JPH02159126A - データ復調方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、誤り訂正機能を用いたデータ伝送におけるデ
ータ復調方式に関する。

〔従来の技術〕

畳み込み符号と最ゆう復号を用いて、信号帯域幅を拡大
せずに大きな符号化利得が得られる符号化変調技術が最
近注目されている。畳み込み符号と最ゆう復号について
は、例えば、「アイ・イー・イー・イー、′冗長信号群
を用いた符号変調方式″１（Ｇ、Ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋ
、”Ｔｒｅｌｌｉｓ−Ｃｏｄｅｄ　　Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ　　ｗｉｔｈ　　Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ　　５ｅｔｓ
、　Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　　ＣＯＭ。

Ｍａｇ、、　Ｆｅｂ、１９８７．ｐｐ、５〜２１に記載
されている。

この技術は、データ伝送モＪムおよび衛星通信の分野を
中心に積極的に検討されている。

一般に、伝送路には種々の雑音や歪が発生し。

伝送される信号に対して悪影響を及ぼすので、従来より
符号化変調を行う場合には、トランスバーサル等化ａ（
信号を一定遅延τ。ごとにタップを設けて重み付け加算
し出力するトランスバーサルフィルタを用いるもの）等
の波形等化器と組み合わせて伝送装置を構成することが
多い。

一方、受信側では、搬送波再生に必要な搬送波再生回路
が必要となる。

この場合の等化器の制御および搬送波再生では、本来送
信された信号と実際に受信した信号の間の誤差の大きさ
およびその極性を示す誤差信号が必要となる。この誤差
信号を正確に、かつ迅速に検出することが１等化器の特
性の向上や正確な搬送波再生機能にとり、極めて重要な
ことである。

上述のような符号化変調方法を用いた従来の伝送装置と
しては１、例えば特開昭６２−１９０９３４号公報に記
載された「データ復調装置」がある、この方法では、誤
差信号としてビタビ復号により入出力間の誤差を検出し
ている。ビタビ復号は、畳み込み符号の持つ繰り返し構
造を利用して。

最ゆう復号を効率的に実行する方法である。

一般に、符号化変調等の誤り訂正回路を具備した伝送装
置では、誤差信号の取り出し場所として、識別回路（Ａ
／Ｄ変換器）の出力から、あるいは上記識別回路の出力
と誤り訂正回路の出力間から得ることが考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常、識別回路は誤り訂正回路（Ａ／Ｄ変換器）の前段
に位置しているので、誤差信号を識別回路の出力から取
り出す場合には、識別回路の出力信号に誤り訂正が施こ
されていない。そのため、伝送路の雑音等により符号誤
りが発生し易く、その結果、正確な誤差信号が得られな
いことがある。

従って、このようにして得られた誤差信号を用いても１
等化器および搬送波再生回路を正確に制御できなくなる
。

一方、誤差信号を誤り訂正回路の入出力間から得る場合
には、定常時、つまり伝送路のＣ／Ｎが高い時、誤り訂
正回路により符号誤りの発生確率が十分に抑圧されるた
め、前述の方法に比べると、より正確な誤差信号を得る
ことができる。

しかしながら、伝送路のＣ／Ｎが特に低い時。

あるいは初期引き込み時のように再生された搬送波の位
相ずれが大きい時には、誤り訂正により符号誤りが伝搬
するため、かえって誤りが増加する傾向にある。従って
、伝送路のＣ／Ｎが特に低い時や、再生された搬送波の
位相ずれが大きい時には、制御に必要な誤差信号を誤り
訂正回路の出力から得る方法では、正確な誤差信号を得
！いという問題がある。

前述の公報に記載された「データ復調装置」では、常時
、制御に必要な誤差信号を誤り訂正回路の入出力間から
得ているため、定常時はともかく。

低Ｃ／Ｎ時や再生された搬送波の位相ずれが大きい時に
は、正確な誤差信号は得難いという問題がある。その結
果、この状態では、等化器や搬送波再生回路の動作が不
安定になり易かった。

