JP2784051B2 - ディジタル無線通信方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ ディジタル無線通信方式における送信側及び受信側で
行われるデータのランダム化に関し、 差動変換回路を用いてもデータのランダム性を充分に
確保できるディジタル無線通信方式を提供することを目
的とし、 送信側において、１ビット前の出力データの位相を入
力データの位相により変調させる差動変換回路と、該差
動変換回路の出力データをPNパターン発生回路からのPN
パターンによりスクランブルして送信データとするスク
ランブル回路と、を備え、受信側において、受信データ
をPNパターン発生回路からのPNパターンによりデスクラ
ンブルするデスクランブル回路と、該デスクランブル回
路の出力位相を該デスクランブル回路の１ビット前の出
力位相により復調する逆差動変換回路と、該逆差動変換
回路の出力をインヒビット信号により反転して出力デー
タを発生する反転回路と、該反転回路の出力が非同期で
あるとき該インヒビット信号を発生すると共に該PNパタ
ーンの発生タイミングをずらすフレーム同期検出回路
と、を備え、両PNパターン発生回路のリセットタイミン
グをフレーム同期タイミングの第１ビット以前にするよ
うに構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、ディジタル無線通信方式に関し、特にディ
ジタル無線通信方式における送信側及び受信側で行われ
るデータのランダム化に関するものである。

ディジタル無線通信においては、搬送波周波数を中心
近傍にスペクトラムが集中するアナログ無線通信とは異
なり、スペクトラムが搬送波周波数の周辺に広がって平
坦になるので、受信はこのようなスペクトラムの広がり
を前提にして各種の動作が行われている。

従って、データ自体に偏りが在りスペクトラムが平坦
になっていないときには受信側で無理に平坦化を行って
しまい、誤動作の原因になってしまう。

このため、ディジタル無線通信では、送信側の回線切
替装置等においてデータのランダム化を行う必要があ
る。

［従来の技術］ 第４図は、かかるデータのランダム化を行う従来のデ
ィジタル無線通信方式を示したもので、送信側では、ス
クランブル回路30において多重化装置（図示せず）等か
らの速度変換され且つフレーム同期用のビットが挿入さ
れた入力データを、PNパターン発生回路２からのPN（疑
似ランダム）パターンによりスクランブルするが、この
ときフレームビット・マスクタイミング信号を受けてフ
レームビットの位置ではPNパターンとのスクランブルを
しないようにしている。これは、受信側でフレームビッ
トを検出してフレーム同期がとれるようにするためであ
る。

そして、このようなスクランブルデータは、差動変換
回路１で１ビット前の出力データの位相を入力データの
位相により変化させることにより位相不確定を除去し、
変調器（図示せず）を経て送信されるようになってい
る。

このように、差動変換回路を用いるのは、ディジタル
無線通信においては絶対位相の情報が伝送されていない
ことが多いためである。

このようにして、位相変調を受けた送信データが受信
側に送られると、第４図に示すように、差動変換回路６
で逆方向の変換（差分変換）をとって元の位相に戻す。

差動変換回路６で位相が復調されたデータは第４図に
示すようにフレーム同期回路８に送られてフレームビッ
トが検出されると共にデスクランブル回路４に送られ、
送信側と同じPNパターン発生回路５からのPNパターンに
より送信側のスクランブル回路30でのスクランブル動作
と逆のデスクランブル動作により出力データを得てい
る。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来のディジタル無線通信方式では、スク
ランブルを掛けないフレームビットの周期によりデータ
のランダム性が損なわれる。

加えて、差動変換回路における周期性により、更にデ
ータに周期性を持たせてしまうことになり、データのラ
ンダム性が一層損なわれることとなる。

従って、データのスペクトラムが平坦でなくなるた
め、受信側ではフェージング等による歪が生じたものと
判定して誤動作してしまうという問題点があった。

従って、本発明は、差動変換回路を用いてもデータの
ランダム性を充分に確保できるディジタル無線通信方式
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明に係るディジタル
無線通信方式は第１図に原理的に示すように、送信側に
おいて、１ビット前の出力データの位相を入力データの
位相により変調させる差動変換回路１と、該差動変換回
路１の出力データをPNパターン発生回路２からのPNパタ
ーンによりスクランブルして送信データとするスクラン
ブル回路３と、を備えている。

