JP2540958B2 - Digital modulation / demodulation system - Google Patents

Digital modulation / demodulation system

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JP2540958B2
JP2540958B2 JP1261071A JP26107189A JP2540958B2 JP 2540958 B2 JP2540958 B2 JP 2540958B2 JP 1261071 A JP1261071 A JP 1261071A JP 26107189 A JP26107189 A JP 26107189A JP 2540958 B2 JP2540958 B2 JP 2540958B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は直交振幅変調を用いた主データ回線に位相変
調を用いて副データ信号を複合伝送させるディジタル変
復調システムに関する。
The present invention relates to a digital modulation / demodulation system for compositely transmitting a sub data signal by using phase modulation on a main data line using quadrature amplitude modulation.

[従来の技術] 直交振幅変調はその高能率なことから近年搬送波ディ
ジタル伝送方式の主流となりつつある。
[Prior Art] Quadrature amplitude modulation has become the mainstream of carrier wave digital transmission systems in recent years because of its high efficiency.

直交振幅変調を用いた主データ回線に副データ信号を
効率よく複合伝送させるため,主データ信号で変調され
た直交振幅変調波を副データ信号で2αラジアン位相変
調するディジタル変復調システムが提案されている(特
願昭61−24950号)。
A digital modulation / demodulation system has been proposed in which the quadrature amplitude modulation wave modulated by the main data signal is 2α radian phase modulated by the sub data signal in order to efficiently perform composite transmission of the sub data signal on the main data line using quadrature amplitude modulation. (Japanese Patent Application No. 61-24950).

ここで,上記のディジタル変復調システムについて説
明する。
Here, the above digital modulation / demodulation system will be described.

第6図(a)は,16値直交振幅変調波を±αラジアン
位相変調した複合変調波の信号配置図である。
FIG. 6 (a) is a signal arrangement diagram of a composite modulation wave obtained by modulating a 16-value quadrature amplitude modulation wave by ± α radian phase.

主データ信号に対応する16個の信号点Cij(i,jは1〜
4の整数)が副データ信号による±αラジアンの位相変
調で信号点AijまたはBijに変換される。
16 signal points C ij (i, j are 1 to 1) corresponding to the main data signal
4) is converted to the signal point A ij or B ij by the phase modulation of ± α radian by the sub data signal.

信号点がAijまたはBijである複合変調波から,次に説
明するようにして,主データ信号および副データ信号に
再生される。
A composite modulated wave whose signal point is A ij or B ij is reproduced as a main data signal and a sub data signal as described below.

まず,複合変調波を直交位相検波して,信号点Aij
たはBijのP,Q軸への正射影である復調出力P0,Q0を得
る。
First, quadrature phase detection is performed on the composite modulated wave to obtain demodulation outputs P 0 and Q 0 that are orthogonal projections of the signal point A ij or B ij on the P and Q axes.

復調出力P0,Q0を±L,±3Lの識別レベルで多値識別し
て得たデータと0の識別レベルで識別して得たデータと
を論理操作することによって副データ信号を再生でき
る。また,特公昭58−698号公報「位相同期回路」に示
される第7図,第9図の回路を用いて,復調出力P0,Q0
から副データ信号を再生することもできる。
The sub-data signal can be reproduced by logically operating the data obtained by multi-level discrimination of the demodulation outputs P 0 , Q 0 with the discrimination levels of ± L, ± 3L and the data obtained by discrimination with the discrimination level of 0. . In addition, demodulation outputs P 0 and Q 0 are obtained by using the circuits shown in FIGS. 7 and 9 shown in Japanese Patent Publication No. 58-698 “Phase synchronization circuit”.
It is also possible to reproduce the sub data signal from the.

復調出力P0,Q0をアナログ演算回路である+αラジア
ン移相器および−αラジアン移相器を介して多値識別
し,得られた出力データのいずれかを先に得た副データ
信号に対応して選択することにより主データ信号を再生
できる。
The demodulated outputs P 0 and Q 0 are multivalued through the + α radian phase shifter and −α radian phase shifter, which are analog operation circuits, and either of the obtained output data is converted into the previously obtained sub data signal. The main data signal can be reproduced by corresponding selection.

副データ信号の識別余裕は主データ信号の識別余裕よ
り少ないので,両データ信号の符号伝送速度が同じであ
ると,副データ信号の符号誤り率特性が悪くなり,副デ
ータ信号の信号誤りによって主データ信号の再生も誤る
ので,副データ信号の符号伝送速度を主データ信号の符
号伝送速度の整数(m)分の1にし,帯域制限による改
善効果,あるいは多数決判定等による改善効果で副デー
タ信号の符号誤り率特性を十分良くする必要がある。ま
た,αの値を大きくすれば副データ信号の符号誤り率特
性は良くなるが,反対に主データ信号の符号誤り率特性
が悪くなるので,その値には限度があり,16値の場合,0.
16ラジアン程度である。この場合,信号点によって異な
るが,最良点で主データ信号に対して6dB程度のC/N劣化
量となる。16値の場合,mの値を8程度まで小さくするこ
とが可能である。
Since the discrimination margin of the sub-data signal is smaller than that of the main data signal, if the code transmission rates of both data signals are the same, the code error rate characteristic of the sub-data signal deteriorates and the signal error of the sub-data signal causes the main error. Since the reproduction of the data signal is also erroneous, the code transmission speed of the sub data signal is set to be an integer (m) of the code transmission speed of the main data signal, and the sub data signal is improved by the band limitation or the majority decision. It is necessary to sufficiently improve the bit error rate characteristic of. Also, the larger the value of α, the better the bit error rate characteristic of the sub-data signal, but on the contrary, the worse the bit error rate characteristic of the main data signal, so there is a limit to that value. 0.
It is about 16 radians. In this case, although it depends on the signal point, the C / N deterioration amount is about 6 dB with respect to the main data signal at the best point. In the case of 16 values, it is possible to reduce the value of m to about 8.

