for input data and modulation means for converting data mapped by the mapping means into a modulated wave ,
The mapping means distributes the occurrence probability of signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis when the occurrence probability of the signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant is averaged with the plurality of symbols. The digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus is characterized in that signal points of the plurality of symbols are arranged so that are equal to each other. 請求項５に記載のディジタル多値直交振幅変調装置において、
前記マッピング手段は、データの多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とを互いに異なる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調装置。 The digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus according to claim 5,
The mapping means sets the multivalued number of data to 3 × 2 p−2 (p ≧ 4, integer), and the signal point arrangement of the first symbol and the signal point arrangement of the second symbol are different from each other. A digital multi-level quadrature amplitude modulation device. 請求項５に記載のディジタル多値直交振幅変調装置において、
前記マッピング手段は、データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調装置。 The digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus according to claim 5,
The mapping means sets the number of multivalued data to 2 2n + 1 (n ≧ 2, integer), the number of in-phase axis signal points and the number of orthogonal axis signal points to 2 n and 2 n + 1 respectively, A digital multi-level quadrature amplitude modulation apparatus, characterized in that the same number of axial signal points and 2 n + 1 and 2 n symbols are used. 請求項５に記載のディジタル多値直交振幅変調装置において、
前記マッピング手段は、データの多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調装置。 The digital multilevel quadrature amplitude modulation apparatus according to claim 5,
The mapping means sets the multivalued number of data to 2 n (n ≧ 3, integer), and swaps the first symbol and the signal number of the in-phase axis and the signal point of the orthogonal axis for the first symbol. A digital multi-level quadrature amplitude modulation apparatus characterized in that the same number of second symbols are used. 複数のシンボル毎に象限内に信号点が配置されて変調されたデータを復調するディジタル多値直交振幅復調装置であって、
１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように複数のシンボルの信号点がそれぞれ配置されて変調されたデータを復調するディジタル多値直交振幅復調装置。 A digital multi-level quadrature amplitude demodulator that demodulates data modulated with signal points arranged in quadrants for each of a plurality of symbols,
When the occurrence probability of signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis in one quadrant is averaged by a plurality of symbols, the distribution of the occurrence probability of signal points on the in-phase axis and the orthogonal axis is made equal to each other. A digital multilevel quadrature amplitude demodulator that demodulates data modulated by arranging signal points of a plurality of symbols. 請求項９に記載のディジタル多値直交振幅復調装置において、
多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とが互いに異なる配置とされたデータを復調することを特徴とするディジタル多値直交振幅復調装置。 The digital multilevel quadrature amplitude demodulator according to claim 9,
The multi-value number is 3 × 2 p−2 (p ≧ 4, an integer), and data in which the signal point arrangement of the first symbol and the signal point arrangement of the second symbol are different from each other is demodulated. Digital multilevel quadrature amplitude demodulator. 請求項９に記載のディジタル多値直交振幅復調装置において、
多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とされたデータを復調することを特徴とするディジタル多値直交振幅復調装置。 The digital multilevel quadrature amplitude demodulator according to claim 9,
The number of multilevels is 2 2n + 1 (n ≧ 2, integer), the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the quadrature axis are 2 n and 2 n + 1 , respectively, and the number of signal points on the in-phase axis and the quadrature axis A digital multi-level quadrature amplitude demodulating apparatus that demodulates data arranged to use the same number of symbols having 2 n + 1 and 2 n respectively. 請求項９に記載のディジタル多値直交振幅復調装置において、
多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置とされたデータを復調することを特徴とするディジタル多値直交振幅復調装置。 The digital multilevel quadrature amplitude demodulator according to claim 9,
The number of multilevels is 2 n (n ≧ 3, integer), and the same number of first symbols and second symbols obtained by switching the number of signal points on the in-phase axis and the number of signal points on the orthogonal axis for the first symbol A digital multi-value quadrature amplitude demodulator which demodulates data arranged for use.
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