また、受信側においては、受信データをPNパターン発
生回路５からのPNパターンによりデスクランブルするデ
スクランブル回路４と、該デスクランブル回路４の出力
位相を該デスクランブル回路４の１ビット前の出力位相
により復調する逆差動変換回路６と、該逆差動変換回路
６の出力をインヒビット信号により反転して出力データ
を発生する反転回路７と、該反転回路７の出力が非同期
であるとき該インヒビット信号を発生すると共にインヒ
ビット信号により該PNパターンの発生タイミングをずら
すフレーム同期検出回路８と、を備えている。

そして、両PNパターン発生回路２、５のリセットタイ
ミングをフレーム同期タイミングの第１ビット以前にし
ている。

［作用］ 第１図において、送信側では、差動変換回路１で１ビ
ット前の出力データの位相を入力データの位相により変
調させ、この位相変調されたデータをスクランブル回路
３でPNパターン発生回路２からのPNパターンによりスク
ランブルしてデータのスペクトラムを平坦にし送信す
る。このとき、スクランブル動作はフレームビットに対
しても行われることとなる。また、差動変換回路１をス
クランブル回路３の前に位置付けることにより差動変換
回路１の周期性をスクランブルできてランダム性が保障
された形になっている。

受信側においては、受信データをデスクランブル回路
４でPNパターン発生回路５からのPNパターンによりデス
クランブルしてデータの元のスペクトラムに戻す。

デスクランブル回路４の出力は逆差動変換回路６に送
られてデスクランブル回路４の出力位相を１ビット前の
出力位相により該受信側の差動変換回路１と逆方向に変
換させて復調し、この出力をフレーム同期回路８からイ
ンヒビット信号IHBが発生された時のみ反転回路７で反
転して出力データを発生する。

そして、フレーム同期検出回路８では、出力データが
フレーム同期していない時には上記のインヒビット信号
を発生し、このインヒビット信号IHBを受けたPNパター
ン発生回路５ではフレーム同期が取れるまで該PNパター
ンの発生タイミングをずらし、また反転回路７では同期
が取れない時はデータが誤っているときであるから入力
データを反転させることで、ビット誤りの影響を無くし
ている。

このようにすると、受信側ではデスクランブルする開
始点が分からないためフレーム同期がとれなくなり、更
には受信差分論理によるビット波及の影響でデスクラン
ブルの位置がずれてしまい、前のビットまで影響する。

このため更に、送信側及び受信側のPNパターン発生回
路２、５では、そのリセットタイミングをフレーム同期
タイミングの第１ビット以前にすることによりデスクラ
ンブル動作時のデータを確立させている。

［実 施 例］ 第２図は、本発明に係るディジタル無線通信方式の一
実施例を示したもので、この実施例では、説明を簡単に
するため２位相変調を用いており、送信側における差動
変換回路１はExOR（排他的OR）ゲート11とフリップフロ
ップ（以下、FFと言う）12とで構成され、ExORゲート11
には入力データとFF12の出力とが入力されている。ま
た、スクランブル回路３には、FF12と出力とPNパターン
発生回路２から出力されるPNパターンとを入力するExOR
ゲートが用いられている。

受信側におけるデスクランブル回路４は受信データと
PNパターン発生回路５からのPNパターンとを入力するEx
ORゲートで構成され、逆差動変換回路６はExORゲート４
の出力を受けるFF61とFF61の出力とExORゲート４の出力
とを入力するExORゲート62とで構成され、反転回路７は
ExORゲート62の出力とフレーム同期回路８からのインヒ
ビット信号IHBとを入力するExORゲートで構成されてい
る。

次にこの実施例の動作を第３図のタイムチャートを参
照して説明する。尚、番号に「′」が付いたものは時間
経過後のものであることを示している。

まず、送信側においては、入力されたデータに対し
てFF12による１ビット前のデータを差動変換回路１の
ExORゲート11で位相変調（この場合、不一致検出）して
データを出力しFF12で１ビット遅延して信号が得ら
れる。尚、F1〜F4をフレーム同期タイミングのビットと
する。

次にデータはPNパターン発生回路２からのPNパター
ンによりExORゲート３でスクランブルされてデータ
として送信される。

このとき、PNパターンの先頭位置をデータのフレ
ームビット（FB）F1〜F4の第１ビットF1に合わせるよう
にリセットタイミングをPNパターン発生回路２に与え
る。尚、このリセットタイミングはデータを確立できる
第１ビットF1と同じか以前であればよい。

受信側では、送信データが２位相変調されたもので
あるために送信とは逆位相で受信されたものと「仮定」
すると、送信データを反転した受信データが得られ
る。また、受信系のタイミングが入力データより１ビッ
ト早いと「仮定」すると、図示のようなPNパターンに
なる。

