JP2944153B2

JP2944153B2 - 復調基準位相曖昧度除去方式

Info

Publication number: JP2944153B2
Application number: JP2174822A
Authority: JP
Inventors: 真也村岡; 耕造亀田
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH0465946A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は復調基準位相曖昧度除去方式に関し、特に誤
り訂正を行うディジタル無線通信システム等における復
調基準位相曖昧度除去方式に関する。

〔従来の技術〕

ディジタル無線通信システム等では、伝送すべきデー
タ列を送信側で誤り訂正符号化した後変調信号として送
出し、受信側では受信信号を復調して得たデータ列を誤
り訂正復号して伝送中の誤りを除去することがよく行な
われている。

例えば、伝送すべき１列のデータ列を畳込み符号化し
て２列のデータ列を得、これらデータ列で搬送葉信号を
４相位相変調して送出する。受信側では、受信信号であ
る４相位相変調信号を同期検波して２列のデータ列を
得、これらデータ列をビタビ復号器で誤り訂正復号す
る。

受信側の復調器は、入力した４相位相変調信号から復
調基準搬送波信号を再生し、この復調基準搬送波信号を
用いて同期検波する。

ところが、４相位相変調信号のような直交変調信号か
ら再生した復調基準搬送波信号には、周知のように、90
度の整数倍の位相曖昧度がある。この復調基準位相曖昧
度を除去しないと、送信側で符号化器から変調器へ出力
したデータ列と受信側で復調器から復号器へ出力したデ
ータ列とが（伝送誤りがなくても）一致せず、誤り訂正
復号ができなくなる。復調基準位相の食い違いが180度
であれば、復調器からの２列のデータ列が共に反転す
る。又、食い違いが90度か270度であれば、２列のデー
タ列の列順が逆になり、どちらか一方のデータ列が反転
する。そのため、何等かの方法で復調基準位相の食い違
いを検出して、この食い違いを補正する必要がある。

復調基準位相の食い違いを補正する必要があること
は、上述した例に限らず、誤り訂正を行い変調方式に２
相位相変調方式、多値直交振幅変調方式等の位相変調を
伴う変調方式を用いる限り、誤り訂正方式や変調方式の
種類にかかわらず、一般につきまとう問題である。

復調基準位相の食い違いを補正する従来の第１の方式
は、復号器で誤り発生率の増大を検出して食い違いを補
正する方式である。復調基準位相に食い違いがあれば、
きわめて多数の誤りが発生したことと等価になるので、
復号器で誤り発生率がある値以上になったことを検出し
て復調基準位相が食い違っていると判断し、食い違いを
補正するように復調器からのデータ列を試行錯誤的に論
理操作する。

復調基準位相の食い違いを補正する従来の第２の方式
は、ユニークワードを誤り訂正符号化せず伝送し、受信
側でユニークワードを検出して食い違いを補正する方式
である。ディジタル通信システムでは、一般に、伝送す
べきデータ列をフレーム化し、フレーム同期用のユニー
クワードを付加して伝送する。受信側ではこのユニーク
ワードをフレーム同期回路で検出してフレーム同期をと
る。この第２の従来方式では、ユニークワードは誤り訂
正符号化せずに伝送する。そのために、受信側では復調
器が出力したデータ列から、データ列の列順の逆転やデ
ータ列の反転はあるにせよ、ユニークワードの検出が可
能である。ユニークワード検出時にデータ列の列順の逆
転やデータ列の反転の情報から復調基準位相の食い違い
の値まで推定できるので、この推定に基づいて復調器か
らのデータ列を論理操作して食い違いの補正を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の復調基準位相曖昧度除去方式の第１の
例は、復号器における誤りの発生を計数してしきい値と
比較する回路が必要となり、又、この回路の比較結果に
基づいて復調器からのデータ列を論理操作する動作の前
方保護、後方保護を行う保護回路も必要となるので、回
路規模が大きくなる欠点がある。

