JP2720721B2 - 変復調装置 - Google Patents

変復調装置

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JP2720721B2
JP2720721B2 JP4222712A JP22271292A JP2720721B2 JP 2720721 B2 JP2720721 B2 JP 2720721B2 JP 4222712 A JP4222712 A JP 4222712A JP 22271292 A JP22271292 A JP 22271292A JP 2720721 B2 JP2720721 B2 JP 2720721B2
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＴＤＭＡ伝送方式に関わ
り、特に従来方式よりも周波数有効利用率を向上できる
変復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）伝
送における送信データフレームは、同期バーストとデー
タバーストから構成されている。同期バーストはさらに
プリアンブルとＴＤＭＡ制御用ビットから構成される。
このうちプリアンブルは情報ビットではなく、受信側で
のキャリア再生とクロック再生の為の参照信号として用
いられる。このプリアンブルを全く使用しないブリアン
ブルレス・モデムが「プリアンブルレスモデムフォファ
サテライトコミュニケーションズ」としてトミタとナミ
キらによりアイイーイーイーのアイシーシー１９８９に
て発表されている。このプリアンブルレス・モデムはプ
リアンブルを不要化するものであり、その分だけ伝送効
率を向上させることができる。従来のプリアンブルレス
・モデムではキャリアおよびクロックの再生は、受信デ
ータバーストを一度バッファメモリに蓄積し、ＦＦＴ処
理などを用いてデータバーストからキャリアとクロック
を再生した後、一括変調を行なっている。
【０００３】図３は、従来のプリアンブルレス・モデム
の一例のブロック図である。図３において、３０１は時
分割多重回路、３０２はＰＳＫ変調器、３０３は中間周
波発振器、３０４は送信機、３０５は受信機、３０６は
キャリアおよびクロック再生器、３０７はＰＳＫ復調
器、３０８は時分割分離回路、３０９はバッファメモリ
である。
【０００４】図３の送信側では、時分割多重回路３０１
は、送信データバーストとプリアンブルを含まない同期
バーストとを時分割多重し、ＴＤＭＡフレームを作成す
る。このＴＤＭＡフレームは変調器３０２と中間周波発
振器３０３により変調される。この変調波は送信機３０
４により無線周波数に変換され、伝送路４００に送信さ
れる。
【０００５】受信側では、受信機３０５は、受信信号を
無線周波数から中間周波に変換し、これをバッファメモ
リ３０９に一度記憶させる。記憶された中間周波帯の受
信信号が復調器３０７に出力されるまでの時間内に、キ
ャリアおよびクロック再生器３０６はバッファメモリ３
０９に書き込まれていく受信波からキャリアとクロック
を再生する。バッファッメモリ３０９に蓄積された受信
信号は復調器３０７に入力され、復調器３０７は、再生
されたキャリアとクロックにより中間周波帯の受信信号
を復調する。この復調方式は、一括復調方式と呼ばれて
いる。バッファメモリ３０９は２個のメモリから構成さ
れており、一方のメモリに受信波を書き込んでいる間、
他方のメモリでは受信波が復調器３０７に読み出されて
いる。時分割分離回路３０８は、復調器３０７の出力を
時分割分離し、受信データバーストと同期バーストとを
出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、同期バーストのうちプリアンブルのみを不要とする
だけなので、飛躍的な伝送効率の向上が得られない。ま
た従来のプリアンブルレス・モデムでは、蓄積一括復調
による処理遅延が大きいため、低速伝送にのみ実用的な
システムが実現可能である。これに対し高速ＴＤＭＡ伝
送ではこの処理遅延が無視できない大きさとなるため、
実用的な変復調装置を実現することはできなかった。
【０００７】本発明はこの問題を解決する目的で、処理
