JPH02288752A

JPH02288752A - 多値ｑａｍ通信方式

Info

Publication number: JPH02288752A
Application number: JP1111622A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Kodama; 児玉　智子; Makoto Nakamura; 誠中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-11-28

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は多値ＱＡＭ通信方式に関する。

（従来の技術）４ビツト、８ビツトなど多ビツトデータを２ｍ　（ｍは
データビット数）個の信号点を備えた位相平面座標上の
一つの信号点に対応させて伝送し、振幅及び位相の関係
から原データを復元する多値Ｑ　Ａ　Ｍ　（Ｑｕａｄｒ
ａｔｕｒｅ　ＡｖｐＨｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
）通信方式は、周波数利用効率が高いため、ディジタル
・マイクロ波通信、ディジタル移動通信などに広く利用
されている。

第４図は、８ビツトデータを伝送する２５６値ＱＡＭ通
信方式の位相平面の説明図である。

図示のように、２５６値ＱＡＭ通信方式では、８ビツト
データを位相平面ＩＱ上の２”　（２５６）個の内−つ
の信号点に対応させ、一つの信号点の位置及び位相から
元の８ビツトデータを再生可能とされている。

ところで、この多値ＱＡＭ通信方式では、受信信号から
原データを再生する際、再生搬送波の引き込み位相が、
０．π／２．πまたは３π／２の位相不確定性を有する
ため、位相平面の象限を決定する２系列のディジタル信
号に対して差動論理回路を用いて符号化し、復号化を行
うのが一般的である。

一方、ｍビットのディジタル信号から２１個の信号点に
マツピングするための信号点配置の方法には、グレイ符
号化、回転対象配置などがある。

第５図にグレイ符号化による１６値ＱＡＭ通信方式の信
号点配置を、第６図に回転対象配置による１６値ＱＡＭ
通信方式の信号点配置を示した。

図示のように、グレイ符号化による配置では、各信号点
は各座標軸１．Ｑに対して対称的とされている。また、
回転対象配置では、各象現の信号点は相隣り合う象現の
信号点に対し回転させたとき一致するような配置となっ
ている。

図においてグレイ符号化におけるπ／２．π。

３π／２の引きこみ位相のずれによる受信信号系列への
影響は、それぞれ（１＋　、　ＱＩ　） →　（Ｑ言　　、　　　ｌ＋　　　）（ｌ＋　　　、　
　　　　ＱＩ　　　）（ＱＩ　　　、　　　　Ｉｔ　　
　）［＋１．ＱＩ］＝［ＱＩ　、Ｉｔ　１　［１＋　、　　ＱＩ　］　［Ｑ
＋　、　　Ｉｔ　１ｊ〜１　　　　　　　　　　　　　
　・・・（１）また、回転対称配置における同期ずれに
よる受信信号系列への影響は、（１＋　、ＱＩ）＝　（Ｑｌ　　・　　　Ｉ　　＋　　　）　　　（Ｉｔ
　　　・　　　　ＱＩ　　　）　　　（Ｑ言　　・　　
　Ｉｔ）［１＋、Ｑ＋］ →［ｉ＋　、ＱＩ　］　［Ｉ＋　、　　ＱＩ　１　［Ｉ
ｔ　、　Ｑ　ｒ　１ｊへ１　　　　　　　　　　　　　
　・・・（２）で示される。

さて、このような多値ＱＡＭ通信方式では、信号点数を
大きくすることにより、伝送容量を増大し、周波数利用
効率を高めることができるが、多値数が大きくなるほど
機器の不完全性などによるビット誤り率特性の劣化が著
しく、通信品質を改善するためには、多少の周波数利用
効率の低下を許容した上で、誤り訂正符号化・復号化を
用いることが望ましい。

そこで、誤り訂正符号化・復号化回路を差動論理符号化
・復号化回路の外側に配置した場合、差動論理復号によ
り連続するビットに誤りが発生するため、誤り訂正符号
の訂正能力を高めるか、またはインターリーバを用いる
必要がある。

しかし、誤り訂正符号の訂正能力を高めると周波数利用
効率が劣化するという問題があり、また、インターリー
バを用いると回路規模が大きくなるだけでなく、復号遅
延が増大するという問題があるため、誤り訂正回路は差
動論理回路の内側に配置するのが一般的である。