又、第２の従来例も、ユニークワードの検出がもとも
と複雑であるのに加えて、ユニークワードを誤に訂正符
号化せずに伝送するので、ある程度の伝送誤りを許容し
てユニークワードの検出を行う必要があり、そのためユ
ニークワードを検出する回路が複雑になり、やはり回路
規模が大きくなる欠点がある。

本発明の目的は、小さな回路規模で復調基準位相の曖
昧度を除去できる復調基準位相曖昧度除去方式を提出す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の復調基準位相曖昧度除去方式は、フレーム同
期用のユニークワードを含むデータ列を誤り訂正符号化
した誤り訂正符号化されたデータ列を用いて、少くとも
位相変調を伴う変調方式を用いて前記符号化器からのデ
ータ列で変調した変調信号を受信し、当該変調信号を
同期検波して復調する復調器、この復調器の復調基準位
相の食い違いを除去すべく制御信号が入力すると前記復
調器からのデータ列を試行錯誤的に論理操作して出力す
る位相曖昧度除去器、この位相曖昧度除去器からのデー
タ列を誤り訂正復号する復号器、及び、この復号器から
のデータ列が含む前記ユニークワードを検出しフレーム
同期をとりあらかじめ定められた時間フレーム同期が確
立しない場合に前記制御信号を出力するフレーム同期回
路を備えている。

前記フレーム同期回路は、前記復号器からのデータ列
中に前記ユニークワードと同じビットパターンを検出す
るごとに検出信号を出力するユニークワード検出回路
と、このユニークワード検出回路からの前記検出信号の
入力状態に基づきフレーム同期が確立しているか否かを
示す同期情報を出力する保護回路と、前記ユニークワー
ド検出回路から前記検出信号が入力すると初期値が設定
され前記復調器からのクロックを計数することによりフ
レームパルスを出力するフレーム同期カウンタと、前記
保護回路からの前記同期情報に基づきフレーム同期が確
立してる間は常にリセットされ、フレーム同期が確立し
ていない間は前記フレーム同期カウンタからの前記フレ
ームパルスを計数し計数値があらかじめ定めた値になる
と前記制御信号を出力してリセットされるタイマ回路と
を有して構成されていてもよい。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

この実施例において、送信側10は、送信すべきデータ
列にフレーム同期用のユニークワードを付加するユニー
クワード付加器11と、ユニークワード付加器11が出力し
たユニークワードの付加されたデータ列を畳込み符号化
した２列のデータ列にして出力する符号化器12と、符号
化器12が出力した２列のデータ列で４相位相変調した変
調信号を出力する変調器13と、変調器13からの変調信号
を無線送出する送信機14とを備えて構成されている。
又、受信側20は、送信側10からの電波を受信して変調信
号を出力する受信機21と、受信機21からの変調信号を同
期検波して復調し２列のデータ列にして出力する復調器
22と、復調器22からの２列のデータ列を論理操作して復
調器22における復調基準位相の食い違いを補正するため
の位相曖昧度除去器23と、位相曖昧度除去器23からの２
列をデータ列をビタビ（Viterbi）アルゴリズムにより
誤り訂正復号する復号器24と、復号器24によって復号さ
れたデータ列からフレーム同期回路26より与えられるタ
イミング信号に従ってユニークワードを除去して出力す
るユニークワード除去器25と、復号器24が出力したデー
タ列が含むユニークワードを検出してフレーム同期をと
り一定時間フレーム同期が確立しない場合に制御信号を
出力して位相曖昧度除去器23の動作を制御するフレーム
同期回路26とを備えて構成されている。

符号化器12の入力データ列にはユニークワード付加器
11で付加したユニークワードが含まれているので、ユニ
ークワードも誤り訂正符号化され、伝送誤りは復号器24
によって誤り訂正される。

変調器13は、中間周波帯の搬送波信号を発生し、この
搬送波信号を符号化器12からの２列のデータ列で４相位
相変調し、変調信号にして出力する。送信機14は、変調
器13からの中間周波帯の変調信号をマイクロ波帯に周波
数変換し、増幅してアンテナ（図示せず）から送出す
る。