遅延が小さく、さらに従来方式よりも伝送効率が高く、
高速ＴＤＭＡ伝送にも適用可能なを変復調装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の変復調装置は、
ＴＤＭＡ伝送の送信側において中間周波ローカル発振器
を用いて送信データバーストに変調を行う手段と、該手
段の変調波出力の中心周波数にフェードを発生させる手
段と、前記送信データバーストよりも十分短いバースト
時間長を有する同期バーストを前記送信データバースト
と同一のバースト時間長となるよう時間伸長した後前記
中間周波ローカル発振器を用いて変調を行う手段と、該
手段による変調波と前記フェードを受けた変調波とを合
成する手段と、該手段の出力を送信器に通し搬送周波数
帯に変換する手段と、受信側において受信機をもちいて
受信波を中間周波帯に変換する手段と、該手段の出力を
帯域通過フィルタに通す手段と、該手段の出力からキャ
リアを再生する手段と、該キャリアを用いて前記帯域通
過フィルタ出力に対し復調を行い同期バーストを再生す
る手段と、前記再生キャリアを用いて前記受信機出力に
対して同期検波を行う手段と、該手段による出力を判定
帰還型等化器に通し波形歪を除去する手段と、該出力か
ら受信データバーストを得る手段とを備えたことを特徴
とする。
【０００９】
【作用】本発明では、送信側にてＴＤＭＡ伝送における
同期バーストとデータバーストのそれぞれに対し独立に
変調を行う。変調された同期バースト波とデータバース
ト波は、時分割多重で送信するのではなく、これらを同
一周波数帯内にて同時伝送する。その際、データバース
ト波の中心周波数にフェードを発生させ、該フェード周
波数に同期バースト波を重畳する。受信側では、帯域通
過フィルタにより前記フェード周波数帯域の同期バース
ト波を抽出し、キャリア、クロックおよび同期バースト
の再生を行う。再生キャリアにより受信波に対して同期
検波を行い、該出力を判定帰還形等化器に通す。判定帰
還形等化器では、同期バースト波の除去と送信側のフェ
ードによる波形歪が除去が行われ、データバーストが再
生される。すなわちプリアンブルのみならずＴＤＭＡ制
御用ビットを含む同期バースト全てをデータバーストか
ら分離して同一周波数にて伝送する為、従来のプリアン
ブルレス・モデムよりも周波数有効利用率を向上でき、
プリアンブルレス・モデムのような蓄積一括復調を行わ
ないので、高速伝送においても適用できる変復調装置を
提供する。
【００１０】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、
図２は本発明受信側の動作を説明するための図である。
【００１１】図１において、１０１は第１の変調器、１
０２は第２の変調器、１０３は中間周波数発振器、１０
４は遅延時間τの遅延素子、１０５は減算器、１０６は
加算器、１０７は送信器、１０８は受信機、１０９は複
素乗算器、１１０は帯域通過フィルタ、１１１はキャリ
ア再生器、１１２は復調器、１１３は判定帰還形等化器
である。
【００１２】図１において、第１の変調器１０１と、第
２の変調器１０２は、それぞれ送信データバーストおよ
びプリアンブルを含む同期バーストを用いて中間周波帯
搬送波を変調する。この場合、中間周波帯搬送波として
は中間周波発振器１０３出力を共用する。第１の変調器
１０１と第２の変調器１０２の変調方式はＱＰＳＫある
いはＱＡＭのようなデジタル変調方式を用いるものとす
る。通常ＴＤＭＡ方式では同期バースト時間は、データ
バースト時間より短いが、本発明の送信側では、同期バ
ーストをデータバーストと同じ時間長に拡大してすなわ
ち時間伸長してから変調を行なっている。 このため、
本発明の同期バーストは、データバーストにくらべてい
ちぢるしく狭帯域となる。
【００１３】第１の変調器１０１の出力は２分岐され、
一方は減算器１０５に、他方は遅延素子１０４に入力さ
れる。この場合、減算器１０５出力において変調器１０
１からの変調波の中心周波数にフェードが発生する。こ
のフェードは、２波マルチパス伝搬で生じる周波数選択
性フェードと等価なものである。すなわち変調器１０１
から減算器１０５への信号経路は主波であり、変調器１
０１から遅延素子１０４を経由して減算器１０５への信