本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、等化
器や位相制御回路をより正確に制御することができ、デ
ータ伝送装置の特性を向上させることが可能なデータ復
調方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のデータ復調方式は、
受信した信号を入力し、信号の識別および再生を行う識
別回路と、該識別回路の出力信号を入力して誤り訂正を
行う誤り訂正回路とを備えたデータ復調装置において、
上記識別回路の出力から誤差を検出して、誤差信号１を
発生する第１の誤差検出手段と、上記識別回路の出力と
誤り訂正回路の出力との誤差を検出して、誤差信号２を
発生する第２の誤差検出手段と、上記誤差信号１を入力
し、ある一定の論理に従って制御信号１を生成する第１
の制御信号発生回路と、上記誤差信号２を入力し、ある
一定の論理に従って制御信号２を生成する第２の制御信
号発生回路と、上記制御信号１および２を入力し、該制
御信号１，２に対してそれぞれ独立に重み付けを行う重
み付け回路と、該重み付け回路の出力信号を入力して、
該出力信号を加算した後、再び重み付けを行う加算回路
とを有し、該加算回路により得られた制御信号３を用い
て、上記識別回路以前の回路の状態を監視し、かつ調整
することに特徴がある。また、上記重み付け回路および
加算回路の代りに、制御信号切り替え回路を設け、該制
御信号切り替え回路で５回線モニタ信号を監視すること
により、制御信号１と制御信号２のうちの一方を選択し
て、選択された制御信号に切り替え、該制御信号３とし
て出力することにも特徴がある。

〔作　　用〕

本発明においては、伝送路の状態や基準搬送波の位相ず
れの量に応じて、等化器や位相制御回路の制御に必要な
誤差信号を重み付けし、あるいは切り替えることにより
、より正確な誤差信号を抽出する１本発明のデータ復調
方式では、第１の誤差検出回路で識別回路の出力から誤
差を検出して、誤差信号ｌを発止し、また第２の誤差検
出回路で識別回路の出力と誤り訂正回路の出力との誤差
を検出して、誤差信号２を発生し、誤差信号１を第１の
制御信号発生回路に入力し、誤差信号２を第２の制御信
号発生回路に入力して、それぞれ一定の論理に従って制
御信号を生成し、これらの制御信号をそれぞれ重み付け
回路に入力して、独立に重み付けを行い、さらに重み付
け回路の出力を加算回路に入力して、加算後に重み付け
を行い、加算回路からの制御信号により識別回路より前
段の状態を監視および調整する。

これにより、符号化変調等の誤り訂正回路を具備したデ
ータ伝送装置の特性を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を１図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示すデータ復調回路
のブロック図である。

第１図において、２は伝送信号を受信する識別回路、３
は識別信号を取り込み、誤り訂正を行う誤り訂正回路、
５は第１の誤差検出回路、６は第２の誤差検出回路、７
は第１の制御信号発生回路、８は第２の制御信号発生回
路、９は重み付け回路。

１０は加算回路である。また、各信号線の信号は、４が
復調器の復号信号、５１は誤差信号（１）、６１は誤差
信号（２）、７１は制御信号（１）、８１は制御信号（
２）、１１は最終的な制御信号である。

この制御信号１１により、等化器や位相制御回路を制御
する。

受信された信号から、識別回路２は識別信号および誤差
信号５１を抽出する。次段の誤り訂正回路３で誤り訂正
処理を実行することにより、その出力として送信された
原信号４が復号される。第一１の誤差信号検出回路５は
、識別回路２の前後の差を検出して、誤差信号５１を発
生する。また、第２の誤差信号検出回路６は、識別回路
２の出力１８号と、この信号に対して誤り訂正を施こし
て得られた復号信号４との差を検出し、誤差信号６１を
発生する。次に、第１の制御信号発生回路７と第２の制
御信号発生回路８は、第１および第２の誤差検出回路５
，６で検出された誤差信号５１と６１をもとに制御信号
７１および８１を発生する。