[発明が解決しようとする問題点] 上述した従来のディジタル変復調システムを用いれ
ば,αおよびmの値を適当に選択することにより,主デ
ータ信号の符号誤り率を劣化させることなく副データ信
号を伝送することができる。
[Problems to be Solved by the Invention] With the above-described conventional digital modulation / demodulation system, by appropriately selecting the values of α and m, the sub data signal can be generated without degrading the code error rate of the main data signal. Can be transmitted.

しかしながらこのシステムにおいては,副データ信号
による位相変調量は主データ信号による変調波の振幅値
によらずαラジアンと一定であり,このため復調側で再
生された副データ信号のC/N値は主データ信号の変調振
幅値によって大きく異なる。
However, in this system, the amount of phase modulation due to the sub-data signal is constant as α radian regardless of the amplitude value of the modulated wave due to the main data signal, and therefore the C / N value of the sub-data signal reproduced on the demodulation side is It greatly depends on the modulation amplitude value of the main data signal.

第6図(a)を参照すると,主データ信号の変調振幅
値が最大の場合の副データ信号の信号レベルはA11B11
得られ,最小の場合はA14B14となる。このように両者の
間には約9dBの差があり,副データ信号の符号誤り率特
性は最悪値のA14B14で決まってしまい,副データ信号の
情報量を多くすることができない。つまり,従来のディ
ジタル変復調システムは効率的でないという問題点があ
る。
Referring to FIG. 6 (a), the signal level of the sub data signal when the modulation amplitude value of the main data signal is maximum is A 11 B 11 , and when it is minimum, it is A 14 B 14 . In this way, there is a difference of about 9 dB between the two, and the bit error rate characteristic of the sub data signal is determined by the worst value A 14 B 14 , and the amount of information in the sub data signal cannot be increased. In other words, the conventional digital modulation / demodulation system is not efficient.

本発明の目的は主データ信号の変調振幅値に応じて副
データ信号による変調位相量を変化させ,副データ信号
の符号誤り率特性をより一層向上させることができるデ
ィジタル変復調システムを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a digital modulation / demodulation system capable of changing the modulation phase amount of a sub data signal according to the modulation amplitude value of the main data signal and further improving the code error rate characteristic of the sub data signal. is there.

[問題点を解決するための手段] 本発明のディジタル変復調システムは,変調装置が符
号伝送速度f1なる主データ信号で変調された直交振幅変
調波を符号伝送速度f2(f1>f2)なる副データ信号で変
調する際,前記直交振幅変調波の振幅値に応じて少なく
とも2αラジアン及び2βラジアンの2つの値から一つ
を選択して位相変調し複合変調波を得る手段を備えてお
り,復調装置が,前記複合変調波を直交位相検波して第
1及び第2の復調信号を得る手段と,前記復調信号を多
値識別して得られたデータ信号を演算して前記副データ
信号を再生する手段と,前記データ信号を受けて前記複
合変調波の振幅値を判別し判別信号を出力するレベル判
別手段と,前記データ信号を受けて前記副データ信号及
び前記判別信号に応じて少なくとも前記2αおよび2β
ラジアンの位相を制御し前記主データ信号を再生する主
データ信号再生手段とを備えている。
[Means for Solving Problems] In the digital modulation / demodulation system of the present invention, the modulator transmits a quadrature amplitude modulated wave modulated by a main data signal having a code transmission rate f 1 to a code transmission rate f 2 (f 1 > f 2). ) Is provided with means for obtaining a composite modulated wave by phase-modulating at least one of two values of 2α radian and 2β radian according to the amplitude value of the quadrature amplitude modulated wave. And a demodulation device that obtains first and second demodulation signals by quadrature phase detection of the composite modulation wave, and multi-valued discrimination of the demodulation signal to calculate a data signal, and the sub-data. Means for reproducing a signal, level discriminating means for receiving the data signal to discriminate the amplitude value of the composite modulated wave and outputting a discriminating signal, and receiving the data signal in response to the sub data signal and the discriminating signal. At least the above α and 2β
Main data signal reproducing means for controlling the phase of radians and reproducing the main data signal.

[実施例] 以下本発明について実施例によって詳細に説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

第1図(a)は本発明による変調装置の一実施例を示
すブロック図であり,主データ信号が16QAMの場合を表
わしており,第6図(b)に示す変調信号装置が得られ
るように構成される。
FIG. 1 (a) is a block diagram showing an embodiment of the modulation device according to the present invention, showing the case where the main data signal is 16QAM, so that the modulation signal device shown in FIG. 6 (b) can be obtained. Is composed of.

第6図(b)では,主データ信号の振幅値が最大と中
間の場合(最大;Ai1Bi1,中間;Ai2Bi2,Ai3Bi3,ここでi
は1〜4)には副データ信号による位相変調量は2αラ
ジアンに,又,主データ信号の振幅値が最小の場合(最
小;Ai4Bi4)には副データ信号による位相変調量は2β
ラジアン(β>α)に設定される。ここで主データ信号
が16QAMの場合ではβの値はαの2倍程度までは設定可
能となる。
In FIG. 6 (b), when the amplitude value of the main data signal is between maximum and intermediate (maximum; A i1 B i1 , intermediate; A i2 B i2 , A i3 B i3 , where i
1 to 4), the amount of phase modulation by the sub data signal is 2α radians, and when the amplitude value of the main data signal is minimum (minimum; A i4 B i4 ), the amount of phase modulation by the sub data signal is 2 β.
It is set to radians (β> α). Here, when the main data signal is 16QAM, the value of β can be set up to about twice the value of α.

