JP2600575B2 - 変復調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力データの変調信号
周波数と搬送波周波数とが整数比になっていないデータ
伝送方式の非同期パルス変復調方式に利用される。本発
明は、変調信号周波数と搬送波周波数とが整数比でない
場合に、変調信号を多点サンプリングにより符号化して
データ伝送するデータ伝送方式において、ジッタを抑圧
するとともに、復号化部において自己同期および同期復
帰が可能な符号化および復号化方法ならびにそのための
変復調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル通信系のディジタル信号の伝
送において、変調信号周波数と伝送路の搬送波周波数と
が等しいかまたはその整数倍に等しい場合には、変調信
号の論理値、１，０が直接搬送波パルスの有無に変換可
能であり、効率のよい変調方式を実現できる。

【０００３】しかし、変調信号周波数と搬送波周波数と
が等しくなく、またはその整数倍になり得ない場合に
は、変調信号の論理値１，０を直接搬送波パルスの有無
に変換することはできない。このような非同期信号のパ
ルス変調方法として従来知られた方法は、搬送波周波数
をサンプリングパルスとして変調信号のサンプリングを
行い、変調信号の１パルスを複数の搬送波パルスに対応
させる方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】まず、変調信号周波数
と搬送波周波数とが非同期の場合には、変調信号の変化
点がサンプリング間隔ＴＳの間にランダムに生起すると
考えられるので、復調時には最大ＴＳ間隔の誤差、すな
わちジッタを時間軸上で生じてしまう問題がある。

【０００５】この問題を改善するためには、サンプリン
グ間隔を整数分の１に小さくする必要がある。前述した
従来の非同期パルス変調方式では、このことは直接搬送
波周波数が整数倍になることを意味するので、変調信号
を伝送する際の伝送効率の低下をまねく問題がある。

【０００６】また、この問題を解決するために、搬送波
周波数の整数倍をサンプリング周波数にとり、サンプリ
ング結果を基に変調信号の変化点位置、変調信号の値な
どを符号化した信号を搬送パルスとして伝送する方式も
考えられる。この方式では、符号化と復号化の同期、す
なわち、復号器で現在何を意味している信号を受信して
いるかを正しく認識していることを前提としている。し
かし、伝送開始時の符号化器と復号化器間での同期確立
や、伝送路上で発生したエラーなどにより同期が外れた
場合の再同期の確立を行う場合の問題があり、また、同
期確立をどのように簡易に行うかの問題がある。

【０００７】本発明は、上述の問題を解決するもので、
非同期信号を多点サンプリングにより符号化してデータ
伝送を行うデータ伝送方式において、ジッタを抑圧する
とともに、復号化器において、自己同期および同期復帰
が可能でありその伝送効率がよい符号化および復号化方
法ならびにそのための変復調装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は、
非同期パルス変調方式での符号化方法に係り、搬送波周
波数が入力データの変調周波数と非同期である場合の入
力データの符号化方法において、入力データをサンプリ
ングクロックによりサンプリングした標本値が前記搬送
波周波数の１周期内で変化しない場合は１時系列前の入
力データが１か０かの状態を示す状態符号（ｃ_n-1 ）を
出力し、前記入力データの標本値が前記搬送波周波数の
１周期内で変化した場合は入力データが０から１へ変化
したか１から０へ変化したかを示す状態変化符号
（ａ_n ）を出力し、続いてその変化時点が前記搬送波周
波数の１周期の前半であるか後半であるかを示す状態変
化位置符号（ｂ_n ）を出力することを特徴とする。

【０００９】本発明の第二の観点は、この符号化された
信号の復号化方法に係り、受信データ符号のｎ（ｎは時
系列を示す）の時点での状態符号（ｃ_n ）と状態変化符
号（ａ_n ）とは同じであり、ｎの時点の状態符号
（ｃ_n ）とｎ＋１の時点の状態変化符号（ａ_n+1 ）とは
異なる規則に基づいて自己同期を確立し、当該時系列で
の状態符号および状態変化符号ならびに状態変化位置符
号に基づいて符号判定を行って受信データを復号するこ
とを特徴とする。

【００１０】なお、受信データについて、変化点を検出
すると、その変化点以降の３ビットについて、状態変化
符号と状態符号とが等しいかを判定する検出後判定処理
を行い、状態変化符号と状態符号とが等しい場合には、
状態変化符号と状態変化位置符号と状態符号とに基づい
て符号判定して受信データを復号し、状態変化符号と状
態符号とが等しくない場合には現状出力を保持すること
ができる。