第１および第２の制御信号発生回路７，８は、波形等化
器、搬送波制御、ＡＧＣ１直流ドリフト補償、あるいは
クロックタイミング調整等の用途により異なる論理回路
で構成される。次の重み付け回路９は、後述の重み制御
信号により制御信号７１および８１に対して重み付けを
行う（第２の実施例では、切り替えを行っている（第８
図参照）。

これらの面制御信号７１および８１は、加算回路１０で
加算され、さらに重み付けが行われて最終的な制御信号
１１となる０重み付け回路９における重み付け係数（１
）および（２）は、制御信号７１と８１に対して、８：
２または７：３等の比率で任意の重み付けを行う。また
、モニタ信号によりその比率を交換し、制御信号７１と
８１に対して２：８または３ニア等に重みを変更して乗
算する。

加算回路１０における重み付け係数（３）は任意の一定
の値とする。

第２図は、第１図における第２の誤差検出回路の詳細ブ
ロック図である。

ここでは、送信信号としてトレリス符号化２５６ＱＡＭ
変調信号を用いた場合を例にとり、各部詳細動作を説明
する。上記送信信号では、同相チャネルと直交チャネル
、つまり縦方向と横方向にそれぞれＯ〜１５レベルの１
６（４ビツト）値ずつ存在するので、１６Ｘ１６＝２５
６の信号が発生することになる。ビットパターンは、０
０００〜１１１１の２５６種類となり、５ビツト目を受
信信号と送信信号の誤差信号とする。

従来の技術では、第１の誤差検出回路５のみを使用して
いたのに対して、本実施例では、第２の誤差検出回路６
を新たに追加するものであって、さらにこれらの誤差信
号を基に制御信号を作成する。

復調された信号は、識別回路２で同相チャネル。

直交チャネルのそれぞれに個別でＡ／Ｄ変換される。こ
の場合、Ａ／Ｄ変換器の出力の上位４ビツトは識別信号
となり、５ビツト目から下位のビットは受信信号と判定
信号との誤差信号となる。

第１の誤差検出回路５は、受信信号と識別信号との差を
とる回路であるが、具体的にはこのＡ／Ｄ変換器の下位
ビットが第１図における誤差信号５１にそのまま対応す
る。誤り訂正回路３は、識別回路２の出力信号を入力と
して、一定の誤り訂正アルゴリズムに従って復号する。

符号化変調の場合には、ビタビ復号器となる。送信信号
がトレリス符号化２５６ＱＡＭ信号の時、ビタビ復号器
の出力信号は７ビツトの復号信号となる。

第２の誤差検出回路６は、信号空間上で識別回路２の出
力と復号信号４の差をとる回路である。

そのために、第２図に示すように、ビタビ復号により得
られた７ビツトの復号信号を再符号回路６３で再度符号
化し、さらにマツピング回路６４でマツピングして、同
相チャネル、直交チャネルの多値信号とし、差をとる回
路６２において、マツピング回路６４からの多値信号と
識別回路２の出力信号との差をとることにより、誤差信
号６１を得る。

第３図は、第２図における差をとる回路の具体例を示す
図であり、第４図は、このときの多値信号と識別信号と
の関係を示す図である。

ここでは、簡単のために、１６ＱＡＭ′ｔ−誤差信号が
２ビツトのものについて示す、１６ＱＡＭでは、識別信
号は同相、直交各チャネルに識別信号は２ビツトずつの
４ビツトであり、また復号信号をマツピングした多値信
号は２ビツトである。第４図の各シンボルに対応する信
号は下線のない信号である。すなわち、第４図の列信の
２ビツトがマツピングされた多値信号に該当し、上から
１１，１０．０１，００である。ここで、下線が引かれ
た下位３ビツトは差をとるための引算ができるように、
識別回路出力信号と一致させるもので、３ビツトが第３
図の回路で加算される。また、第４図の右側の上位４ビ
ツトが識別回路の出力信号であり、下線が引かれた下位
１ビツトは誤差信号となるもので、かつ桁数合わせのた
めに加えられたものである。

第４図の右欄に示すように、誤差信号を２ビット含めた
場合には、各識別信号に対応する範囲がさらに４つの範
囲に分かれる。各々の範囲に対応する識別回路出力（識
別信号と誤差信号）は、図で各範囲に書かれた信号のう
ち、下線のないものである。