第1図(b)を参照して,主データ信号(X1,2及びY
1,2)と副データ信号(D)はROM15及び16に入力され,
ここで,第6図(b)の信号配置をP軸,Q軸に正射影し
た多ビット2値信号が作成され,次にD/A変換器17及び1
8によってアナログ量に変換される。D/A変換器17及び18
の出力はそれぞれローパスフィルタ(LPF)19及び20を
介して掛算器21及び22とπ/2移送器23とで構成される直
交変調器に入力される。そして,ここで局部発振器24の
中間周波(IF)信号に直交変調を施す。これによって出
力として第6図(b)の変調信号配置が得られる。
Referring to FIG. 1 (b), main data signals (X1,2 and Y
1,2) and the sub data signal (D) are input to the ROMs 15 and 16,
Here, a multi-bit binary signal obtained by orthogonally projecting the signal arrangement of FIG. 6 (b) to the P axis and the Q axis is created, and then the D / A converters 17 and 1 are used.
Converted to an analog quantity by 8. D / A converters 17 and 18
Is output to the quadrature modulator composed of the multipliers 21 and 22 and the π / 2 transfer unit 23 via the low-pass filters (LPF) 19 and 20, respectively. Then, the intermediate frequency (IF) signal of the local oscillator 24 is subjected to quadrature modulation here. As a result, the modulation signal arrangement shown in FIG. 6 (b) is obtained as an output.

ここで,第1図(a)を参照して,本発明に用いられ
る復調装置は,入力信号INを増幅する中間周波増幅器1
と,電圧制御発振器(以下VCOという)2と,中間周波
増幅器1の増幅出力とVCO2の発振出力とを入力し復調出
力P0,Q0を出力する直交位相検波器3と,それぞれ復調
出力P0,Q0を増幅するベースバンド増幅器4,5と,それぞ
れベースバンド増幅器4,5の増幅出力を入力し復調デー
タDp,Dqを出力するアナログ・ディジタル変換器(以下
A−D変換器という)6,7と,復調データDpおよびDq
入力し副データ信号Sを出力する副データ信号再生回路
8と,復調データDpおよびDqを副データ信号再生回路8
の遅延量分だけ遅らせる遅延回路13と,遅延回路13出力
を入力して主データ信号の振幅値を判別するレベル判別
回路14と,遅延回路14出力と判別信号Hならびに副デー
タ信号Sを入力し主データ信号X1,X2,Y1,Y2ならびにデ
ータ信号X3,Y3を出力する主データ信号再生回路9と,
データ信号X3,Y3を入力し信号をベースバンド増幅器4,5
へ出力する低域通過濾波器(以下LPFという)10と,そ
れぞれデータ信号X1,X3,Y1およびY3を入力する論理回路
11,12とを備えている。論理回路11は中間周波増幅器1,
ベースバンド増幅器5へ信号を出力し,論理回路12はVC
O2へ信号を出力する。
Here, referring to FIG. 1 (a), the demodulator used in the present invention comprises an intermediate frequency amplifier 1 for amplifying an input signal IN.
, A voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO) 2, a quadrature phase detector 3 which inputs the amplified output of the intermediate frequency amplifier 1 and the oscillation output of VCO 2 and outputs demodulated outputs P 0 and Q 0 , and the demodulated output P respectively. Baseband amplifiers 4 and 5 for amplifying 0 and Q 0, and analog / digital converters (hereinafter referred to as AD converters) that input the amplified outputs of the baseband amplifiers 4 and 5 and output demodulated data D p and D q , respectively. 6, 7 and the demodulated data D p and D q and the sub data signal reproduction circuit 8 that outputs the sub data signal S, and the demodulated data D p and D q to the sub data signal reproduction circuit 8
Of the delay circuit 13, the level discriminating circuit 14 for inputting the output of the delay circuit 13 to discriminate the amplitude value of the main data signal, the output of the delay circuit 14, the discriminating signal H and the sub data signal S. A main data signal reproduction circuit 9 for outputting main data signals X1, X2, Y1, Y2 and data signals X3, Y3,
Input data signals X3 and Y3 and input the signal to baseband amplifier 4,5
Low pass filter (hereinafter referred to as LPF) 10 to be output to and a logic circuit to input data signals X1, X3, Y1 and Y3, respectively.
It has 11,12 and. The logic circuit 11 is an intermediate frequency amplifier 1,
The signal is output to the baseband amplifier 5, and the logic circuit 12 outputs VC
Output signal to O2.

この復調装置は,主データ信号の変調方式として16値
直交振幅変調を用いた例であり,入力信号INは,主デー
タ信号X1,X2,Y1およびY2で変調された16値直交振幅変調
波(その信号点の正規位置は第6図(b)のCijであ
る)を副データ信号Sで16値直交振幅変調波の振幅値が
最大,中間の場合±αラジアン,又振幅値が最小の場合
±βラジアン位相変調した中間周波帯の複合変調波であ
り,その信号点は第6図(b)のAij,Bijである。主デ
ータ信号のうち,信号点CijのP軸方向位置をきめるの
がX1,X2であり,Q軸方向位置をきめるのがY1,Y2であると
する。また,信号点の象限をきめる主データ信号がX1,Y
1であるとする。なお,副データ信号の符号伝送速度は
主データ信号の符号伝送速度のm分の1に設定する。
This demodulator is an example of using 16-valued quadrature amplitude modulation as the modulation method of the main data signal, and the input signal IN is a 16-valued quadrature amplitude modulated wave () obtained by modulating the main data signals X1, X2, Y1 and Y2. (The normal position of the signal point is C ij in FIG. 6 (b)). The sub-data signal S has the maximum amplitude value of the 16-valued quadrature amplitude modulation wave, ± α radian in the middle, and the minimum amplitude value. In this case, it is a composite modulated wave in the intermediate frequency band that is ± β radian phase modulated, and its signal points are A ij and B ij in FIG. 6 (b). Of the main data signals, X1 and X2 determine the position of the signal point C ij in the P-axis direction, and Y1 and Y2 determine the position of the Q-axis direction. In addition, the main data signal that determines the quadrant of the signal point is X1, Y
Suppose it is 1. The code transmission rate of the sub data signal is set to 1 / m of the code transmission rate of the main data signal.