【００１１】本発明の第三の観点は、上述の符号化復号
化方法に用いられる変復調装置に係り、入力データをサ
ンプリングクロックに基づいてサンプリングする標本化
器と、この標本化器によりサンプリングされた標本値に
基づいて符号化する符号化部と、この符号化部で符号化
された信号を搬送パルスとして送信する送信部と、伝送
路から受信した信号を等化しタイミング抽出および再生
を行いサンプリングクロックおよび識別信号を出力する
受信部と、この受信部で再生した信号を復号する復号化
部とを備えた変復調装置において、前記受信部の出力す
るサンプリングクロックを分周して搬送波周波数の基本
クロックを生成する分周器を備え、前記符号化部は、前
記分周器の出力する基本クロックを入力して、前記標本
化器の標本値が前記基本クロックの１周期内で変化した
かを判定し、変化しないならば１周期間の値を状態符号
として出力し、変化したならばその値が一の論理値から
他方の論理値へ変化したか他方の論理値から一の論理値
へ変化したかを示す状態変化符号と、その変化が基本ク
ロックの前半であるか後半であるかを示す状態変化位置
符号とを出力する手段を備え、前記復号化部は、前記分
周器の出力する基本クロックを入力して、前記受信部で
再生した受信信号について、ｎ（ｎは時系列を示す）の
時点での状態符号と状態変化符号とは等しく、次のｎ＋
１の時点の状態変化符号とｎの時点の状態符号とは等し
くない規則に基づいて自己同期を確立し、前記状態符
号、前記状態変化符号、前記状態変化位置符号を判定し
て受信データの復号化を行う手段を備えたことを特徴と
する。

【００１２】なお、復号化部は、受信データの論理が変
化したことを検出する手段と、その変化点以降から３ビ
ットにおいて、状態符号と状態変化符号とが等しいこと
を検出する手段と、状態符号と状態変化符号とが等しい
場合に、状態変化符号および状態変化位置符号ならびに
状態符号に基づいて当該時点での受信データの論理値を
判定して復号する手段とを備えることができる。

【００１３】また、符号化部および復号化部は、内部に
シフトレジスタを備え、入力データの標本値および受信
信号を前記シフトレジスタに入力してシフトする手段を
備えることができる。

【００１４】

【作用】まず、符号化を説明する。搬送波周波数の１周
期を基本周期とするとき、多点サンプリングされた入力
データ（変調信号）がその基本周期間で変化がなかった
ときには、そのまま前の周期の値を示す状態信号ｃ_n-1
を出力する。基本周期内で変化したときには、０から１
へ変化したか、１から０へ変化したかのいずれかを示す
状態変化符号ａ_n を出力する。そして、その変化が基本
周期の前半で生じたか後半で生じたかを示す状態変化位
置符号ｂ_n を状態変化符号ａ_n に続けて出力する。

【００１５】この符号化データには次の規則が成り立
つ。

【００１６】 規則１ ａ_n ＝ｃ_n 規則２ ｃ_n ≠ａ_n+1 復号化部での復号においては、上記規則１および規則２
に基づいて自己同期を確立する。そして、前記の状態符
号ｃ_n-1 、状態変化符号ａ_n 、状態変化位置符号ｂ_n を
判定し、受信データを復号化する。

【００１７】この復号化手順は、まず、変化点検出処理
で符号化データの変化点を検出すると、検出変化点以降
の３ビットで規則１が成立しているかの確認を行い、成
立している場合には 状態符号ｃ、状態変化符号ａ、状
態変化位置符号ｂにより復号を行って出力データを作成
し、状態符号ｃ以降から再び変化点検出処理に移行す
る。一方、規則１が不成立である場合、出力データは現
状出力を保持し、変化点の直後から変化点検出処理に移
行する。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１９】図１は本発明一実施例の変復調装置の構成
を示すブロックである。