第３図における入力側の実線は、各シンボルの識別レベ
ルである。ここで、２ビツトの再度マツピング信号と４
ビツトの識別回路出力の差をとるため、各々下線を引い
た固定信号（ｍ別回路出力には１０′の１ビツト、マツ
ピング信号にはｌ　Ｏｌｌ１ｌ　　Ｉｌｌ　の３ビツト
）を加える。これにより、識別信号に固定信号を加えた
信号は、識別レベルの中央を示すことになる。つまり、
第４図の左側の５ビツトの値は、右側の４分割された領
域の２番目と３番目の値の間に位置するレベルとなって
いる。第３図に示す差をとる回路６２は、この原理を用
いている。

第５図は、識別回路出力信号、識別信号、復号信号をマ
ツピングした信号、および送信信号と、誤差信号１，２
との関係を示す図である。

破線は識別レベルであって、最上段の破線と次段の破線
に囲まれた範囲内のレベルで検出することにより、送信
信号とマツピング信号を識別することができる。この送
信信号またはマツピング信号と識別回路出力信号との差
が、誤差信号２となる。また、２段目の破線と３段目の
破線に囲まれた範囲内のレベルで検出することにより、
識別回路出力信号と識別信号を識別する。識別回路出力
信号は前述のように、識別信号と誤差信号が加わったも
のであるから、その差が誤差信号１となる。

受信信号にノイズが加わって、識別点を越えた場合、誤
差信号１は極性が反転する。これに対して、誤差信号２
は誤り訂正後の信号を用いるため。

復号信号は送信信号と一致するので、正確に誤差を示す
ことが可能である。しかし、ノイズあるいは種々の劣化
が大きい場合には、誤り訂正により誤りが伝搬するため
、かえって符号誤りは逆に増加することになる。この場
合には、誤差信号１を用いた方が誤差を正確に表わすこ
とができる。

第１および第２の制御信号発生回路７，８は、誤差信号
１，２を用いて、各種の用途に合致した論理回路で制御
信号を発生する。

第６図および第７図は、それぞれ本発明の制御信号発生
回路の一例を示す構成図であって、第６図はディジタル
演算による構成であり、第７図はアナログ演算による構
成で、位相制御用回路である。

第６図において、差をとる回路（同相チャネル）と（直
交チャネル）６２は前段の誤差検出回路６に含まれてい
るため、実際の制御信号発生回路はその後に続く乗算器
と減算器の部分だけである。復号信号の１ビツト目（直
交チャネル）ｂｌと差をとる回路６２からの誤差信号６
１の５ビツト目とを乗算するとともに、復号信号の１ビ
ツト目（同相チャネル）ａｌと差をとる回路６２からの
誤差信号６１の５ビツト目とを乗算する。この場合、同
相チャネルと直交チャネルとは異なったものどうしを乗
算する。次に、減算器において、（ａより５ｂ、ａ、）
の演算を行うのである。

第７図において、Ｄ／Ａ変換器とアナログ減算器とは、
第６図と同じように、前段の第２の誤差検出回路６に含
まれる部分であるため、実際の制御信号発生回路８は乗
算および減算の部分だけである。すなわち、差をとる回
路の誤差信号　ａ、とす、を入力するとともに、復号信
号第１ビツトのａ□とｂｌを入力し、互いに同相チャネ
ルと直交チャネルの異なるものどうしを乗算し、一方か
ら他方を減算する。

位相制御信号Ｖｅは次式で表わされる。

Ｖｅ＝ａ１ｂＳ−ｂｌａｓ・ｊ　＠　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｍ　
６　　（１）ここで、ａＬｌ　ｂ工は同相、直交各チャ
ネルのＡ／Ｄ変換器出力の第１ビツト、ａ６、ｂ、は各
誤差検出回路から出力された誤差信号である。