入力信号INは,中間周波増幅器1で所定の振幅に増幅
され,直交位相検波器3でVCO2出力を基準位相として直
交位相検波される。検波出力である復調出力P0,Q0は信
号点AijまたはBijのP,Q軸への正射影である。
The input signal IN is amplified to a predetermined amplitude by the intermediate frequency amplifier 1 and quadrature detected by the quadrature detector 3 with the VCO2 output as a reference phase. A detection output demodulated output P 0, Q 0 is the orthogonal projection of the signal point Aij or B ij P, the Q-axis.

復調出力P0,Q0は,それぞれのベースバンド増幅器4,5
で所定の振幅の増幅され,A−D変換器6,7で多値識別さ
れて復調データDp,Dqに変換される。復調データDp,Dq
ビット数が多いほど以降の信号処理の精度は良くなる
が,16値の場合,8ビット程度で十分である。
The demodulation outputs P 0 and Q 0 are the respective baseband amplifiers 4,5 and
Is amplified with a predetermined amplitude at, multi-valued is discriminated by the AD converters 6 and 7, and is converted into demodulated data D p and D q . The greater the number of bits of the demodulated data D p and D q, the better the accuracy of the signal processing thereafter, but in the case of 16 values, about 8 bits are sufficient.

副データ信号再生回路8は,後述するように,論理回
路とディジタル演算回路とを備えて構成されている。論
理回路は,復調データDp,Dqに対応して係数データを出
力する。ディジタル演算回路は,係数データならびに復
調データDp,Dqをディジタル演算して副データ信号Sを
再生する。
The sub-data signal reproducing circuit 8 is composed of a logic circuit and a digital arithmetic circuit, as will be described later. The logic circuit outputs coefficient data corresponding to the demodulated data D p and D q . The digital operation circuit digitally operates the coefficient data and the demodulated data D p and D q to reproduce the sub data signal S.

主データ信号再生回路9も,後述するように,論理回
路とディジタル演算回路とを備えており,論理回路は,
副データ信号再生回路8が出力した副データ信号Sに対
応して係数データを出力する。ディジタル演算回路は,
係数データならびに復調データDp,Dqをディジタル演算
することにより,復調データDp,Dqから副データ信号S
による位相変調の成分を除去する。このようにして得た
二つのデータの最上位ビットならびに第2位ビットは,
主データ信号X1,Y1ならびにX2,Y2になっている。第3位
ビットがデータ信号X3,Y3である。
The main data signal reproduction circuit 9 also includes a logic circuit and a digital arithmetic circuit, as will be described later.
The coefficient data is output corresponding to the sub data signal S output from the sub data signal reproducing circuit 8. The digital arithmetic circuit is
The coefficient data and the demodulated data D p , D q are digitally calculated to obtain the sub data signal S from the demodulated data D p , D q.
The phase modulation component due to is removed. The most significant bit and the second most significant bit of the two data thus obtained are
The main data signals are X1, Y1 and X2, Y2. The third most significant bit is the data signal X3, Y3.

データ信号X3,Y3は,A−D変換器6,7の入力信号の正規
値からのずれを表わす信号なので,データ信号X3をLPF1
0で低減濾波した出力でベースバンド増幅器4の出力直
流レベルを,また,データ信号Y3をLPF10で低減濾波し
て得た出力でベースバンド増幅器5の出力直流レベルを
制御することによって,A−D変換器6,7の入力信号の直
流成分のドリフトを補償できる。この直流ドリフト補償
の動作については,本発明者による「復調装置」(特開
昭58−101449号公報)に詳細に記述されている。
Since the data signals X3 and Y3 represent the deviations of the input signals of the AD converters 6 and 7 from the normal values, the data signal X3 is set to LPF1.
By controlling the output DC level of the baseband amplifier 4 with the output reduced and filtered by 0, and the output DC level of the baseband amplifier 5 by the output obtained by reducing and filtering the data signal Y3 with LPF10, A-D The drift of the DC component of the input signals of the converters 6 and 7 can be compensated. The operation of this DC drift compensation is described in detail in the "demodulator" by the present inventor (Japanese Patent Laid-Open No. 58-101449).

論理回路11は,データ信号X1,X3,Y1およびY3から得た
二つの信号で中間周波増幅器1およびベースバンド増幅
器5の利得を制御することにより,A−D変換器6,7の入
力信号振幅を正規値に保つ回路であり,その構成ならび
に動作については,本発明者による「自動利得制御回
路」(特開昭59−169256号公報)に詳細に記述されてい
る。
The logic circuit 11 controls the gains of the intermediate frequency amplifier 1 and the baseband amplifier 5 with the two signals obtained from the data signals X1, X3, Y1 and Y3, so that the input signal amplitudes of the AD converters 6 and 7 are controlled. Is a circuit for maintaining a normal value, and its configuration and operation are described in detail in "Automatic Gain Control Circuit" (Japanese Patent Laid-Open No. 59-169256) by the present inventor.

論理回路12は,データ信号X1,X3,Y1およびY3から得た
信号でVCO2を制御して位相同期ループを形成する回路で
あり,その構成ならびに動作については,本発明者によ
る「搬送波再生回路」(特開昭57−131151号公報)に詳
細に記述されている。
The logic circuit 12 is a circuit that forms a phase locked loop by controlling VCO2 with the signals obtained from the data signals X1, X3, Y1 and Y3. Regarding the configuration and operation, the "carrier recovery circuit" by the present inventor is used. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-131151).