受信機21は、アンテナ（図示せず）からの受信信号を
周波数変換し、増幅して中間周波帯の変調信号として出
力する。復調器22は、受信機21からの変調信号に搬送波
同期して復調基準搬送波信号を再生し、この復調基準搬
送波信号により変調信号を直交検波して２つのベースバ
ンド信号を得、これらベースバンド信号をAD変換して２
列のデータ列とする。

さて、既に述べたように再生した復調基準搬送波信号
には90度の整数倍の位相曖昧度があるので、変調器13に
おける搬送波信号と復調器22における復調基準搬送波信
号とは位相が90度の整数倍だけ食い違うことがある。こ
の復調基準位相の食い違いがなく、又、位相曖昧度除去
器23が復調器22からの２列のデータ列をそのまま出力し
ているとすれば、復号器24に入力する２列のデータ列
は、伝送誤りを除いて、符号化器12が出力した２列のデ
ータ列と一致する。従って、復号器24が出力するデータ
列は、誤り訂正しきれなかったときわめて少ない伝送誤
りを除いて、ユニークワード付加器11が出力したデータ
列と一致し、このデータ列に付加されているユニークワ
ード中の誤りは無視できるほど少ない。フレーム同期回
路26は、後に詳述するように、復号器24からのデータ列
が含むユニークワードを検出してフレーム同期をとり、
位相曖昧度除去器23への制御信号を出す。一方、ユニー
クワード除去器25は、フレーム同期回路26からのタイミ
ング信号に従って復号器24からのデータ列からユニーク
ワードを除去し、伝送されてきたデータ列として出力す
る。

位相曖昧度除去器23は、復調器22からの２列のデータ
列をそのまま出力する第１の動作モード、復調器22の復
調基準搬送波信号の位相が90度,180度,270度変化したの
と等価な論理操作を復調器22からの２列のデータ列に行
って出力する第2,第3,第４の動作モードの４つの動作モ
ードをもち、フレーム同期回路26から制御信号が入力し
ない限り現在の動作モードを維持し制御信号が入力する
と現在の動作モードの次の順番の動作モードに移るとい
う不定位な動作をする。

位相曖昧度除去器23が第１の動作モードをとって復調
器22からの２列のデータ列をそのまま出力し、復調基準
位相に食い違いがあるとすると、復号器24に入力する２
列のデータ列は符号化器12が出力した２列のデータ列と
は列順が逆転していたりデータ列の論理値（極性）が反
転していたりするので、復号器24は復号ができす、無意
味なデータ列な出力する。その結果、フレーム同期回路
26は入力したデータ列からユニークワードを検出でき
ず、フレーム同期がとれない。この状態が一定時間継続
すると、フレーム同期回路26は制御信号を出力する。こ
の制御信号により位相曖昧度除去器23の動作モードが第
２の動作モードに移る。その結果、位相曖昧度除去器23
から復号器24への２列のデータ列が符号化器12が出力し
た２列のデータ列と一致する。いいかえれば、復調基準
位相の食い違いが補正されると、復号器24は正常な復号
を行い、ユニークワード付加器11が出力したのと同じデ
ータ列をフレーム同期回路26へ出力するので、フレーム
同期回路26でフレーム同期がとれる。位相曖昧度除去器
24が第２の動作モードになっても復調基準位相の食い違
いが補正できなければ、フレーム同期回路26はフレーム
同期がとれないので、一定時間経過後に再び制御信号を
出力する。その結果、位相曖昧度除去器23の動作モード
は第３の動作モードに移る。それでも復調基準位相の食
い違いが補正できなければ、フレーム同期回路26は更に
制御信号を出力し、位相曖昧度除去器23の動作モードは
第４の動作モードになる。今度は必ず復調基準位相の食
い違いが補正され、フレーム同期回路26でフレーム同期
がとれる。復調基準位相の食い違いの値や位相曖昧度除
去器23の動作モードの初期状態がどのようであっても、
同様にして、フレーム同期回路26から最大３回制御信号
を出力すれば、復調基準位相の曖昧度は必ず除去でき
る。

