JP3428111B2 - データ送信回路 - Google Patents

データ送信回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、第2世代用携帯電話
機(PHP)の送受信回路などに適用して好適なデータ
送信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】第2世代用携帯電話機などのように単一
の送受信周波数(キャリア)を用いて音声信号を間欠的
に送受信するときの信号変調方式としては、位相変調特
にπ/4シフト位相変調方式(π/4シフトQPSK方
式)が採用されている。図8以下を参照してこの位相変
調方式を説明する。
【0003】送信すべき音声信号はディジタル信号(A
DPCM化された音声データ)に変換され、図8のよう
にこの音声データの時系列は前後する2つのデータを1
つのシンボルとして取り扱うべくこれらの音声データ列
をシンボル化して、同図のようなシンボル列が作成され
る。
【0004】これらのシンボル列に対して図9に示すよ
うな位相変調が行われる。この位相変調を時間軸で考察
すると、あるタイミングでは図10Aのような時間軸
(同期成分軸Iとその直交成分軸Q)上に存在する4個
のシンボル群Aの中から1つのシンボルを選択して、次
は同図Bに示すように同図Aとは45°時間軸がシフト
した時間軸上に存在する4個のシンボル群Bの中から1
つのシンボルが選択され、これが交互に繰り返される。
【0005】そうすると、このような異なった時間軸の
選択処理を長い時間でみると同図Cに示すように8相の
時間軸からπ/4シフトされたシンボルを順次選択する
ことによってπ/4シフト位相変調出力が生成されるこ
とになる。
【0006】図11はこのような位相変調機能を有した
送受信回路10の従来例を示す。同図はPHPに装備さ
れた送受信回路である。
【0007】同図において、送受話器を構成するマイク
12によって集音された音声信号はコーディック回路1
4でディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変
換された音声データはチャネルコーディック回路16で
プロトコル信号などの制御コードを付加して送信形態に
適した信号形態に変換されると共に、図12に示すよう
なデータ圧縮処理(その詳細は後述する)が施された
後、π/4シフト位相変復調回路(QPSK)18のう
ち位相変調部(MOD)に供給されて上述したような位
相変調が行われる。
【0008】位相変調された音声データは同期成分(I
軸上の成分)とその直交成分(Q軸上の成分)とに分離
され、それぞれの音声データはD/A変換器20a,2
0bでアナログ信号に戻される。これは次段でのフィル
タリング処理を行うためである。
【0009】フィルタリング処理はナイキストフィルタ
22a,22bによって行われる。このフィルタリング
処理はシンボル化および位相変調処理によって隣接デー
タ間で符号間干渉が発生することが考えられるのでこれ
を避けるための処理である。符号間干渉が発生すると、
受信側で正しくデータを復調できずデータエラーが発生
してしまうからである。
【0010】フィルタリングされた音声信号は直交変調
回路24で直交変調されてから周波数変換回路26で送
信周波数(搬送周波数)(1.9GHz帯を基準周波数
とし、使用チャネル数分だけシフトされた周波数)に周
波数変換される。その後スイッチング手段28を経てア
ンテナ30より中継局などに向けて送信される。
【0011】図12は送受信タイミングの一例を示すも
ので、5msecを1フレームとし、これを8分割したも
のを1スロット(0.625msec)としたとき、1フ
レーム分の送信データは1スロット分の時間に圧縮さ
れ、1フレームの前半1/2の期間のうち受信局とのや
り取りによって決定された特定のスロットを使用して圧
縮音声データの送信が行われる。図12では前半の最初
のスロットで音声データの送信が行われる(同図B,
C)。
【0012】受信は後半1/2のうちの期間を利用して
行う。この場合も受信局とのやり取りによって決定され
た特定のスロットを使用して圧縮音声データの受信が行
われる。図12では後半の最初のスロットを利用して音
声データが受信される(同図D,E)。
【0013】したがって、受信のタイミングになるとス
イッチング手段28によって選択された受信信号は高周
波増幅回路を含む中間周波増幅回路32に供給されて元
の圧縮音声データに変換され、これが変復調回路18の
うち復調部(DMOD)に供給されてπ/4シフト復調
処理が行われる。
【0014】復調された音声データはチャネルコーディ
ック回路16で元の信号形態に戻され、そしてADPC
M回路14でデコードされた音声信号がスピーカ34か
ら放音される。スピーカ34は送受話器の一部を構成す
る。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
従来の送受信回路では同一の周波数が送信周波数として
選ばれている。送信レベルは比較的大きいので、特にそ
の送信系ではこの送信信号がスイッチング手段28を介
