JPH0244839A - 直角位相振幅変調の方法 - 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、より都合の良いことにはＱＡＭと呼ばれる直
角位相（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　−ｐｈａｓｅ）振幅変
調の方法に関する。

ＱＡＭ信号点配置（ｃｅｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を形
成する信号点の矩形配列は、矩形配列の隣接角から、矩
形配列から補外された厚意から縮小距離にある点に信号
点を再配置することにより修正され、縮小ピーク振幅レ
ベルに対応する。再配置は、少なくとも多数の再配置点
に対して、■のノ＼ミング距離を維持する方法において
行われる。この目的のために、２２＋＋９点の配置に対
して、ｎ−４以上、正方配列に対してｐ＝ゼロ又は矩形
配列に対してｐ−１、配列においてＩ及びＱ振幅１．３
．５１１０．単位を有する点であり、各象限における複
数の点は、矩形配列において有する位置に関して、各々
２ｎと２“−９の１及びＱ振幅を有するｐ＋１点の回り
で、１８０度の角度だけ回転された位置に再配置される
。ｐ−１の場合に、各象限において、再配置された複数
の信号点の各々は、矩形配列において有する位置に関し
て、■及びＱ振幅座標の一方が、２°だけ増大され、そ
して他方が、２ｎだけ縮小される位置にある。特定の実
施例が、ｎ＝４に対して２５６及び５１２−ＱＡＭに対
して記載される。

従来技術及びその問題点 ＱＡＭにおいて、位相直角における２つの搬送波信号は
、信号を変調することにより、振幅変調され、そして、
例えば、マイクロ波無線伝送システムにおける伝送のた
めに、続いて結合される。

こうして、各伝送シンポ゛ルは、比較的多数の位相及び
振幅状態の１つを有し、一般に、位相面図の信号点配置
において信号点として示される。三角形、矩形、円形と
六角形の形式であり、かつ多数一 の信号点に対するいろいろな信号点配置が、Ｃ。

メルヴイル・トーマス他著、「Ｍ属アルファベットによ
るデジタル振幅位相キーイング」、１９７２年度国際テ
レメトリ会議提出、ロサンジェルス、カリフォルニア州
、において記載される。

バイナリ・データ信号のデジタル伝送に対して、信号点
配置における信号点の数が、２の整数べきであることが
都合が良い。こうして、例えば、６４−ＱＡＭ伝送シス
テムが非常に公知であるが、この場合配置において６４
信号点があり、その結果各伝送シンボルは、６ビツト（
２６−６４）を表現する。データ伝送の需要の増大と、
益々技術が精巧になるにつれて、配置においてより多数
の信号点を提供することが、望まれる。従って、２５６
−ＱＡＭ伝送システムが提案されたが、この場合各伝送
シンボルは、８ビツト（２’＝２５６）を表現する。

信号点は、最大の可能信号対ノイズ（Ｓ／Ｎ）比を提供
するために、位相面においてできるだけ間隔をあけ、そ
して伝送信号のピーク・パワーを最小にするために最小
の可能振幅を有するべきであることが、非常に公知であ
る。また、位相面における信号点と表現されたデジタル
信号との間の変換のために必要とされた符号化及び復号
化回路をできる限り単純化することが、望ましい。特に
、この最後の事項において、矩形信号点配置が好まれ、
この場合信号点は、矩形マトリックス又は格子において
配置される。信号点の数が、２の偶数べきである場合に
、信号点配置は、例えば、２５６−ＱＡＭに対して１６
対１６の信号点の正方配列になる。

２５６信号点の正方配列に関した問題は、正方形の角に
おける点が、比較的大きな振幅を有し、そしてこのため
、伝送信号に対して、高ピーク・パワーと高ピーク対平
均パワー比に結果する。この問題を修正するために、例
えば、「ピーク振幅を縮小することができる多重直角位
相振幅変調システム」と題する１９８７年６月２３日の
日付のウチポリ他の米国特許第４．６７５．６１９号か
ら公知であり、修正又は階段状の正方２５６−ＱＡＭ信
号点配置を提供し、この場合ピーク振幅は、■６対１６
点の正方形の各角から５信号点を再配置することにより
、正方配置に関して、縮小され、その結果信号点は、一
般に円形パターン内で補性された正方マトリックスにお
いて配置される。信号点のこの再配置は、縮小ピーク振
幅に結果するが、以下に議論される不都合を導入する。