第2図(a),(b)は,副データ信号再生回路8の
二つの構成例を示すブロック図である。
FIGS. 2A and 2B are block diagrams showing two configuration examples of the sub data signal reproducing circuit 8.

第2図(a)示す副データ信号再生回路8は,復調デ
ータDpおよびDqを入力し係数データMp1およびMq1を出力
する論理回路81と,それぞれ復調データDp,Dqと係数デ
ータMp1,Mq1とを入力する掛算器82,83と,掛算器82の出
力から掛算器83の出力を減算する減算器84と,減算器84
の出力を入力し副データ信号Sを出力する多数決判定回
路85とを備えている。
The sub-data signal reproducing circuit 8 shown in FIG. 2 (a) includes a logic circuit 81 which inputs demodulated data D p and D q and outputs coefficient data M p1 and M q1 , and demodulated data D p and D q and coefficients, respectively. Multipliers 82 and 83 to which the data M p1 and M q1 are input, a subtracter 84 that subtracts the output of the multiplier 83 from the output of the multiplier 82, and a subtractor 84
And a majority decision circuit 85 for receiving the output of the sub-data signal S and outputting the sub-data signal S.

論理回路81は,主データ信号X1,X2ならびにY1,Y2に対
応する復調データDpならびにDqの上位2ビットから信号
点Cijの位置(i,jの値)を判別して,判別結果に対応し
て係数データMp1およびMq1を出力する。
The logic circuit 81 determines the position (value of i, j) of the signal point C ij from the upper 2 bits of the demodulated data D p and D q corresponding to the main data signals X1, X2 and Y1, Y2, and the determination result And outputs coefficient data M p1 and M q1 .

この対応関係を第3図(a),(b)に示す。第3図
(a)は,信号点Cijと係数データMp1,Mq1の絶対値との
対応関係を示す説明図である。第3図(b)は,信号点
Cijと係数データMp1,Mq1の極性との対応関係を示す説明
図である。
This correspondence is shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). FIG. 3A is an explanatory diagram showing the correspondence between the signal points C ij and the absolute values of the coefficient data M p1 and M q1 . Figure 3 (b) shows the signal points
It is explanatory drawing which shows the correspondence of C ij and the polarities of coefficient data M p1 and M q1 .

信号点Cijが第1象限または第3象限にある場合(i
が1または3,jが1〜4の場合),掛算器82,83は信号点
Aijに対応する復調データDp,Dqを信号点A11付近に対応
するデータに変換し,信号点Bijに対応する復調データD
p,Dqを信号点B11付近に対応するデータに変換する。そ
の結果,減算器84が出力するデータ列は,等価的に副デ
ータ信号Sのアナログ量を表わすが,そのうちの最上位
ビットは,信号点がAijであるとき正,信号点がBijであ
るとき負であることを示すデータになる。信号点Cij
第2象限または第4象限にある場合(iが2または4,j
が1〜4の場合)は,掛算器82,83は信号点AijまたはB
ijに対応する復調データDp,Dqを信号点B31付近または信
号点A31付近に対応するデータに変換するので,この場
合も,減算器84が出力するデータ列の最上位ビットは,
信号点がAijのとき正,Bijのとき負であることを示すデ
ータになる。したがって,減算器84が出力するデータ列
の最上位ビットが正を示すか負を示すかしらべれば,信
号点がAijであるかBijであるかがわかる,いいかえれば
副データ信号Sが得られる。
When the signal point C ij is in the first quadrant or the third quadrant (i
Is 1 or 3, j is 1 to 4), the multipliers 82 and 83 are signal points
Demodulated data D p , D q corresponding to A ij are converted into data corresponding to signal point A 11 and demodulated data D ij corresponding to signal point B ij
Convert p and D q into data corresponding to the vicinity of signal point B 11 . As a result, the data string output by the subtractor 84 equivalently represents the analog amount of the sub-data signal S, the most significant bit of which is positive when the signal point is A ij and is the signal point B ij . At some point, the data will be negative. When the signal point C ij is in the second or fourth quadrant (i is 2 or 4, j
Is 1 to 4), the multipliers 82 and 83 are the signal points A ij or B.
Since the demodulated data D p , D q corresponding to ij are converted into data corresponding to the vicinity of the signal point B 31 or the vicinity of the signal point A 31 , in this case as well, the most significant bit of the data string output by the subtractor 84 is
The data indicates that the signal points are positive when A ij and negative when B ij . Therefore, by checking whether the most significant bit of the data string output from the subtractor 84 is positive or negative, it can be determined whether the signal point is A ij or B ij . In other words, the sub data signal S is can get.

減算器84のデータ列出力速度は主データ信号の符号伝
送速度に等しいから,減算器84は副データ信号Sの1符
号に対しm回データ列を出力する。多数決判定回路85
は,減算器84出力の最上位ビットをm回計数して多数決
判定し,判定結果を副データ信号Sとしてm回分の期間
出力する。この多数決論理操作によって,副データ信号
Sの符号誤り率特性が改善される。
Since the data string output speed of the subtractor 84 is equal to the code transmission speed of the main data signal, the subtractor 84 outputs the data string m times for one code of the sub data signal S. Majority decision circuit 85
Outputs the judgment result as a sub data signal S for a period of m times by counting the most significant bits of the output of the subtractor 84 m times and making a majority decision. This majority logic operation improves the code error rate characteristic of the sub data signal S.

第2図(b)に示す副データ信号再生回路8は,第2
図(a)に示す副データ信号再生回路8から多数決判定
回路85を取除き,D−A変換器86,LPF87,A−D変換器88を
付加して構成されている。
The sub data signal reproducing circuit 8 shown in FIG.
It is configured by removing the majority decision circuit 85 from the sub data signal reproduction circuit 8 shown in FIG. 9A and adding a DA converter 86, an LPF 87, and an AD converter 88.