ただし、誤り訂正符号化・復号化回路を差動論理符号化
・復号化回路の内側に配置した場合、再生搬送波の引き
込み位相の不確定性により、系列が変化しても、正しく
誤り訂正が行われ、かつ、誤り訂正符号化・復号化を行
っても位相の不確定性が保存される必要がある（以下、
このような条件を満足する誤り訂正符号を、位相回転に
対してトランスペアレントな符号と呼ぶ。）従来、位相回転に対してトランスペアレントな符号の構
成法として、特開昭６２−２１９２５２（多値ＱＡＭ通
信方式）および’６ＧＨｚ　１４０ＭｂｐｓＤ１ｇｌｔ
ａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ｒｅｐｅａｔｅｒ　ｗｉｔｈ　２５
８ＱＡＭ　Ｍｏｄｕｌａしかしながら、上記の特開昭６
３−２１９２５２に示される多値ＱＡＭ通信方式は、同
相・直交チャネルを構成するｍ個のディジタル信号系列
の各々に、独立に誤り訂正符号化復号化を行うものであ
るため、ｍ個の符号化器と複合化器を必要とし、この結
果、装置規模が大きくなるという欠点がある。

一方上記の文献’６Ｇ１１ｚ　１４０Ｍｂｐｓ　Ｄｌｇ
ｌｔａｌ　Ｒａｄｌ。

Ｒｅｐｅａｔｅｒ　ｗｉｔｈ　２５６ＱＡＭ　Ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ（ＩＣＣ’８Ｂ、４Ｂ−７）”に示される
多値ＱＡＭ通信方式は、同相チャネルを構成するｍ　／
　２系列の組と、直交チャネルを構成するｍ　／　２の
系列の組の、各々の組に対してリー誤り訂正符号を用い
て符号化復号化する方式であるが、この方式はｍビット
のデータを信号点に配置するマツピングの方法が限られ
、また誤り訂正符号の構成法に対する制限が多いという
欠点を持つ。

そこで、本発明は、符号化及びマツピングの自由度が大
きく、データのビット数未満の符号化器・復号化器によ
り実現され、かつ、位相回転に対してトランスペアレン
トな誤り訂正符号化を構成することができる多値ＱＡＭ
通信方式を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記課題を解決するための本発明の多値ＱＡＭ通信方式
は、送受信データビット数をｍとして２ｍ個の信号点を
有する多値ＱＡＭ通信方式において、信号点配置を決定
するｍ個の系列のうち、位相平面の象限の決定に関与す
る各々の系列と、それ以外の系列の組とに対して独立に
誤り訂正符号化することを特徴とする。

（作用）（２）式で示したように、回転対称配置により信号点配
置を定める差動多値ＱＡＭ通信方式においては、再送搬
送波の引き込み位相がπ／２．π、または３π／２だけ
ずれた場合、位相平面の象限の決定に関与する系列（１
１，Ｑ＋　）に対してビットの反転・系列の入れ替えな
どが起こる。ところが、それ以外の系列［Ｉ２．・・・
１．．７□、Ｑ２．・・・Ｑヮ、□］に対して、再生搬
送波の位相不確定性は影響しない。そこで、系列（１＋
　　Ｑ＋）に関して、各々独立に、ビットが反転しても
復号可能な誤り訂正符号化を施しておけば、それ以外の
系列［Ｉ２．・・・Ｉｓ／□、Ｑ２．・・・、Ｑ、７□
］に対して任意の誤り訂正符号化を行なっても、誤り訂
正符号のトランスペアレンジ−は補償される。

また、（１）式で示したように、グレイ符号化により信
号点配置を定める差動多値ＱＡＭ通信方式においては、
再送搬送波の位相がずれた場合、位相平面の象限の決定
に関与する系列（Ｉｌ、Ｑ＋）に対しては、前述の場合
と同様に、ビットの反転・系列の入れ替えなどが起こる
。ところが、それ以外の系列では、■チャネルの系列［
■２．・・・１、／２］とＱチャネルの系列［Ｑ２．・
・・＋　　Ｑ　ＩＩＩ／２　］の入れ替えが発生するの
みである。そこで、系列（１１、Ｑ＋　）に関しては、
各々独立にビットが反転しても復号可能な誤り訂正符号
化を施し、それ以外の！チャネルの系列の組、およびＱ
チャネルの系列の組に対して、各組錘に任意の誤り訂正
符号化を行なう。この符号化方式は位相回転に対してト
ランスペアレントである。