さらに具体的に、デジタル入力信号のグレイコドが、一
般に使用され、その結果配置において各信号点によって
表現されたデジタル信号は、すぐ隣の信号点によって表
現されたデジタル信号から、１ビツト位置においてのみ
異なる。こうして、転化され、結果的に隣接信号点とし
て誤って解釈された伝送シンボル又は信号点は、僅かに
単一ヒツト・エラーを含む。そのような単一ヒント・エ
ラーは、比較的容易に検出され、そして公知のＦＥＣ（
順方向エラー修正）符号化機構を使用して修正される。

例えは、（５１１，４９３）ＢＣＨコードか使用され、
５］１ヒン）−のブロックにおけるエラーにおいて最大
２ビツトを修正し、約３．６％の伝送ヒツト・レートの
増大に結果する。

しかし、上記の方法における信号点の再配置は、２５６
信号点の３２点が、すぐ隣の信号点によって表現された
信号から３ビツト異なるデジタル信号を表現する結果と
なる。言い換えれば、それらは、■の好ましいハミング
距離よりも、３のハミング距離を有する。そのような信
号点の転化と結果の誤解釈は、３ヒツトがエラーとなり
、そしてこれは、上記の（５１１，４９３）ＢｃＨコー
ドを使用して修正されない。

さらに、伝送のための信号の標準形式を収容することが
、マイクロ波無線伝送チャネルに対して益々望ましくな
り、４．６と１ＩＧＨｚの次元の周波数におけるいろい
ろなマイクロ波無線帯域に対して、公称的に２０．３０
又は４０　Ｍ　Ｈｚの帯域幅を有する。現在量も重要な
標準化信号形式の１つは、５ＯＮＥＴであり、この場合
５ＴＳ−Ｎ信号と呼ばれる信号は、５１．８４　Ｍ　ｂ
　／　ｓのＮ倍のビット・レートを有し、この場合Ｎは
、１．３．９．１２等の好ましい値を有する整数である
。

特に、所謂５ＴＳ−３３ＯＮＥＴ信号は、１５５−５２
Ｍｂ／ｓのヒツト・レートを有する。

不幸にも、ＦＥＣにより２５６−ＱＡＭを使用し、かつ
必要なチャネル・フィルター・ロールオフを許容すると
、これらのマイクロ波チャネル帯域幅は、５ＯＮＥＴ信
号のビット・レートに対して劣った非効率な一致を提供
する。例えは、２５６−　Ｑ　Ａ　Ｍ　４０　Ｍ　Ｈｚ
チャネルは、２つ（７）ＳＴＳ３信号に対して必要とさ
れたものよりも僅かに小さな伝送レートを提供する。そ
のようなチャネルにおいて唯一の５ＴＳ−３信号を収容
することは、非常に非効率であり、そして他の例えば、
２−’）（７）ＳＴＳ−１信号と一緒＋１−Ｍ）ＳＴＳ
−３信号を収容することは、望ましくない複雑さに結果
する。

この問題を回避するために、５ＯＮＥＴ伝送レトに対し
てマイクロ波無線伝送チャネルのより都合の良くかつ効
率の良い一致を提供する変調機構を使用することが、望
ましい。特に、５１２ＱＡＭ変調機構は、これを実施可
能にする。例え＋ｆ、５１２−ＱＡＭの使用は、都合の
良くかつ比較的効率の良い方法において、１つの５ＴＳ
−３信号を２０ＭＨｚチャネルによって保持させ、そし
て２つの５ＴＳ−３信号を４０ＭＨｚチャネルによって
保持させる。

しかし、５１２−ＱＡＭの使用は、円形に近くするため
に正方信号点配置を修正することに関する上記の技術が
、５１２が２の偶数べきでなく奇数べきであるために、
もはや使用されないことを意味する。

２の奇数べきの点、例えば、３２又は１２８信号点を有
するＱＡＭ信号点配置に対して、ピーク振幅を縮小する
ために、信号点の十又はクロス配置を使用することが、
公知である。例えば、そのような配置は、上記のトーマ
ス他による論文と、Ｊ、Ｇ、スミス著の「奇数ビット直
角振幅シフト・キーイングＪ、１９７２年度国際テレメ
トリ会議提出、ロサンジェルス、カリフォルニア州、に
よる関連論文において記載される。後者の論文はまた、
矩形ブロック信号点配置を記載する。しかし、いづれの
場合にも、５１２信号点の配置に対するピーク振幅は、
非所望なことに高い。