減算器84が出力するデータ列はD−A変換器86でアナ
ログ値に変換され,LPF87で帯域制限され,1ビットのA−
D変換器88でディジタル化されて副データ信号Sとな
る。LPF87の帯域制限によって,副データ信号Sの符号
誤り率特性が改善される。LPF87の帯域は,主データ信
号の符号伝送速度の1/m付近に設定する。
The data string output by the subtractor 84 is converted into an analog value by the DA converter 86, band-limited by the LPF 87, and 1-bit A-
It is digitized by the D converter 88 and becomes the sub data signal S. Due to the band limitation of the LPF 87, the code error rate characteristic of the sub data signal S is improved. The band of LPF87 is set near 1 / m of the code transmission rate of the main data signal.

第4図は,主データ信号再生回路9を示すブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram showing the main data signal reproducing circuit 9.

第4図に示す主データ信号再生回路9は,副データ信
号Sを入力し,係数データMp2,Mq2を出力する論理回路9
2と,復調データDqと係数データMp2とを入力する掛算器
93と,復調データDpと係数データMq2とを入力する掛算
器94と,復調データDpと掛算器93の出力データとを入力
し,データ信号X1〜X3を出力する加算器95と,復調デー
タDqと掛算器94の出力データとを入力し,データ信号Y1
〜Y3を出力する加算器96とを備えている。
The main data signal reproducing circuit 9 shown in FIG. 4 receives the sub data signal S and outputs the coefficient data M p2 and M q2.
2, a multiplier for inputting demodulated data D q and coefficient data M p2
93, a multiplier 94 that inputs the demodulated data D p and the coefficient data M q2 , an adder 95 that inputs the demodulated data D p and the output data of the multiplier 93, and outputs data signals X1 to X3, The demodulated data D q and the output data of the multiplier 94 are input, and the data signal Y1
And an adder 96 that outputs Y3.

主データ信号再生回路9の入力に設けられている遅延
回路13は,復調データDp,Dqを遅延させる。この遅延時
間は,副データ信号Sの1符号を得るのに用いられた最
初の復調データDp,Dqが副データ信号再生回路8に入力
してから副データ信号Sのその符号の先頭までの時間に
設定される。この設定によって,主データ信号再生回路
9に副データ信号Sの1符号が入力している間その符号
を得るのに用いた復調データDp,Dqが掛算器93,94ならび
に加算器95,96に入力する。
The delay circuit 13 provided at the input of the main data signal reproducing circuit 9 delays the demodulated data D p and D q . This delay time is from the input of the first demodulated data D p , D q used to obtain one code of the sub data signal S to the sub data signal reproduction circuit 8 to the beginning of the code of the sub data signal S. Set to the time. By this setting, the demodulated data D p and D q used to obtain one code of the sub data signal S while the one code of the sub data signal S is being inputted to the main data signal reproducing circuit 9 are multiplied by the multipliers 93, 94 and the adder 95, Enter in 96.

論理回路92は,副データ信号Sとレベル判定信号Hに
応じて第5図に示す関係の係数データMp2,Mq2を出力す
る。図中,H信号が1の場合主データ信号の振幅値が最
大,中間,Oの場合最小を表わしている。
The logic circuit 92 outputs coefficient data M p2 and M q2 having the relationship shown in FIG. 5 according to the sub data signal S and the level determination signal H. In the figure, the amplitude value of the main data signal is maximum when the H signal is 1, and is minimum when the H signal is O.

掛算器93,94ならびに加算器95,96によるディジタル演
算は,加算器95,96の加算結果データD95,D96と表わす
と,H信号が1の場合次のように書ける。
The digital operation by the multipliers 93, 94 and the adders 95 , 96 is expressed as the addition result data D 95 , D 96 of the adders 95 , 96, and can be written as follows when the H signal is 1.

ただし,副データ信号Sの値が信号点Ai(1〜3)
に対応するとき上側の正負符号,信号点Bi(1〜3)
に対応するとき下側の正負符号をとる。
However, if the value of the sub data signal S is the signal point A i (1 to 3)
Corresponding to the positive and negative signs on the upper side, signal point B i (1 to 3)
When it corresponds to, the lower sign is taken.

(1)式は,値が一定の係数(1/cosα)を無視する
と,信号点Ai(1〜3)またはBi(1〜3)に対応
するベクトル(Dp,Dq)をαラジアンまたは−αラジア
ン回転する式になっているから,復調データDp,Dqが信
号点Ai(1〜3)に対応するデータであっても信号点
i(1〜3)に対応するデータであっても,データD
95,D96は信号点Ci(1〜3)に対応するデータにな
る。H信号がOの場合(主信号が最小)も同様であり,
主データ信号再生回路9は信号点Ai4またはBi4に対応す
るベクトル(Dp,Dq)をβラジアンまたは−βラジアン
回転させるから,復調データDp,Dqが信号点Ai4に対応す
るデータであっても信号点Bi4に対応するデータであっ
ても,データD95,D96は信号点Ci4に対応するデータにな
る。したがって,データD95,D96は復調データDp,Dqから
副データ信号Sによる位相変調の成分を除去したデータ
になっている。
In the equation (1), when the coefficient (1 / cosα) having a constant value is ignored, the vector (D p , D q ) corresponding to the signal point A i (1 to 3) or B i (1 to 3) is expressed by α. Since the formula is such that radians or −α radians are rotated, even if the demodulated data D p and D q are data corresponding to the signal points A i (1 to 3), they correspond to the signal points B i (1 to 3) . Data D
95 and D 96 are data corresponding to the signal points C i (1 to 3) . The same applies when the H signal is O (the main signal is the minimum),
Since the main data signal reproducing circuit 9 rotates the vector (D p , D q ) corresponding to the signal point A i4 or B i4 by β radians or −β radians, the demodulated data D p , D q corresponds to the signal point A i4 . be data corresponding to the signal point B i4 be the data, the data D 95, D 96 is the data corresponding to the signal point C i4. Therefore, the data D 95 and D 96 are data obtained by removing the phase modulation component of the sub data signal S from the demodulated data D p and D q .