して受信系に洩れ、実際の受信信号は図12Fに示すよ
うに実受信信号の他にこのスプリアス信号(送信信号)
がノイズとして混入したものとなってしまう。そのた
め、S/Nが悪い地域での交信に悪影響を及ぼすことに
なる。
【0016】また、図11に示す従来の送受信回路10
ではナイキストフィルタ22a,22bがアナログ構成
であるため、製品によるばらつきが発生し、場合によっ
てその調整も必要とするときがある。これらの部分をR
AM化、あるいはROM化できれば製品によるばらつき
を一掃できる。
【0017】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、特にS/Nが悪い地域でも交
信が可能な送信回路を提案するものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、π/4づつ位相シフトを行う
π/4シフト位相変調部を備えたデータ送信回路におい
て、上記π/4シフト位相変調部は、圧縮された入力音
声データを位相変調するための位相変調軸を決定する位
相変調軸決定手段と、上記位相変調軸を用いて上記音声
データのπ/4シフト位相変調を行う変調手段と、デー
タ送信区間では、上記変調手段から出力された音声デー
タに対するラッチ動作を行い、ラッチしたデータを上記
π/4シフト位相変調部からの出力とし、上記データ送
信区間以外の区間では、DC成分を上記π/4シフト位
相変調部からの出力とするラッチ手段とを有するもので
ある。
【0019】
【作用】図1に示すように、π/4シフト位相変調部4
0は、π/4シフト位相変調を行うための位相変調軸を
決定する位相変調軸決定手段42と、位相変調軸を用い
て、上記音声データのπ/4シフト位相変調を行う変調
手段44と、変調手段44から出力された音声データの
ラッチ処理を行うラッチ手段46とで構成される。これ
らによって、圧縮された入力音声データに対してπ/4
位相変調を行いつつ、実データの区間であるデータ送信
区間では、変調手段から出力された音声データに対する
ラッチ動作を行い、ラッチしたデータがπ/4シフト位
相変調部から出力される。また、データ送信区間以外の
区間では、DC成分がπ/4シフト位相変調部から出力
される。さらに、変調手段は、音声データのπ/4シフ
ト位相変調を行うとともに、フィルタリング処理がなさ
れる。
【0020】データのラッチ処理によって実データ以外
の区間は全てDCレベルとなるからこのDCレベルをス
イッチング手段28に供給してもこれがスプリアスとな
って受信系に洩れることはない。
【0021】位相変調軸決定手段42及び変調手段44
はROMでそれぞれ構成することができるので、ナイキ
ストフィルタ特性が一義的に決まり、特性のばらつきを
改善できる。
【0022】
【実施例】続いて、この発明に係るデータ送信回路の一
例を上述したPHPの送受信回路に適用した場合につ
き、図面を参照して詳細に説明する。
【0023】図1はこの発明に係るデータ送信回路を含
む送受信回路10の一例である。従来回路のπ/4シフ
ト位相変復調回路18から直交変調回路24までの送信
処理系がこの発明では図1のようにπ/4シフト位相変
調40とD/A変換器60に置き換えられている。そ
れ以外の構成は図11の場合と同様であるのでそれらの
説明は割愛する。
【0024】π/4シフト位相変調40は少なくとも
次のような機能を有した複数の手段で構成される。すな
わち、このπ/4シフト位相変調40は図示するよう
に、π/4シフト位相変調を行うための位相変調軸決定
手段42と、符号間干渉が発生しないように予めフィル
タリングするためのフィルタリング処理を含むπ/4シ
フト位相変調を行う変調手段44と、ラッチ手段46と
で構成される。
【0025】これらによって圧縮された入力音声データ
に対してπ/4シフト位相変調を行いつつ、符号間干渉
を少なくできるフィルタリング処理がなされると共に、
実データ以外の区間はDC成分が出力されるようなラッ
チ処理された音声データが出力される。
【0026】データのラッチ処理によって実データ以外
の区間は全てDCレベルとなるからこのDCレベルをス
イッチング手段28に供給してもこれがスプリアスとな
って受信系に洩れることはない。
【0027】続いて、各手段の内容を順次説明する。チ
ャネルコーディックされた音声データは最初に位相変調
軸決定手段42に供給される。そのために音声データは
一旦直列・並列変換回路52に供給されて、この例では
5シンボルトータル10ビットのパラレルデータに変換
され、これがラッチ手段54に供給される。ラッチ手段
54には5シンボルデータの他に、シンボルを図10の
AからBへ、あるいは同図BからAへシフトさせたとき
どの位相軸を用いて変調したかを示すための位相変調軸
信号(3ビットの信号)が供給される。
【0028】したがってラッチ手段54からは図2に示
すようなデータが出力される。図2はあたかも時間軸に
沿ってデータを配列してあるように示されているが、こ
れはあくまでパラレルデータ構成を判り易くするために
時間軸上に配列したものである。ここに、位相変調軸信