このため、本発明の目的は、上記の不都合が縮小又は回
避される改良ＱＡＭ方法を提供することである。

問題を解決するための手段 本発明の１つの見地により、直角位相振幅変調の方法が
提供され、信号点配置における信号点により、位相直角
において２つの搬送波信号成分Ｉ及びＱを振幅変調する
段階を含み、信号点配置は、２２′＋・信号点を含み、
この場合ｎは、４以上の整数であり、そしてｐは、ゼロ
又は１であり、位相面図の原点において交差するＩ及び
Ｑ軸によって規定された４つの象限の各々において実質
的に２２“１′−２点を有する修正された矩形配列にお
いて配置され、配列の各象限における信号点は、１、３
．５、．．．単位のＩ及びＱ成分振幅を有し、矩形配列
は、矩形の角に隣接した位置から、矩形配列から補外さ
れ、かつ原点から縮小距離を有する位置へ各象限におい
て複数の点を再配置することにより修正され、この場合
各象限において、そのように再配置された多数の点の各
々は、矩形配置において有する点に関して、ｐ＋１の所
定の点の１つの回りで１８０度の角度を回転された位置
にあり、各所定点は、一方が実質的に２ｎであり、そし
て他方が実質的に２“−ｐであるＩ及びＱ振幅を有する
。

発明の実施態様の１つのセットにおいて、ｐはゼロであ
り、信号点配置は、修正された正方配列となる。特にこ
の場合、ｎ−４ならば、結果は、２５６−ＱＡＭに対す
る信号点配置である。この場合、好ましくは少なくとも
５信号点が、各象限において再配置され、そして望まし
くは、各象限において、そのように再配置された信号点
のすべては、該所定点の回りで１８０度の角度を回転さ
れた位置にあり、各象限において２つの所定点がある。

ｎ−５で、ｐがゼロである場合は、１１０２４ＱＡ信号
点配置に結果し、この場合好ましくは、各象限において
、１９信号点が再配置され、そして再配置された信号点
の１つを除いてすべてが、該所定点の回りで１８０度の
角度を回転された位置にある。

発明の実施態様の別のセットは、ｐが１である時、提供
される。この場合、各象限において唯の所定点がある。

このセットは、ｎ＝４に対する５　１２−ＱＡＭの如く
、修正された矩形信号点配置の場合に関し、すでに示さ
れた如く、マイクロ波無線伝送チャネルにおいて５ＯＮ
ＥＴフオ一マツト信号を収容するために望ましい。

好ましくは、この場合、各象限において、再配置された
複数の信号点の各々は、矩形配列において有する位置に
関して、■及びＱ振幅座標の一方が２″だけ増大され、
そして他方が２ｎだけ縮小される位置にある。その位置
が再配置されるが、回転されない点の変換は、点の間で
最小ノ＼ミング距離を維持する。ｒ＋−４の場合に対し
て、望ましくは３２信号点が、各象限において再配置さ
れ、そして該多数の再配置点は、各象限において２２点
を含む。再配置された複数の信号点は、各々、Ｉ及びＱ
振幅座標の一方が２ｎだけ増大され、そして他方が２“
だけ縮小されるが、各象限において８信号点を含む。

好ましくは、結果の信号点配置は、■及びＱ軸の回りと
、■及びＱ軸に関して４５度の角度において原点を通過
する線の回りで対称的であり、そして原点からの信号点
の最大距離は、約Ｊ６６６単位を超えず、かつ望ましく
は、実質的にＪ６５０単位である。

別の見地により、本発明は、直角位相振幅変調の方法を
提供し、信号点配置における信号点により、位相直角に
おいて２つの搬送波信号成分■及びＱを振幅変調する段
階を含み、信号点配置は、位相面図の原点において交差
するＩ及びＱ軸によって規定された４つの象限の各々に
おいて１２８点を有する修正された矩形配列において配
置された５１２信号点を含み、配列の各象限における信
号点は、１３．５１０９．単位（７）Ｉ及びＱＩｆｆｉ
分振幅を有し、矩形配列は、矩形の角に隣接した位置か
ら、矩形配列から補外され、かつ原点から縮小距離を有
する位置へ各象限において３２点を再配置することによ
り修正され、この場合各象限において、そのように再配
置された約２２点の各々は、矩形配列において有する位
置に関して、実質的に（１６，１６）のＩ及びＱ振幅座
標を有する点の回りで１８０度の角度を回転された位置
にあり、そしてそのように再配置された少なくとも約８
の他の点の各々は、矩形配列において有する位置に関し
て、■及びＱ振幅座標の一方が１６単位だけ増大され、
そして他方が１６単位だけ縮小された位置にある。