加算器95,96は,加算結果データD95,D96のそれぞれ上
位3ビットをデータ信号X1〜X3,Y1〜Y3として出力す
る。
The adders 95 and 96 output the upper 3 bits of the addition result data D 95 and D 96 , respectively, as data signals X1 to X3 and Y1 to Y3.

以上説明したように本発明では,主データ信号の振幅
値が最小の場合,副データ信号の変調位相量を2βラジ
アンとすることができる従来の方式に比して約20log(s
inβ/sinα)のC/N比改善ができ副データ信号の符号誤
り率特性を改善することができる。言換えると主信号と
副信号間の符号速度比mを小さくできる利点がある。
As described above, according to the present invention, when the amplitude value of the main data signal is minimum, the modulation phase amount of the sub data signal can be set to 2β radian, which is about 20 log (s).
In β / sin α) C / N ratio can be improved and the bit error rate characteristic of the sub data signal can be improved. In other words, there is an advantage that the code rate ratio m between the main signal and the sub signal can be reduced.

尚αとβの比はあまり大きくすると,判別信号Hの誤
り波及効果により主信号の符号誤り特性を劣化させるの
で適当な値とすることが必要で主信号が16QAMの場合改
善度として3〜5dBは期待できる。又,実施例において
は主信号の振幅値が最大,中間の場合,副データ信号の
変調位相量は2αラジアンと同一としたが,両者を分け
て最適化を計ることもできる。
It should be noted that if the ratio of α to β is made too large, the code error characteristic of the main signal is deteriorated due to the error ripple effect of the discrimination signal H, so it is necessary to set it to an appropriate value. Can be expected. Further, in the embodiment, when the amplitude value of the main signal is maximum and intermediate, the modulation phase amount of the sub data signal is the same as 2α radian, but it is also possible to optimize the two separately.