第２図はフレーム同期回路26のブロック図である。

第２図を参照して、フレーム同期回路26について更に
説明する。

第２図のフレーム同期回路26は、復号器24からのデー
タ列が入力するシフトレジスタ２及びシフトレジスタ２
の各段の出力を入力とするAND回路３からなりユニーク
ワードを検出するごとに検出信号を出力するユニークワ
ード検出回路１と、ユニークワード検出回路１からの検
出信号の入力状態に基づきフレーム同期が確立している
か否かを示す同期情報を出力する保護回路４と、ユニー
クワード検出回路１から検出信号が入力すると初期値が
設定され復調器22からのクロックを計数してフレームパ
ルスを出力するフレーム同期カウンタ５と、保護回路４
からの同期情報及びフレーム同期カウンタ５からのフレ
ームパルスを入力とするAND回路６と、保護回路４から
の同期情報によりリセットされAND回路６からの入力を
計数して制御信号を発生し位相曖昧度除去器23へ出力す
るタイマカウンタ７と、保護回路４からの同期情報及び
フレーム同期カウンタ５からのフレームパルスに基づ
き、タイミング信号を発生し、ユニークワード除去器25
へ出力するタイミング発生器８とを有して構成されてい
る。

シフトレジスタ２は、段数がユニークワードの長さ
（ビット数）の同じであり、ユニークワード全体を各段
に格納したときに各段の出力が“1"になるように構成さ
れている。第２図では、ユニークワードのパターンが
“1",“0",……，“1",“0",“1"である場合を例示し
た。

復号器24からのデータ列が含むユニークワード全体が
シフトレジスタ２に格納されたとき、AND回路３の全入
力が“1"になり、AND回路３は“1"を出力する。復号器2
2からのデータ列は誤り訂正されており、ユニークワー
ド中の誤りはきわめて少ないから、このように単純な構
成のユニークワード検出回路１によってユニークワード
の検出ができる。フレーム同期がとれている状態では、
ユニークワード検出器１から検出信号である１クロック
幅の“1"がフレーム周期で出力を続ける。

保護回路４は、ユニークワード検出回路１から連続し
たm₁フレーム（例えば４フレーム）に亘って１回も検出
信号“1"が入力しなければ、フレーム同期が外れている
と判断して（前方保護成立）、出力する同期情報を“1"
にする。又、連続したm₂フレーム（例えば３フレーム）
に亘って各フレームごとに検出信号“1"が入力すれば、
フレーム同期が確立しているとして（後方保護成立）、
同期情報を“0"にする。

フレーム同期カウンタ５は、復調器22からのクロック
を端子CKに入力して計数し、計数値が１フレームのクロ
ック数に達するごとに端子CRからパルスを出力する。従
って、復調器22からクロックが正常に入力している限
り、フレーム同期カウンタ５はフレーム周期でパルスを
出力する。又、フレーム同期カウンタ５は、端子Ｌにユ
ニークワード検出回路１から“1"が入力すると計数値が
所定の初期値に設定されるので、出力するパルスはフレ
ームの所定の位置、例えばフレームの先頭位置を示すフ
レームパルスになっている。

AND回路６は、保護回路４からの同期情報が“1"であ
るときだけ、いいかえれば、フレーム同期が外れている
ときだけ、フレーム同期カウンタ５からのフレームパル
スをタイマカウンタ７へ出力する。タイマカウンタ７
は、端子Ｒに保護回路４から“0"の同期情報が入力して
いる間、いいかえれば、フレーム同期が確立している
間、リセットされており、フレーム同期が外れている間
は、端子CKにAND回路６から入力するパルスを計数し、
計数値が一定値m₃に達するごとに端子CRから制御信号を
位相曖昧度除去器23へ出力する。

以上説明したように第１図に示す実施例は、第２図の
フレーム同期回路26で復号器24からのデータ列か含むユ
ニークワードを検出してフレーム同期をとり、フレーム
同期がとれず保護回路４で前方保護が成立すると、m₃フ
レーム周期ごとにフレーム同期回路26から制御信号を出
力し、この制御信号によって試行錯誤的に位相曖昧度除
去器23の動作モードに変えることにより、復調基準位相
の食い違いを補正する。