この場合、好ましくは、そのように再配置されたさらに
他の２点か、座標（２７、ｌ）と（３１，５）を有する
位置から、それぞれ座標（１１，２３）と（９，２１）
を有する位置に再配置される。

発明は、添付の図面を参照して次の説明からさらに理解
される。

実施例 第１図を参照すると、米国特許第４．６７５．６１９号
から公知な如く、２５６−ＱＡＭ信号点配置か、示され
る。信号点は、位相面図において表現され、各点に対し
て位相直角搬送波信号成分Ｉ及びＱの相対振幅を示す。

２５６点は、修正された又は階段状の正方マトリックス
において配置され、修正は、各象限における最外（最大
振幅）の６点をＩ及びＱ軸により接近した下方振幅位置
に再配置することを含み、これにより２５６点は、円１
０によって表現された如く、一般円形境界内の矩形配列
において配置される。■及びＱ成分振幅は、正の１及び
Ｑ軸に対して示され、点は、１、３．５１．、．１７単
位の■及びＱ振幅を有する。

こうして、第１象限において、正方形の最外信号点１１
〜１６は、それぞれ、下方振幅点１１′〜１６′に再配
置される。同様に、第２、第３及び第４象限において、
点２１〜２６．３１〜３６と４１〜４６は、それぞれ、
点２１′〜２６′３１′〜３６′と４１′〜４６′に再
配置される。

隣接信号点の最小分離が２単位である時、点１６は、Ｊ
３３８単位の原点（Ｉ及びＱ軸の交差点）からの距離を
有する。それは１．／”３１４単位の原点からのより小
さな距離を有する点１６′に再配置される。他の再配置
された信号点の各々に対して原点への距離（こうして振
幅）において類似又はより大きな縮小があり、これによ
り伝送のために必要とされたピーク・パワーとピーク対
平均パワー比が縮小される。

米国特許第４．６７５．６１９号において記載された如
く、この方法における信号点の再配置は、例えば、論理
回路を具備するコード変換ユニ・ントによって行われる
。そのようなコード変換ユニ・ントの形式は、技術にお
ける通常の熟練者に公知であるために、ここで記載され
る必要かない。コード変換ユニットの類似の形式は、以
下に記載される如く、本発明の方法を実施する際に使用
される。

一般に、２５６信号点によって表現されたデジタル信号
は、ダレイコードであり、その結果隣接信号点は、単に
１ヒツト位置において互いに異なる。１６進表記により
４ヒツト・デジタル信号を表現すると、各信号点は、２
桁の１６進数、００〜ＦＦに対応する。各１６進数にお
いて、正方配列とこのため再配置されない信号点に対し
て、１６進数の第１桁は、正方形の行を表し、そして１
６進数の第２桁は、正方形の列を表す。信号点は、第１
図に示された如く再配置され、かつ先行技術において教
示された如く、１６進数の一般に円形パターンに対応す
る。

例えば、第１象限において点１１′〜１６′を考察する
と、これらは、それぞれ、１６進数の８８．９８、Ｂ８
．８９．８Ｂ、と９９を表現する。これらは、すぐ隣の
信号点の数から１又は３ヒツト位置において異なる。例
えは、信号点１１’は、１６進数８８を表現し、そして
１６進数Ｆ８を表現する信号点（第１図において左側）
にすぐ隣接する。バイナリにおけるこれらの数は、それ
ぞれ、１０００１０００と１　］　］、　］　１０００
であり、第２、第３と第４ヒツト位置において互いに異
なる。こうして、これらの数の間に３のノーミング距離
がある。信号点（Ｆ８）が伝送される時、信号点（８８
）が復号されるならば、３ヒノト・エラーがあることが
見られる。