このようなPNパターンによりExORゲート４で受信デ
ータをデスクランブルしデータを出力する。デスク
ランブルされたデータはFF61で１ビット遅延されたデ
ータとなり、データと共にExORゲート62で差分論理
により位相復調（不一致検出）されてデータとなる。

データは、フレーム同期回路８で検出しているフレ
ームビット（FB）F1〜F4の内のF1,F2及びデータとが
たまたま一致したが、F3で不一致となったので、インヒ
ビット信号IHBを送出してPNパターン発生回路５とExOR
ゲート７とに与える。

これによりPNパターン発生回路５では１ビット遅延し
たPNパターン′を発生し、データをデスクランブル
してデータを得、更に１ビット遅延されたデータ′
との位相復調データ′を得る。そして、ExORゲート７
からは、データ′をインヒビット信号IHBにより１→
０に反転させた′が出力される。

このとき、フレームビットFB′のタイミングも１ビッ
ト遅延しているため、F3とデータ′とが一致するので
その後はフレーム同期回路８からのインヒビット信号IH
Bは不一致を示す“H"レベルから一致を示す“L"レベル
状態に変化してインヒビットは解除になり、続くフレー
ムビット（FB′）F4〜F2も一致する。

即ち、データでは１ビット早いものと仮定したの
で、データ′で１ビット遅らせることによりデータ
′はフレーム同期がとれたものとなっている。この場
合、フレームビットF4〜F2はフレーム同期回路８内にお
いて、インヒビット信号IHBが出力されて１ビット遅延
したデータ′を出力する時に同期して１ビット遅延さ
れた形でフレーム同期の判定を行っている。

尚、受信側のPNパターンの発生回路５のリセットタイ
ミングもデータを確立できる第１フレーム同期ビットF1
と同じか以前であればよい。これは、受信側においてデ
スクランブルする開始点が不明なためフレーム同期が取
れなくなったり、更には差動変換によるビット波及の影
響でデスクランブルの位置がずれると前のビットまで影
響するというようなことを無くすためである。

また、上記の実施例では２位相変調の場合を扱った
が、その他の位相変調も同様にして行うことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るディジタル無線通信
方式によれは、送信側でフレームビットにもスクランブ
ルを掛けると共に差動変換回路の後にスクランブル回路
を設けるように構成したので、送信データのランダム性
が大幅に改善される。そして、受信側では、これに対処
するためにデスクランブル動作におけるPNパターンをフ
レーム同期がとれるまでずらし、更にこの非同期中は位
相復調出力を反転させると共にスクランブル、デスクラ
ンブルのリセットタイミングはフレーム同期の第１ビッ
ト以前になるように構成したので、位相復調時のビット
波及を除去し、また送信データのランダム性に基づくデ
スクランブルの不確定さを無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るディジタル無線通信方式を原理的
に示したブロック図、 第２図は本発明に係るディジタル無線通信方式の一実施
例を示す回路図、 第３図は本発明の実施例の動作を説明するための論理タ
イムチャート図、 第４図は従来例によるディジタル無線通信方式を示す
図、である。 第１図において、 １……差動変換回路、 ２、５……PNパターン発生回路、 ３……スクランブル回路、 ４……デスクランブル回路、 ６……逆差動変換回路、 ７……反転回路、 ８……フレーム同期回路。 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信側において、１ビット前の出力データ
   の位相を入力データの位相により変調させる差動変換回
   路（１）と、該差動変換回路（１）の出力データをPNパ
   ターン発生回路（２）からのPNパターンによりスクラン
   ブルして送信データとするスクランブル回路（３）と、
   を備え、 受信側において、受信データをPNパターン発生回路
   （５）からのPNパターンによりデスクランブルするデス
   クランブル回路（４）と、該デスクランブル回路（４）
   の出力位相を該デスクランブル回路（４）の１ビット前
   の出力位相により復調する逆差動変換回路（６）と、該
   逆差動変換回路（６）の出力をインヒビット信号により
   反転して出力データを発生する反転回路（７）と、該反
   転回路（７）の出力が非同期であるとき該インヒビット
   信号を発生すると共に該PNパターンの発生タイミングを
   ずらすフレーム同期検出回路（８）と、を備え、 両PNパターン発生回路（２）（５）のリセットタイミン
   グをフレーム同期タイミングの第１ビット以前にするこ
   とを特徴としたディジタル無線通信方式。