以上,主データ信号の変調方式が16値直交振幅変調で
ある場合について本発明の実施例を説明したが,本発明
は16値以上,すなわち,32値,64値,256値等の場合にも同
様に適用できる。その場合は,A−D変換器6,7のビット
数を増し,論理回路91の係数データの種類を増し,か
つ,副データ信号の位相変調量(α,β等)およびmの
値を変更すればよい。なお,副データ信号と主データ信
号とはタイミング同期がとれている必要はなく,非同期
状態であっても動作する。
Although the embodiment of the present invention has been described above in the case where the modulation method of the main data signal is 16-value quadrature amplitude modulation, the present invention is also applicable to the case of 16 values or more, that is, 32 values, 64 values, 256 values, etc. The same applies. In that case, the number of bits of the AD converters 6 and 7 is increased, the type of coefficient data of the logic circuit 91 is increased, and the phase modulation amount (α, β, etc.) of the sub data signal and the value of m are changed. do it. The sub data signal and the main data signal do not need to be synchronized in timing, and can operate even in an asynchronous state.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によるディジタル変復調シ
ステムでは従来に比べて副データ信号のC/N値を約20log
(sinβ/sinα)改善することができ副データ信号の情
報量をより多くすることができる。
[Effects of the Invention] As described above, in the digital modulation / demodulation system according to the present invention, the C / N value of the sub-data signal is about 20 logs as compared with the conventional one.
(Sin β / sin α) can be improved, and the information amount of the sub data signal can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a)は,本発明の復調装置の一実施例を示すブ
ロック図,第1図(b)は本発明の変調装置の一実施例
を示すブロック図,第2図(a)及び(b)は,それぞ
れ第1図に示す実施例における副データ信号再生回路の
構成例を示すブロック図,第3図(a)及び(b)は,
第2図(a)または(b)に示す副データ信号再生回路
における論理回路の入出力関係を示す説明図,第4図
は,第1図に示す実施例における主データ信号再生回路
を示すブロック図,第5図は,第4図に示す主データ信
号再生回路における論理回路の入出力関係を示す説明
図,第6図(a)は,従来方式の複合変調波の信号配置
図,第6図(b)は,本発明による複合変調波の信号配
置図である。 1……中間周波増幅器,2……VCO,3……直交位置検波器,
4,5……ベースバンド増幅器,6,7……A−D変換器,8…
…副データ信号再生回路,9……生データ信号再生回路,1
0……LPF,11,12……論理回路,13……遅延回路,14……レ
ベル判別回路,15,16……ROM,17,18……D/A変換器,19,20
……LPF,21,22……掛算器,23……π/2移相器,24……局
部発振器,81……論理回路,82,83……掛算器,84……減算
器,92……論理回路,93,94……掛算器,95,96……加算
器。
FIG. 1 (a) is a block diagram showing an embodiment of a demodulating device of the present invention, FIG. 1 (b) is a block diagram showing an embodiment of a modulating device of the present invention, FIG. 2 (a) and FIG. 3B is a block diagram showing a configuration example of the sub data signal reproducing circuit in the embodiment shown in FIG. 1, and FIGS. 3A and 3B are
2 (a) or 2 (b) is an explanatory view showing the input / output relation of the logic circuit in the sub data signal reproducing circuit, and FIG. 4 is a block showing the main data signal reproducing circuit in the embodiment shown in FIG. 5 and 5 are explanatory diagrams showing the input / output relationship of the logic circuit in the main data signal reproducing circuit shown in FIG. 4, and FIG. 6 (a) is a signal arrangement diagram of a composite modulated wave of the conventional system, FIG. FIG. 1B is a signal arrangement diagram of the composite modulated wave according to the present invention. 1 ... Intermediate frequency amplifier, 2 ... VCO, 3 ... Quadrature position detector,
4, 5 ... Baseband amplifier, 6, 7 ... AD converter, 8 ...
… Sub data signal regeneration circuit, 9 …… Raw data signal regeneration circuit, 1
0 …… LPF, 11,12 …… Logic circuit, 13 …… Delay circuit, 14 …… Level discrimination circuit, 15,16 …… ROM, 17,18 …… D / A converter, 19,20
...... LPF, 21,22 …… Multiplier, 23 …… π / 2 phase shifter, 24 …… Local oscillator, 81 …… Logic circuit, 82,83 …… Multiplier, 84 …… Subtractor, 92… … Logic circuit, 93,94 …… Multiplier, 95,96 …… Adder.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の符号伝送速度の主データ信号と該第
1の符号伝送速度より遅い第2の符号伝送速度の副デー
タ信号とを受け、論理操作の結果得られた出力をディジ
タルアナログ変換した信号出力を直交振幅変調器に与え
て前記主データ信号による多値直交振幅変調波(多値数
は4値を越える値)に対して前記副データ信号による位
相変調が行われた複合変調信号を得る変調装置であっ
て、前記多値直交振幅変調波の振幅レベルに応じて前記
副データ信号による変調位相量を予め定められた値に変
化させ前記振幅レベルが相対的に小さくなる際前記変調
位相量を相対的に大きくなるように制御する手段を有す
ることを特徴とする変調装置。
1. A digital-analog output which is obtained as a result of logical operation by receiving a main data signal of a first code transmission rate and a sub-data signal of a second code transmission rate slower than the first code transmission rate. The converted signal output is given to a quadrature amplitude modulator, and the multi-valued quadrature amplitude modulation wave (the number of multi-values is more than 4) by the main data signal is subjected to phase modulation by the sub data signal. A modulator for obtaining a signal, wherein when the amplitude level becomes relatively small by changing the modulation phase amount by the sub data signal to a predetermined value according to the amplitude level of the multilevel quadrature amplitude modulation wave, A modulation device comprising means for controlling the modulation phase amount so as to be relatively large.
【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載の変調装置と
ともに用いられ、前記複合変調信号を直交位相検波して
第1及び第2の復調信号を得る第1の復調手段と、該復
調信号を多値識別してデータ信号を得る第2の復調手段
と、該データ信号から前記副データ信号を再生する第1
の再生手段と、前記データ信号を受けて前記多値直交振
幅変調波の振幅レベルを判別し判別信号を出力するレベ
ル判別手段と、前記判別信号に応じて前記データ信号か
ら前記振幅レベルに対応する前記変調位相量を除去して
前記主データ信号を再生する第2の再生手段とを有する
ことを特徴とする復調装置。
2. A first demodulation means which is used with the modulator according to claim 1 to obtain a first demodulation signal and a second demodulation signal by quadrature phase detection of the composite modulation signal, and the demodulation means. Second demodulation means for multi-value identifying a signal to obtain a data signal, and first demodulation means for reproducing the sub-data signal from the data signal
Reproducing means, level discrimination means for receiving the data signal and discriminating the amplitude level of the multi-valued quadrature amplitude modulated wave and outputting a discrimination signal, and corresponding to the amplitude level from the data signal in response to the discrimination signal. And a second reproducing means for reproducing the main data signal by removing the modulation phase amount.
【請求項3】第1の符号伝送速度の主データ信号と該第
1の符号伝送速度より遅い第2の符号伝送速度の副デー
タ信号とを受け、論理操作の結果得られた出力をディジ
タルアナログ変換した信号出力を直交振幅変調器に与え
て前記主データ信号による多値直交振幅変調波(多値数
は4値を越える値)に対して前記副データ信号による位
相変調が行われた複合変調信号を得る際、前記多値直交
振幅変調波の振幅レベルに応じて前記副データ信号によ
る変調位相量を予め定められた値に変化させ前記振幅レ
ベルが相対的に小さくなる際前記変調位相量を相対的に
大きくなるように制御する変調装置を有するとともに、
前記複合変調信号を直交位相検波して第1及び第2の復
調信号を得る第1の復調手段と、該復調信号を多値識別
してデータ信号を得る第2の復調手段と、該データ信号
から前記副データ信号を再生する第1の再生手段と、前
記データ信号を受けて前記多値直交振幅変調波の振幅レ
ベルを判別し判別信号を出力するレベル判別手段と、前
記判別信号に応じて前記データ信号から前記振幅レベル
に対応する前記変調位相量を除去して前記主データ信号
を再生する第2の再生手段とを有する復調装置を有する
ことを特徴とするディジタル変復調システム。
3. An output obtained as a result of the logical operation is received as a digital analog signal by receiving a main data signal having a first code transmission rate and a sub data signal having a second code transmission rate which is slower than the first code transmission rate. The converted signal output is given to a quadrature amplitude modulator, and the multi-valued quadrature amplitude modulation wave (the number of multi-values is more than 4) by the main data signal is subjected to phase modulation by the sub data signal. When obtaining a signal, the modulation phase amount by the sub data signal is changed to a predetermined value according to the amplitude level of the multilevel quadrature amplitude modulation wave, and the modulation phase amount is changed when the amplitude level becomes relatively small. With a modulator that controls it to be relatively large,
First demodulation means for quadrature phase detection of the composite modulated signal to obtain first and second demodulation signals, second demodulation means for multivalued discrimination of the demodulation signals to obtain a data signal, and the data signal A first reproducing means for reproducing the sub-data signal from the above, a level discriminating means for receiving the data signal, discriminating the amplitude level of the multi-valued quadrature amplitude modulated wave, and outputting a discriminating signal; A digital modulation / demodulation system comprising: a demodulating device having a second reproducing means for reproducing the main data signal by removing the modulation phase amount corresponding to the amplitude level from the data signal.
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