【００２０】入力データをサンプリングクロックに基づ
いてサンプリングする標本化器１と、この標本化器１に
よりサンプリングされた標本値に基づいて符号化する符
号化部２と、この符号化部で符号化された信号を搬送パ
ルスとして送信する送信部３と、受信した信号を等化し
タイミング抽出および再生を行いサンプリングクロック
および識別信号を出力する受信部４と、この受信部４で
再生した信号を復号する復号化部６とを備えた変復調装
置において、本実施例として、受信部４の出力するサン
プリングクロックを分周して搬送波周波数の基本クロッ
クを生成する分周器５を備え、前記符号化部２は、分周
器５の出力する基本クロックを入力して、前記標本化器
の標本値が前記基本クロックの１周期内で変化したかを
判定し、変化しないならば１周期間の値、１か０を状態
符号として出力し、変化したならばその値が１から０へ
変化したか、０から１へ変化したかを示す状態変化符号
と、その変化が基本クロックの前半であるか後半である
かを示す状態変化位置符号とを出力する手段を備え、復
号化部６は、分周器５の出力する基本クロックを入力し
て、受信部４で再生した受信信号について、ｎ（ｎは時
系列を示す）の時点での状態符号と状態変化符号とは等
しく、次の時系列のｎ＋１の時点の状態変化符号とｎの
時点の状態符号とは等しくない規則に基づいて自己同期
を確立し、前記状態符号、前記状態変化符号、前記状態
変化位置符号を判定して受信データの復号化を行う手段
を備えている。

【００２１】図２は、符号化部２の構成を示し、図３は
復号化部６の構成を示すブロック図である。

【００２２】符号化部２は、シフトレジスタ回路１１お
よび符号化回路１２を備え、このシフトレジスタ回路１
１に標本化器１でサンプリングクロックによって標本化
された入力データの標本値を入力し、その標本値が基本
クロックのどの時点でどの状態に変化したかを判定して
符号化を行っている。また、復号化部６も同様にシフト
レジスタ回路１３および復号化回路１４を備えており、
受信データの変化点を検出して自己同期を確立するとと
もに、その変化点の検出に基づいて復号化処理を行って
いる。

【００２３】図４の入力データの符号化および復号化を
説明するタイミングチャートを用いて本発明実施例の符
号化ならびに復号化の動作を説明する。

【００２４】まず、本実施例の符号化においては、入力
データを搬送波周波数２１の２倍のサンプリングクロッ
ク２２で標本化する。

【００２５】その標本値が搬送波周波数（分周器５の出
力する基本クロック２１）の１周期間で変化しないなら
ば、符号化データ２４として入力データ２３の値をその
まま状態符号ｃ_n-1 として分周器５より出力された基本
クロック２１にしたがって出力する。

【００２６】その標本値が基本クロック２１の１周期間
で変化した場合には、“０から１への変化”か“１から
０への変化”かを判定し、０→１ならば、“１”を、１
→０ならば“０”を状態変化符号ａ_n として分周器５よ
り出力された基本クロック２１にしたがって符号化デー
タ２４として出力する。さらに、その変化が基本周期の
前半か後半で生じたかを判定し、前半で生じたなら
“０”を、後半で生じたなら“１”を状態変化位置符号
ｂ_n として、状態変化符号ａ_n に続けて基本クロック２
１に従って出力する。

【００２７】この図４の入力データ２３のｎ時点での
“０”から“１”への変化は基本クロックの前半で生じ
ているため、ｎ時点の状態符号ａ_n は“１”となり、続
く状態変化位置符号ｂ_n は“０”となり、状態符号ｃ_n
は“１”となる。また、この入力データ２３が“１”か
ら“０”へ変化した時点ｎ＋１は基本クロックの後半で
生じているので、状態変化符号ａ_n+1 は“０”、状態変
化位置符号ｂ_n+1 は“１”、状態符号ｃ_n+1 は“０”と
なる。

【００２８】この符号化データには次の規則が成立す
る。

【００２９】 規則１ ａ_n ＝ｃ_n 規則２ ｃ_n ≠ａ_n+1 復号化においては、この規則を用いて自己同期を確立
し、状態変化符号ａ、状態変化位置符号ｂ、状態符号ｃ
の各符号を判定する。

【００３０】復号化手順は、変化点検出処理と、検出後
判定処理、復号化処理の各処理の繰り返しである。

【００３１】まず、変化点検出処理で、符号化データの
変化点を検出すると、検出後判定処理に移行する。検出
後判定処理では、変化点以降の３ビットを見て、規則１
が成立しているかの確認を行う。

【００３２】ここで、規則１が成立している場合には、
復号化処理に移行し、状態変化符号ａ、状態変化位置符
号ｂ、状態符号ｃの各値により復号を行って出力データ
を作成し、状態符号ｃ以降から次の変化点検出処理に移
行する。一方、規則１が成立しない場合には、出力デー
タは現状出力を保持し、次の変化点の直後から変化点検
出処理に移行する。

【００３３】この本実施例の出力データ２５と従来方式
の出力データ２６とを比較して示す。本実施例の符号化
により従来方式に比べて搬送波パルス幅の１／２にジッ
タを抑圧できることが分かる。