（実施例）以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明を２５６０ＡＭ通信方式に適用した一
実施例を示す概略的システム構成図である。

図において、左方の送信側では、８個のディジタル信号
系列が入力端子１−１〜１−８から人力されるようにな
っている。内２つの入力端子１−１．１−２から入力さ
れる２ビツトは差動論理回路２に供給され、和分演算の
結果の２ビツトが、各々、同一の符号化器３，４に供給
され符号化される。一方、残りの入力端子１−３〜１−
８から入力される６ビツトは、符号化器５に供給され、
符号化される。ここで、符号化器３．４で用いられる符
号は同一であり、全１ベクトルを符号語として持つよう
な誤り訂正符号である。また、符号化器５で用いられる
符号は任意の符号でよいが、シンボル誤り訂正可能なＧ
Ｆ　（２６）上のリード・ソロモン符号を用いると、冗
長度に対して訂正能力が大きいため、効果的である。

符号化器３．４．５から出力される８ビツトは、送信変
調部６において、本例では回転対称配置によりマツピン
グされた信号点に対応する信号波形に変換され、伝送路
７に出力される。

一方、受信側では、受信復調部８により復調された８ビ
ツトのディジタル信号は、前記符号化器３．４．５に対
応した復号器９，１０．１１により誤り訂正が行われ、
内２つの復号器９，１ｏから出力された２ビツトは、差
動論理復号部１２に供給されて、差分演算が行われる。

差動論理復号部１２の出力の２系列は出力端子１３−１
．１３−２から出力され、他の復号器１１の出力系列は
他の出力端子１３−３〜１３−８から出力される。

本実施例では、回転対象配置の２５６０ＡＭ通信方式に
おいて、位相平面の象限の決定に関与する各々の系列と
、それ以外の系列の組とに対して、独立に誤り訂正符号
化して、位相回転に対してトランスペアラントな符号化
を実現する。

したがって、位相平面の象限の決定に関与しない系列の
組を符号化する際に、複数の系列を入力として符号化を
行うことができるため、すべての系列に対して独立に符
号化する場合より装置規模を小さくすることができる。

第２図は、回転対称配置の２５６ＱＡＭ通信方式の他の
実施例を示すシステム構成図である。

図において、左方の送信側では、８個のディジタル信号
系列が入力端子１４−１〜１４−８から入力されるよう
になっている。内２つの入力端子１０−１．１４−２か
ら入力される２ビツトは差動論理回路１５に供給され、
和分演算の結果の２ビツトが、各々、同一の符号化器１
６．１７に供給され符号化される。一方、次の２つの入
力端子１４−３．１４−４から入力される２ビツトの組
は、符号化器１８に供給され、符号化される。同様に、
その次の２つの入力端子１４−５．１４−６、および残
り２つの入力端子１４−７．１４−８から入力される２
ビツトの組も、各々符号化器１９．２０に供給され、符
号化される。

ここで、差動論理回路１５と接続される符号化器１６．
１７で用いられる符号は同一であり、全１ベクトルを符
号語として持つような誤り訂正符号である。また他の符
号化器１８，１９．２０で用いられる誤り訂正符号は任
意の符号であるが、系列のビット誤り率に応じた訂正能
力の誤り訂正方式を用いることができる。

これら符号化器１６．１７．１８．１９．２０から出力
される８ビツトは、送信変調部２１において回転対称配
置によりマツピングされた信号点に対応する信号波形に
変換され、伝送路２２に出力される。

一方、受信側では、受信復調部２３により復調された８
ビツトのディジタル信号は、復号器２４゜２５．２６，
２７．２８により誤り訂正が行われ、前記差動論理回路
１５に対応する２つの復号器２４．２５から出力された
２ビツトは、差動論理復号部２９に供給されて、差分演
算が行われ、差動論理復号部２９の出力端子３０−１．
３０−２から出力され、他の復号器２６，２’７．２８
の出力系列は他の出力端子３０−３〜３０−８から出力
される。