タイミング発生器８はフレーム周期がとれていると
き、フレームの特定位置のタイミングを示すタイミング
信号を発生する。このタイミング信号は、ユニークワー
ド除去器25でユニークワード除去に使用される。

フレーム同期回路26のうち、ユニークワード検出回路
1,保護回路４及びフレーム同期カウンタ５は、フレーム
同期のために、ディジタル通信システムにとってもとも
と必要な回路であり、これら回路にAND回路６及びタイ
マカウンタ７という小さな規模の回路を付加するたけ
で、復調基準位相の曖昧度が除去できる。

以上、誤り訂正方式に畳込み符号化及びビタビ復号を
用い、変調方式に４相位相変調方式を用いる場合につい
て実施例を説明したが、その他の場合も、復調基準位相
に曖昧度のある変調方式を用い、復調基準位相の食い違
いによって復号が不能になる誤り訂正方式を用いる場
合、本発明を適用して同じ効果を得ることができる。

〔発明の効果〕以上説明したように本発明は、伝送するデータ列に付
加されているユニークワードも誤り訂正符号化して伝送
し、受信側で復号器が誤り訂正復号したデータ列からユ
ニークワードを検出してフレーム同期をとり、一定時間
フレーム同期が確立しないと位相曖昧度除去器を試行錯
誤的に制御して復調基準位相の曖昧度を除去することに
より、ディジタル通信システムがもともと備えているフ
レーム同期回路に回路規模の小さいタイマ回路を付加す
るだけで、復調基準位相の曖昧度を除去できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図におけるフレーム同期回路26のブロック図であ
る。１……ユニークワード検出回路、２……シフトレジス
タ、3,6……AND回路、４……保護回路、５……フレーム
同期カウンタ、７……タイマカウンタ、10……送信側、
11……ユニークワード付加器、12……符号化器、13……
変調器、14……送信機、20……受信側、21……受信機、
22……復調器、23……位相曖昧度除去器、24……復号
器、25……ユニークワード除去器、26……フレーム同期
回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−137447（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−222745（ＪＰ，Ａ) 特開平３−32117（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム同期用のユニークワードを含むデ
ータ列を誤り訂正符号化した誤り訂正符号化されたデー
タ列を用いて、少なくとも位相変調を伴う変調方式で変
調した変調信号を受信し、当該変調信号を同期検波して
復調する復調器、この復調器の復調基準位相の食い違い
を除去すべく制御信号が入力すると前記復調器からのデ
ータ列を試行錯誤的に論理操作して出力する位相曖昧度
除去器、この位相曖昧度除去器からのデータ列を誤り訂
正復号する復号器、及び、この復号器からのデータ列が
含む前記ユニークワードを検出してフレーム同期をとり
あらかじめ定めた時間フレーム同期が確立しない場合に
前記制御信号を出力するフレーム同期回路を備えたこと
を特徴とする復調基準位相曖昧度除去方式。
【請求項２】前記フレーム同期回路は、前記復号器から
のデータ列中に前記ユニークワードと同じビットパター
ンを検出するごとに検出信号を出力するユニークワード
検出回路と、このユニークワード検出回路からの前記検
出信号の入力状態に基づきフレーム同期が確立している
か否かを示す同期情報を出力する保護回路と、前記ユニ
ークワード検出回路から前記検出信号が入力すると初期
値が設定され前記復調器からのクロックを計数すること
によりフレームパルスを出力するフレーム同期カウンタ
と、前記保護回路からの前記同期情報に基づきフレーム
同期が確立している間は常にリセットされ、フレーム同
期が確立していない間は前記フレーム同期カウンタから
の前記フレームパルスを計数し計数値が予め定めた値に
なると前記制御信号を出力してリセットされるタイマ回
路とを有することを特徴とする請求項１記載の復調基準
位相曖昧度除去方式。