号経路は主波より時間τの遅れ波に該当する。
【００１４】変調器１０２からの変調波と減算器１０５
出力のフェードを受けた変調波とは加算器１０６により
合成される。これを送信器１０７により無線周波数帯に
変換し、送信する。
【００１５】次に図２をも参照して、受信側の動作を説
明する。図２において、図１と同一の参照番号を付した
ものは、図１と同一の構成要素を示す。また図２におい
て、２０６，２１１はその遅延時間が変調シンボル同期
（Ｔ）に等しい遅延素子、２０７，２１２は複素乗算
器、２０８，２１３は加算器である。
【００１６】なお、図２の減算器２１４に相当する構成
要素は図１には示されていないが、これは判定器１１３
ｃの入出力間の誤差信号を求めるための減算器である。
【００１７】送信波は図１受信側の受信機１０８により
受信され、中間周波数帯域に変換される。中間周波数帯
での受信波を図２の２０１に示す。２０１ｄはデータバ
ースト２０１ｂの変調スペクトラムであり、その中心周
波数付近は前記送信側フェード操作によりデータバース
トの信号電力が存在しない。中心周波数に位置する２０
１ｃは同期バースト２０１ａの変調スペクトラムであ
る。すでに述べたように同期バーストとデータバースト
の時間長を同一にして変調を行っているので、同期バー
スト２０１ａの各ビットはデータバースト２０１ｂのビ
ットより低速となり、２０１ｃのスペクトラムは２０１
ｄのデータバーストより狭帯域となる。従って、２０１
のスペクトラムにおいてデータバーストを希望波とした
場合には、同期バーストは狭帯域干渉波として扱える。
同期バーストを希望波とした場合には、同期バースト帯
域外にデータバーストが広帯域干渉波として存在するこ
とになる。
【００１８】２０１ａにおいてＣＲはキャリア再生用の
プリアンブル、ＢＴＲはクロック再生用のプリアンブ
ル、ＵＷは同期信号、ＳＶは監視制御信号、ＳＤＣ，Ｓ
ＣＡ，ＳＣＳおよびＡＵＸは各種ＴＤＭＡ制御用ビット
である。
【００１９】図２において、中間周波帯での受信波２０
１は２分岐され、それぞれ帯域通過フィルタ１１０と複
素乗算器１０９に入力される。帯域通過フィルタ１１０
の通過帯域は中心周波数の同期バーストスペクトラム２
０１ｃに設定されており、データバーストのスペクトラ
ム２０１ｄを抑圧する。従って帯域通過フィルタ１１０
出力では同期バースト２１５が抽出される。この同期バ
ーストはさらに２分岐され、一方はキャリア再生器１１
１に入力され、ここでキャリアの再生が行われる。帯域
通過フィルタ１１０出力の他方は復調器１１２に入力さ
れ、ここで再生キャリアを用いて同期バースト２１８が
復調される。ここではまた、同期バーストのＢＴＲビッ
トからクロック再生も行われる。同期バーストは前述し
たように狭帯域なスペクトラムであるためキャリア再生
器１１１のループバンドは狭く高速に引き込むことにな
る。このため、瞬時にキャリア再生が確立され、復調器
１１２はこの再生キャリアを用いて高速にクロック再生
も行われることになる。
【００２０】複素乗算器１０９にはキャリア再生器１１
１からの再生キャリアが乗ぜられ、同期バーストとデー
タバーストからなる中間周波帯受信波２０１に対して同
期検波が行われる。
【００２１】同期検波されたベースバンド帯の受信波は
判定帰還形等化器１１３に入力される。前方フィルタ１
１３ａは図２において２０６，２０７と２０８により記
載されているが、ここではタップ数が４の一例を示して
いる。３個の遅延素子２０６により４段のシフトレジス
タが構成されているが、各段を複素乗算器１０９側から
第１タップ、第２タップ、第３タップ、第４タップと定
義する。
【００２２】通常、判定帰還形等化器の前方フィルタの
基準タップは前方フィルタの最終タップ（図２では第４
タップ）に設定されるが、ここでは第１タップ目を基準
タップとする。その為、第１タップ目は複素乗算器２０
７を経由しないで、加算器２０８に入力されるものとす
る。このように第１タップ目を基準タップとすること
で、基準タップより時間的に後方に前方フィルタタップ
（図２の第２，第３，第４タップ）を用意できる。な
お、前述したように同期バーストのキャリア再生及びク
ロック再生は瞬時に行われるため、データバーストが３