したがって、本例でも、位相平面の象限の決定に関与し
ない系列の組を符号化する際に、２人力づつの系列を入
力として符号化を行うことができるため、すべての系列
に対して独立に符号化する場合より、装置規模を小さく
することができる。

また、本例の場合、各系列の受信時のビット誤り率に応
じて誤り訂正符号の冗長度を考えることができるため、
より小さい冗長度で効果的な符号化を行うことができる
。

第３図は、グレイ符号化による２５６ＱＡＭ通信方式の
実施例を示すシステム構成図である。

図において、左方の送信側では、８個のディジタル信号
系列が入力端子３１−１〜３１−８から入力され、差動
論理回路３２に供給される。差動論理回路３２で和分演
算されｔ：結果のうち、Ｉ。

Ｑｌの２系列が、各々同一の符号化器３３．３４に供給
され符号化される。また、１２，１３．１４の３系列が
、符号化器３５に供給される。同様に、Ｑ２．Ｑ３．Ｑ
４の３系列が、符号化器３６に供給され符号化される。

ここで、２つの符号化器３３．３４で用いられる符号は
同一であり、全１ベトクルを符号語として持つような誤
り訂正符号である。また符号化器３５．３６で用いられ
る誤り訂正符号は同一で任意の符号である。符号化器３
３．３４．３５．３６から出力される８ビツトは、送信
変調部３７において、グレイ符号化によりマツピングさ
れた信号点に対応する信号波形に変換され、伝送路３８
に出力される。

一方受信側では、受信復調部３９により復調された８ビ
ツトのディジタル信号は、復号器４０゜４１．４２．４
３により誤り訂正が行われたのち、差動論理復号部４４
に供給されて、差分演算が行われる。差動論理復号部４
４の出力は、出力端子４５−１〜４５−８から出力され
る。

本例でも前例と同様に、位相平面の象限の決定に関与し
ない系列１２．〜Ｑ４の組を符号化する際に、１２　＋
　　Ｉ３　、Ｉ４　、Ｑ２　＋　Ｑ３　＋　Ｑ４の３人
力づつの系列を入力し、符号化を行うことができるので
、すべての系列に対して独立に符号化する場合より、装
置規模を小さくすることができる。

以上、誤り訂正符号を付加する符号化器の組み合せ例を
各種水したが、組合わせ例はこれに限定されるものでは
ない。

また、２５６ＱＡＭ通信方式の例を示したが、これに限
定されるものでもない。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計変更を行うことにより、この他適宜態様で実施し
得るものである。

［発明の効果］以上説明したように、本発明は、特許請求の範囲に記載
の通りの多値ＱＡＭ通信方式であるので、位相平面の象
限の決定に関与しない系列の組を符号化する際に、複数
の系列を入力として符号化を行うことができるため、す
べての系列に対して独立に符号化する場合より装置規模
を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る回転対称配置による２
５６ＱＡＭ通信方式のシステム構成例のブロック図、第
２図は回転対称配置による２５６ＱＡＭ通信方式の他の
実施例を示すシステム構成例のブロック図、第３図はグ
レイ符号化による２５６ＱＡＭ通信方式の実施例を示す
システム構成例のブロック図、第４図は位相平面上の信
号点の説明図、第５図はグレイ符号化による１６値信号
点の説明図、第６図は回転対称配置による１６値信号点
の説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）送受信データビット数をｍとして２＾ｍ個の信号
点を有する多値ＱＡＭ通信方式において、信号点配置を
決定するｍ個の系列のうち、位相平面の象限の決定に関
与する各々の系列と、それ以外の系列の組とに対して独
立に誤り訂正符号化することを特徴とする多値ＱＡＭ通
信方式。
（２）請求項１に記載の多値ＱＡＭ通信方式において、
前記位相平面の象限の決定に関与しない系列を符号化す
る際に、それらの系列を少なくとも一組は複数の系列に
より構成されるように複数の組に分け、その各々の組に
対して独立に誤り訂正符号化することを特徴とする多値
ＱＡＭ通信方式。
（３）請求項１に記載の多値ＱＡＭ通信方式において、
前記位相平面の象限の決定に関与しない系列の組を符号
化する際に、多元誤り訂正符号化することを特徴とする
多値ＱＡＭ通信方式。