号の次に位置するシンボル1は最初に入力したシンボル
であり、シンボル5は最後に入力したシンボルである。
【0029】図10Cに示すように位相変調軸はトータ
ル8本存在するので、この位相変調軸は3ビットのデー
タとして表すことができ、本例ではこれをsin波として
取り扱っている。図10のI軸を起点としこれを(00
0)で表わし、反時計方向に45°回転するごとに1ビ
ットインクリメントするとすれば、各位相変調軸を表す
3ビットデータと位相度の関係は図3のようになる。
【0030】直前の位相変調軸を示す3ビットデータと
5シンボルを示す10ビットの音声データは差動符号変
換器56に供給される。差動符号変換器56ではこれら
13ビットの入力データのうち、直前の位相変調軸信号
と最初に入力したシンボル1とのデータ内容に基づいて
次の位相変調軸信号(出力すべき位相変調軸信号)が定
められる。
【0031】例えば、直前のデータが図4Aであり、現
データが同図Bであるものとする。直前の位相変調軸信
号は(000)であり、直前データ中シンボル1のデー
タは(10)である。図9の関係からシンボル1が(1
0)のときは−45°位相軸を変更することになるか
ら、この例では−45°シフトした位相変調軸信号は図
3に示すように−45°,すなわち315°である(1
11)が選ばれる。5シンボルデータは直前データから
1シンボル後のデータに移行する。したがって、位相変
調軸決定手段42から出力される13ビットデータの内
容は図4Cのようになる。
【0032】実際の差動符号変換器56はROMで構成
されているので、ラッチ手段54より出力された13ビ
ットデータはこのROMに対するアドレスデータとな
る。差動符号変換器56より出力された位相変調軸信号
は次に入力する5シンボルに対する直前位相変調軸信号
として使用されるためラッチ手段54にフィードバック
される。
【0033】位相変調軸が決定されたこの差動符号変換
出力は変調手段44に供給される。変調手段44ではπ
/4シフト位相変調処理とフィルタリング処理が行われ
る。π/4シフト位相変調処理は位相変調軸信号に基づ
いて定まる位相度(図3参照)を基準位相とし、シンボ
ル1に対してはシンボル1のビット内容によって定まる
位相(図9参照)が基準位相に加えられてそのシンボル
1の位相となされる。つまり位相変調される。
【0034】例えば、図4Cの例では(111)である
ため度数は315°であり、シンボル1は(01)であ
るために+135°が選択され、結局シンボル1は次の
ようになる。 シンボル1=A0=sin(0°+135°) =sin135° ・・・・(1) シンボル2に対しては基準位相とシンボル1によって定
まる位相に加えて、シンボル2の内容によって定まる位
相(図9)が加えられたものが、そのシンボル2の位相
となされる。これでシンボル2が位相変調されたことに
なる。
【0035】図4Cの例を採れば、シンボル2は(1
1)であるため、 シンボル2=A1=sin(0°+135°−135°) =sin(0°) ・・・・(2) このように直前のシンボルの位相を加味しながら次のシ
ンボルの位相が順次変調される。
【0036】これをハード的に実現するには図5に示す
ような構成とすればよい。端子70が入力端子であり、
位相変調軸信号は位相決定手段72に供給され、以下同
様にシンボル1〜5(=a1〜a5)はそれぞれ対応する
位相決定手段73〜77に供給される。
【0037】位相変調された位相変調軸信号および各シ
ンボルはそれぞれフィルタ回路82〜87に供給され
て、±3T分だけフィルタリングされる。このフィルタ
リングは符号間干渉が発生しないようなナイキスト特性
を付与するためのもので、図6Aにナイキスト特性(イ
ンパルス応答特性)の一例を示す。基本周期Tは音声デ
ータのサンプリング周期であり、この例で1Tは、1/
192KHz(=1/9.6MHz×50データ)であ
る。ナイキストフィルタ特性とするための係数値は−3
Tから+3Tの期間にわたり係数値発生手段90からそ
れぞれのフィルタ回路82〜87に供給される。
【0038】ここで、位相変調軸信号に対してフィルタ
特性を付与するときは図6Bのようにナイキスト特性の
ピーク点が位相変調軸信号の中心にくるようにしてフィ
ルタをかける。それぞれのシンボルに対するフィルタリ
ングの場合も同じで、それぞれのシンボルに対するフィ
ルタリングのときはそこにナイキスト特性のピーク点が
くるようにフィルタ特性をかけることになる。
【0039】位相変調軸信号と各シンボルに対して同一
のフィルタ特性を付与した結果はそのまま合成され、合
成されたフィルタ出力信号のうち、特にシンボル2と3
の境界を基準点としてこれより±T/2分のフィルタ出
力信号が後段の抽出回路92で抽出される。
【0040】このフィルタ出力信号がデータセレクト回
路94で50等分された状態で出力される。そのため、
このデータセレクト回路94には50進カウンタ96か
らのカウンタ出力(6ビット)が出力され、50等分さ
れた8ビットのデータとして出力される。これは丁度1
/9.6MHzに相当する時間である。
【0041】図5に示す変調手段44は実際は図1のよ