個の遅延素子２０６により３Ｔ時間だけ遅延後に始まる
判定処理にはクロックが十分供給されることになる。
【００２３】この判定帰還形等化器構成によると、マル
チパス歪と狭帯域干渉除去が判定帰還形等化器１１３単
体で実現出来る。前方フィルタ１１３ａはスペクトラム
２０１の中心周波数帯域にノッチフィルタ特性を示す。
これにより同期バーストスペクトラム２０１ｃは阻止さ
れ、前方フィルタ出力では図２の２１６に示すように同
期バーストが除去される。２１６のデータバースト・ス
ペクトラム中心周波数でのスペクトラム・ナル（ノッ
チ）は送信側の２波マルチパス処理によるものであり、
これによる波形歪（符号間干渉）は後方フィルタ１１３
ｄにより除去される。前方フィルタ１１３ａと後方フィ
ルタ１１３ｄの各タップ係数は、減算器２１４出力の判
定誤差信号を用いてＬＭＳアルゴリズムなどにより適応
修正される。
【００２４】上述したように本発明では、判定帰還形等
化器が適応等化と干渉除去を同時に行える機能を利用し
ている。この機能の理論的根拠は、“マルチパス伝搬路
における判定帰還形等化器によるＣＷ干渉波除去特性”
辻本一郎、電子通信情報学会１９９２年春季全国大会Ｂ
−４１８による。
【００２５】上記判定帰還形等化器の動作により減算器
１１３ｂ出力に同期バースト干渉波とノッチにより波形
歪が除去されたデータバースト・スペクトラム２１７が
得られる。判定器１１３ｃはこれを判定し、ビット情報
としてのデータバースト２１９を出力する。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、キャリア
とクロック再生用のプリアンブルのみならず各種ＴＤＭ
Ａ制御用バースト全てを含む同期バーストをデータフレ
ームから独立させ、データバーストの所用帯域内で並列
伝送を行っている。すなわち本方式は周波数の有効利用
率を飛躍的に向上させる効果を有する。
【００２７】また本方式では、判定帰還形等化器は各情
報ビットに対して連続処理を行なうので、従来技術の蓄
積一括復調のような処理遅延が生じない。すなわち本方
式により高速データ伝送に対しても適用が可能となる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例を示すブロック図であ
る。
【図２】本発明の受信側の動作を説明するための図であ
る。
【図３】従来のプリアンブル・レスモデムの構成を示す
図である。
【符号の説明】
１０１，１０２ 変調器 １０３ 中間周波発振器 １０４ 遅延素子 １０５，２１４ 減算器 １０６ 加算器 １０７ 送信機 １０８ 受信機 １０９ 複素乗算器 １１０ 帯域通過フィルタ １１１ キャリア再生器 １１２ 復調器 １１３ 判定帰還型等化器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ＴＤＭＡ伝送の送信側において中間周波ロ
    ーカル発振器を用いて送信データバーストに変調を行う
    手段と、該手段の変調波出力の中心周波数にフェードを
    発生させる手段と、前記送信データバーストよりも十分
    短いバースト時間長を有する同期バーストを前記送信デ
    ータバーストと同一のバースト時間長となるよう時間伸
    長した後前記中間周波ローカル発振器を用いて変調を行
    う手段と、該手段による変調波と前記フェードを受けた
    変調波とを合成する手段と、該手段の出力を送信器に通
    し搬送周波数帯に変換する手段と、受信側において受信
    機をもちいて受信波を中間周波帯に変換する手段と、該
    手段の出力を帯域通過フィルタに通す手段と、該手段の
    出力からキャリアを再生する手段と、該キャリアを用い
    て前記帯域通過フィルタ出力に対し復調を行い同期バー
    ストを再生する手段と、前記再生キャリアを用いて前記
    受信機出力に対して同期検波を行う手段と、該手段によ
    る出力を判定帰還型等化器に通し波形歪を除去する手段
    と、該出力から受信データバーストを得る手段とを備え
    たことを特徴とする変復調装置。
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