同じように、ＡＧＣの制御信号は、次式で表わされる。

■ｅ＝ａ１ａｓｅ　ｊ　−・　・　佛　−−ｊ　Ｉ　１
１１　（２）また、直流ドリフト補償回路の制御信号は
、次式で表わされる。

Ｖ　ｅ　＝ａ　ｓ・・・・・・・・・・・・・　（３）
このような演算により、各制御信号を得ることができる
（このことは、例えば、「アイ・イー・イー・イーＩＪ
　（Ｙ　、　Ｎ　ａｋａｕ＋ｕｒａ、ｅｔ、ａｌ、　、
”２５６　Ｑ　Ａ　ＭＭｏｄｅｍ　　ｆｏｒ　　ｍｕｌ
ｔｉｃａｒｒｉｅｒ　　４００Ｍｂｉｔ／ｓ　　ｄｉｇ
ｉｔａｌ　　ｒａｄｉｏ”ＩＥＥＥ　　Ｊ、５ｅｌｅｃ
ｔ、Ａｒ５ａｓ　　Ｃｏｍｍｕｎ、。

Ｖｏｌ、　　Ｓ　Ａ　Ｃ−５，Ｎｏ、３　　Ａｐｒｉｌ
　　１９８７に記載されている）。

次に、第１図における重み付け回路９は、制御信号１，
２に重み付けをするための回路である。

ここでは、伝送路のＣ／Ｎが高い時等の誤り訂正がよく
動作している場合には、制御信号２の重みを大きくし、
逆に伝送路のＣ／Ｎが低い時等の誤り訂正より誤訂正が
多く発生している場合には、制御信号１の重みを大きく
する。この重みを制御するための回線モニタ信号として
は、誤り訂正した回数に相当するエラーパルス数や、ビ
タビ復号器を用いる場合には、メトリック値等の種々の
ものが考えられる。この回線モニタ信号を監視すること
により、制御信号１対制御信号２に対する重みの比率を
例えば、７：３または３ニア、あるいは６：４または４
：６に時間によって変更する。

次に、第１図における加算回路１０は、このようにして
得られた重み付けの各制御信、％１，２を入力して、こ
れらを加算する回路である。また、この出力制御信号１
１は、積分回路に入力された後、ある一定時間の平均と
して制御信号に用いられるので、加算回路１０と積分回
路の間で各時刻毎に重みを付ける方法も有効である。

伝送路のＣ／Ｎが低い時等において、誤訂正が行われた
場合には、信号は正しいシンボルから大きくずれること
がある。このような場合には、その時刻の誤差信号は信
頼性が低いとして、加算回路１０における重み係数を小
さくすればよい。

加算回路１０では、加算された後１重み付け係数（３）
の値で重み付けを行い、その値を制御信号１１として出
力する。

第８図は、本発明の第２の実施例を示すデータ復調装置
のブロック図である。

識別回路２、誤り訂正回路３．第１および第２の誤差検
出回路５，６、ならびに第１および第２の制御信号発生
回路７，８については、第１の実施例と同じである。第
１図の回路と異なる点は、重み付け回路９および加算回
路１０の代りに切り替え回路が設けられている。第１図
では、重み付け回路９において、制御信号１，２に対し
て、それぞれ重み付け係数（１）（２）を乗算して、回
線モニタ信号を監視することにより、重みの比率を変更
していたのに対して、第８図では、重み付けは行わず、
制御信号１，２のいずれか一方のみを用いるようにし、
回線モニタ信号を監視することにより、いずれか一方の
制御信号を選択し、選択された制御信号に切り替えるよ
うにしている。このように、第１の実施例では、第１お
よび第２の制御信号発生回路７，８で発生した制御信号
１，２の両方を用いて、最終的制御信号１１を得ていた
が、第２の実施例では、制御信号１，２のうちの一方の
みを用いて、最終的制御信号１１を得ている。

このような構成にすれば、切り替え時に制御信号が瞬断
するものの、簡単な回路構成で実現できるという利点が
ある。なお、制御信号１１が瞬断しても、積分された後
に等化器等に送られるため、実際に制御に与える影響は
少ない。