うにROM構成であり、入力端子70に供給された13
ビットデータの組み合せに応じた出力データが予め計算
されてあり、そのデータがROM化されている。したが
って、13ビットのデータはROMのアドレスとして使
用され、これでナイキスト特性が付与され、しかもπ/
4シフト位相変調された±T/2分の出力データ(8ビ
ットの変調出力データ)がリードされることになる。
【0042】再び図1に戻って説明すると、変調手段4
4から±T/2分の8ビット出力データを出力するため
50進カウンタ出力(6ビットデータ)が変調手段44
に供給される。変調手段44より得られた変調出力デー
タはラッチ回路46に供給されて、図7のようにデータ
送信区間(1スロット分)は変調出力データに対するラ
ッチ動作が行われる。そのため、図7Bに示すようなラ
ッチパルスが1スロットの区間供給される。ラッチされ
た変調出力データは後段のD/A変換器60でアナログ
信号に戻される。
【0043】データ送信区間が終了すると、ラッチパル
スは供給されない。そうすると、最後のラッチパルスに
よってラッチされたデータが次の送信開始タイミングま
で保持される。このときのラッチ出力をD/A変換する
とこれはDC成分となる(図7C参照)。
【0044】したがってデータ送信中は変調出力データ
に見合ったAC成分で搬送信号を変調した信号がスイッ
チング手段28に供給されるが、その他の期間はDC成
分によって搬送信号を変調された信号が供給される。し
たがって、送信信号による受信系へのスプリアスは発生
せず、受信された信号を正しく復調できるからエラーレ
ートが大幅に改善される。
【0045】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るデータ送
信回路では、圧縮された入力音声データを位相変調する
ための位相変調軸が決定されて、位相変調軸を用いて音
声データのπ/4シフト位相変調が行われる。さらに、
実データの区間であるデータ送信区間では、変調手段か
ら出力された音声データに対するラッチ動作を行い、ラ
ッチしたデータがπ/4シフト位相変調部からの出力と
される。また、データ送信区間以外の区間では、DC成
分がπ/4シフト位相変調部からの出力とされる。この
ように、データ送信区間以外の区間は全てDC成分とな
るから、このDC成分によって搬送信号を変調した信号
がスイッチング手段に供給されても、送信信号がスプリ
アスとなって受信系に洩れることはなく、受信データの
C/Nが向上し、エラーレートを大幅に改善できる特徴
を有する。
【0046】
【0047】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るデータ送信回路をPHP用送受
信回路に適用したときの一例を示す系統図である。
【図2】位相変調の構成単位例を示す図である。
【図3】位相変調軸信号と位相度の関係を示す図であ
る。
【図4】位相変調軸の決め方を説明するための図であ
る。
【図5】変調手段の一例を示す系統図である。
【図6】ナイキスト特性の説明図である。
【図7】送信モードの説明図である。
【図8】シンボル処理の説明図である。
【図9】π/4シフトQPSK処理例を示す図である。
【図10】π/4シフトの説明図である。
【図11】従来のPHP用送受信回路の系統図である。
【図12】その動作説明図である。
【符号の説明】
10 送受信回路 14 CODEC回路 16 チャネルコーディック回路 40 π/4シフト位相変調手段 42 位相変調軸決定手段 44 変調手段 46 ラッチ手段 60 D/A変換器 26 周波数変換回路 28 スイッチング手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−318729(JP,A) 特開 平5−292135(JP,A) 特開 平5−219129(JP,A) 特表 平5−505070(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 π/4づつ位相シフトを行うπ/4シフ
    ト位相変調部を備えたデータ送信回路において、 上記π/4シフト位相変調部は、 圧縮された入力音声データを位相変調するための位相変
    調軸を決定する位相変調軸決定手段と、 上記位相変調軸を用いて上記音声データのπ/4シフト
    位相変調を行う変調手段と、データ送信区間では、上記変調手段から出力された音声
    データに対するラッチ動作を行い、ラッチしたデータを
    上記π/4シフト位相変調部からの出力とし、上記デー
    タ送信区間以外の区間では、DC成分を上記π/4シフ
    ト位相変調部からの出力とする ラッチ手段とを有するこ
    とを特徴とするデータ送信回路。
  2. 【請求項2】 上記変調手段は、上記音声データのπ/
    4シフト位相変調を行うとともに、上記音声データのフ
    ィルタリングを行うことを特徴とする請求項1記載のデ
    ータ送信回路。
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