次の表は、第１象限において再配置された点１１’〜１
６’のすべてに対して類似の情報を要約する。

点　　　　　　　　　１１’　　１２’　　１３’　　
１４’　　　１５’　　１６’１６進数　　　８８　９
８　　Ｂ８　８９　　８Ｂ　　、９９隣接数　　　　Ｆ
８　　Ｃ８Ｃ８８Ｄ　　　８Ｃ８Ｆハミング距離　　３
１３１３３ こうして、修正された配置の第１象限において、８倍号
点（６つの再配置点の内の４点と、結果の隣接点の４点
の合計）と、同様に、各地の象限における８点は、円Ｉ
Ｏへの信号点の再配置の結果として、ハミング距離が３
に増大される。ハミング距離におけるこの増大は、特に
望まれず、これらの信号点の１つを解釈する際の単一エ
ラーが、復号されたデジタル信号において３ビツト・エ
ラーに結果し、そしてそのような三重エラーは、単−及
び二重エラーを修正するために使用された（５１１．４
９３）ＢＣＨコードの如く、都合の良いブロック・エラ
ー・コードによって修正されない。

今、第２図を参照すると、示された２５６−ＱＡＭ信号
点配置において、同一点１１〜１６．２１〜２６．３１
〜３６と４１〜４６は、それぞれ、１１′〜１６’、２
１’〜２６′、３１’〜３６′と４１’〜４６′として
再配置される。後者の点は、第１図の再配置点と同一の
点を集合的に占有するが、個々に、点は、異なる位置に
ある。

例えば、第１象限において、１５単位の同一■振幅と異
なるＱ振幅を有する点１１〜１３は、■軸に平行であり
、かつ第１象限における点を２つの半分に等しく分割す
る軸１７の回りで、裏返す又は反映させることにより、
１７単位の同一■振幅と異なるＱ振幅を有する点１１’
〜１３’としてそれぞれ再配置される。言い換えれば、
軸１７は、８のＱ振幅に対応するか、又は正方マトリッ
クスにおける点に対するピークＱ振幅の実質的に半分に
対応する。

同様に、点１４と１５は、正方マトリックスにおける点
に対するピークＩ振幅の実質的に半分に対応する軸１８
の回りで、それぞれ点１４′と１５’に裏返し又は反映
される。点１６は、残りの点１６’に再配置される。

同様の解釈は、他の象限にも適用され、象限ｑ（ｑ＝１
．２．３又は４）に対して、点ｑｌ−ｑ３は、軸ｑ７の
回りで、それぞれ点ｑｌ’〜ｑ３’に裏返され、点ｑ４
とｑ５は、軸ｑ８の回りで、それぞれ点ｑ４’〜ｑ５’
に裏返され、そして点ｑ６は、残りの点９６′として再
配置される。

次の表は、第１図に関する上記の説明と同様に、第２図
の第１象限における再配置点１１′〜１６′に関する情
報を要約する。

点　　　　　　　　　１１’　　１２’　　１３’　　
１４’　　１５’　　１６’１６進数　　　８８　９８
　　Ｂ８　８９　８Ｂ　　９９隣接数　　　　Ｃ８Ｃ８
Ｆ８　８Ｄ　　８Ｆ　　８Ｃハミング距離　　１１１１
１３ こうして、第２図の信号点配置により、各象限において
再配置された６点の内の５点が、■の所望のハミング距
離を保持し、そして６番目の点ｑ６′のみが、３のハミ
ング距離を有する。こうして、第２図の信号点配置は、
再配置された信号点を解釈する際のエラーにより発生す
る三重エラーの可能性をかなり縮小する。三重ビット・
エラーを引き起こす信号点の数は、第１図の３２と比較
して、第２図において僅かに８である。

代替的に、第２図において、点１１１２と１３は、それ
ぞれ、点１１’　　１２’と１３’に点１７′の回りで
１８０度の角度を回転され、そして点１４と１５は、そ
れぞれ、点１４′と１５’に点１８’の回りで１８０度
の角度を回転される。

点１７’は、軸１７のそれの２倍の■成分振幅において
軸１７において位置する。こうして、各象限において再
配置された点の多数（６点の内の５点）は、点１７’と
１８’の回りにこのようにして回転される。点１７’は
、Ｉ及びＱ振幅座標（１６，８）を有し、そして点１８
′は、■及びＱ振幅座標（８，１６）を有する。

第３図を参照すると、示された信号点配置は、信号点１
６．２６．３６と４６が再配置されず、そして結果とし
て点１６’、２６′、３６′と４６′かないことを除い
て、第２図の配置に同一である。