第９図は、本発明の制御信号を位相制御に用いた場合の
位相ずれとの関係を示す特性図である。

第９図では、縦軸に誤差信号（位相制御信号）の大きさ
を、横軸に位相のずれを、それぞれ示している。特性曲
線のうち破線が制御信号１であり、実線が制御信号２で
ある。位相が−３，５°〜＋３．５°の間では、絶対値
で制御信号２が制御信号１より大きいため（Ｏｏのとき
は等しい）、回線モニタ信号がこの範囲のときは、制御
信号２のみを用いるか（第２の実施例）、あるいは制御
信号２の重みの比率を大きくする（第１の実施例）、ま
た、位相が−３，５°より負方向に大きくずれたときと
、＋３．５°より正方向に大きくずれたときには、制御
信号１のみを用いるか（第２の実施例）。

あるいは制御信号１の重みの比率を大きくする（第１の
実施例）。

なお、第９図は、符号化２５６ＱＡＭにビタビ復号を行
った場合について、計算機シミュレーションで求めた結
果である。、誤差信号は５００００サンプルについて、
各タイムスロットの誤差信号の極性を積分したものであ
る。この図でも明らかなように、位相ずれかが３．５程
度で切り替えることにより、常に大きな制御信号を得る
ことができるので、正確な位相制御を行うことが可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、伝送路の状態や
基準搬送波の位相ずれの量に応じて１等化器や位相制御
回路の制御に必要な誤差信号を重み付け、あるいは切り
替えることにより、より正確な誤差信号を抽出するので
、より正確な制御を行うことができ、その結果、データ
伝送特性を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すデータ復調装置の
ブロック図、第２図は第１図における第２の誤差検出回
路のブロック図、第３図は第２図における差をとる回路
のブロック図、第４図は第３図の識別回路出力信号とマ
ツピング信号の関係図、第５図は送信信号、識別回路出
力信号、識別信号と誤差信号１，２との関係を示す図、
第６図および第７図はそれぞれ第１図における制御信号
発生回路のブロック図、第８図は本発明の第２の実施例
を示すデータ復調装置のブロック図、第９図は本発明の
制御信号と位相ずれとの関係を示す特性図である。 ２：識別回路、３：誤り訂正回路、４：復号信号、５：
第１の誤差検出回路、６：第２の誤差検出回路、７：第
１の制御信号発生回路、８；第２の制御信号発生回路、
９：重み付け回路、１０：加算回路、１に制御信号出力
、５１，６１：誤差信号１，２．７１，８１：制御信号
１，２．６２：差をとる回路、６３：再符号回路、６４
：マツピング回路。 第 図 第 図 第 図 ：識別レベル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信した信号を入力し、信号の識別および再生を
   行う識別回路と、該識別回路の出力信号を入力して誤り
   訂正を行う誤り訂正回路とを備えたデータ復調装置にお
   いて、上記識別回路の出力から誤差を検出して、誤差信
   号１を発生する第１の誤差検出手段と、上記識別回路の
   出力と誤り訂正回路の出力との誤差を検出して、誤差信
   号２を発生する第２の誤差検出手段と、上記誤差信号１
   を入力し、ある一定の論理に従って制御信号１を生成す
   る第１の制御信号発生回路と、上記誤差信号２を入力し
   、ある一定の論理に従って制御信号２を生成する第２の
   制御信号発生回路と、上記制御信号１および２を入力し
   、該制御信号１、２に対してそれぞれ独立に重み付けを
   行う重み付け回路と、該重み付け回路の出力信号を入力
   して、該出力信号を加算した後、再び重み付けを行う加
   算回路とを有し、該加算回路により得られた制御信号３
   を用いて、上記識別回路以前の回路の状態を監視し、か
   つ調整することを特徴とするデータ復調方式。
2. （２）上記重み付け回路および加算回路の代りに、制御
   信号切り替え回路を設け、該制御信号切り替え回路で、
   回線モニタ信号を監視することにより、制御信号１と制
   御信号２のうちの一方を選択して、選択された制御信号
   に切り替え、該制御信号３として出力することを特徴と
   する請求項１記載のデータ復調方式。