【００３４】次に図５に、入力データとしてノイズが混
入した場合の復号化を説明する。この場合、基本周期内
で“０”から“１”になり、すぐに“１”から“０”に
戻るノイズが発生し、符号化データとして、状態変化符
号ａ_n は“１”、状態変化位置符号は“１”、状態符号
ｃ_n は“０”となる符号が発生しても、ａ_n ≠ｃ _n なの
で復号出力データ３３は、状態を変化させない。したが
って、ノイズの影響は除去される。

【００３５】次に図６にデータ伝送中にエラーが発生
し、同期外れが生じた場合のタイミングを示してその同
期復帰動作を説明する。

【００３６】伝送されるべき入力データ３４が図６に示
す状態であったとして、復号化部６に入力された符号化
データ３５の状態符号ａ_n がエラーで欠落した場合、変
化点検出は状態変化位置符号ｂ_n で変化点を検出する
が、変化点以降の３ビットについてみると上述の規則１
は成立しないので、現状出力を保持する。次のｎ＋１の
時点での変化点検出により検出後判定処理を行うと規則
１が成立しており、復号化処理が行われる。また同様に
ｎ＋２の時点でも規則１が成立しており、復号化処理が
行われる。このため、データ伝送中にエラーが生じ、同
期外れが生じた場合でも復号処理を行うだけで同期復帰
が可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、非同期変調方式の多点サンプリングによる符号化に
おいてジッタを抑圧できる。また、伝送効率が向上す
る。さらに復号化器における自己同期確立および同期復
帰が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される変復調装置の構成を示すブ
ロック図。

【図２】本発明実施例の変調部の構成を示すブロック
図。

【図３】実施例実施例の復調部の構成を示すブロック
図。

【図４】本発明実施例の符号化復号化を説明するタイミ
ングチャート。

【図５】本発明実施例での異常動作時の符号化復号化を
説明するタイミングチャート。

【図６】本発明実施例での異常動作時の符号化復号化を
説明するタイミングチャート。

【符号の説明】 １ 標本化器 ２ 符号化部 ３ 送信部 ４ 受信部 ５ 分周器 ６ 復号化部 １１、１３ シフトレジスタ回路 １２ 符号化回路 １４ 復号化回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力データをサンプリングクロックに基
   づいてサンプリングする標本化器と、 この標本化器によりサンプリングされた標本値に基づい
   て符号化する符号化部と、 この符号化部で符号化された信号を搬送パルスとして送
   信する送信部と、 伝送路から受信した信号を等化しタイミング抽出および
   再生を行いサンプリングクロックおよび識別信号を出力
   する受信部と、 この受信部で再生した信号を復号する復号化部と を備えた変復調装置において、 前記受信部の出力するサンプリングクロックを分周して
   搬送波周波数の基本クロックを生成する分周器を備え、 前記符号化部は、 前記分周器の出力する基本クロックを入力して、前記標
   本化器の標本値が前記基本クロックの１周期内で変化し
   たかを判定し、変化しないならば１周期間の値を状態符
   号（ｃ _n-1 ）として出力し、変化したならばその値が一
   の論理値から他方の論理値へ変化したか他方の論理値か
   ら一の論理値へ変化したかを示す状態変化符号（ａ _n ）
   と、その変化が基本クロックの前半であるか後半である
   かを示す状態変化位置符号（ｂ _n ）とを出力する手段を
   備え、 前記復号化部は、 前記分周器の出力する基本クロックを入力して、前記受
   信部で再生した受信信号について、ｎ（ｎは時系列を示
   す）の時点での状態符号と状態変化符号とは等しく、次
   のｎ＋１の時点の状態変化符号とｎの時点の状態符号と
   は等しくない規則に基づいて自己同期を確立し、前記状
   態符号、前記状態変化符号、前記状態変化位置符号を判
   定して受信データの復号化を行う手段を備え、 この復号化を行う手段は、 受信データの論理が変化したことを検出する手段と、 その変化点以降から３ビットにおいて、状態符号と状態
   変化符号とが等しいことを検出する手段と、 状態符号と状態変化符号とが等しい場合に、状態変化符
   号および状態変化位置符号ならびに状態符号に基づいて
   当該時点での受信データの論理値を判定して復号し、状
   態変化符号と状態符号が等しくない場合に、現状出力を
   維持する手段と を含む ことを特徴とする 変復調装置。
2. 【請求項２】 符号化部および復号化部は、内部にシフ
   トレジスタを備え、入力データの標本値および受信信号
   を前記シフトレジスタに入力してシフトする手段を備え
   た請求項１記載の変復調装置。