これは、上記の議論と同じ利点を提供し、信号点のすべ
ては、■のハミング距離を保持する。こうして、信号点
を隣接信号点として誤って解釈する際のエラーは、単一
ビット・エラーとなり、（５１１，４９３）ＢＣＨコー
ドの如く、ブロンク・コードを使用して、すでに議論さ
れた如く、修正される。

修正された信号点配置において正しいダレイコードを維
持する利点は、点１６が、原点からＪ３３８の距離にあ
る時、必要とされたピーク伝送パワーを僅かに増大させ
ることにより達成され、この場合第１図と第２図におい
て、第１図の点１ビ又は第２図の点１３′の如く、最も
遠い点は、すでに記載された如く、原点から、４３１４
単位の距離にある。

第３図の配置は、■及びＱ軸の回りで対称的であるか、
回転により不変ではない。言い換えれば、信号点位置は
、■及びＱ軸が、９０度の位相変化に対応して相互交換
されたならば、変化される。

第４図は、第２図と同様に、回転により不変である代替
的な信号点配置を示す。

第４図において、第１及び第３象限における信号点は、
第３図の第１及び第３象限におけるものに同一である。

第２及び第４象限における信号点は、第１及び第３象限
と同一パターンを有するか、９０度の角度を回転される
。こうして、第２象限において、点２１．２４と２５は
、それぞれ、点２１′、２４′と２５′に、Ｑ軸に平行
な軸２８の回りで裏返され、そして点２２と２３は、そ
れぞれ、点２２′と２３′に■軸に平行な軸２７の回り
で裏返される。同様に、第４象限において、点４１４４
と４５は、それぞれ、点４１’　　４４’と４５′に軸
４８の回りで裏返され、そして点４２と４３は、それぞ
れ、点４２′と４３′に軸４７の回りで裏返される。

第２図を参照してずでに記載された代替的な方法におい
て見ると、第３図と第４図の各々におし＼て、各象限に
おける再配置された点のすべては、第１象限における点
１７′と１８′の如く、それぞれの点の回りで１８０度
の角度を回転される。

上記の信号点配置は、２５６−ＱＡＭに対して、２５６
点を提供する。発明は、同様に、実質的に正方マトリッ
クスにおいて他の数の点、即ち、点の数が、２の高位偶
数べきである場合に、適用される。例えば、第５図と第
６図は、１１０２４−ＱＡに対する代替的な信号点配置
の第１象限を示し、３２対３２信号点の修正された正方
マトリックスにおいて１０２４信号点を有する。こうし
て、この第１象限において２５６信号点がある。他の象
限は、第３図を参照して記載された如く、軸の回りで対
称的であるか、又は第４図を参照して記載された如く、
９０度だけ回転される。

第５図を参照すると、明確性のために幾つかが個々に参
照されるか、１９の点１０１〜１０９は、正方マトリッ
クスの角から、■及びＱ軸により接近したそれぞれ下方
振幅点ＩＯ１′〜１１９’に再配置される。示された如
く、点１０１〜１０６は、■軸に平行で、かつ正方最大
Ｑ成分振幅の実質的に半分における軸１２７の回りで、
それぞれ点１０１′〜１０６′に裏返される。点１１２
〜１１５は、同様に、点１１２′〜１１５′に軸の回り
で裏返され、他の再配置点に関して相対的に同一点を有
し、そしてより高いＩ成分振幅であるが、より低い全体
振幅（原点からの距離）を有する。

点１１９は、同様に、点１１９′に軸１２７の回りで裏
返され、これにより原点からの距離は、２単位の信号点
間隔に対して１．／−１３９４に縮小される。

同様に、点１０７〜１１１は、Ｑ軸に平行で、かつ正方
最大■成分振幅の実質的に半分における軸１２８の回り
で、それぞれ点１０７′〜１１１’に裏返され、そして
点１１６〜１１８は、それぞれ点１１６′〜１１８′に
軸１２８の回りで裏返され、より高いＱ成分振幅である
が、より低い全体振幅を存する。

第５図の信号点配置において、すべての点は、ダレイコ
ードを使用して、１のハミング距離を有し、その結果第
３図と第４図に対して上記で記載されたものと同一利点
かあてはまる。原点からの最大距離は、点１１９′に対
して記載された如く１．／’１３９４単位であり、点１
０１に対するｖ’１９２２単位の距離よりもずっと小さ
い。

第６図は、点１１９が再配置された代替的位置１１９’
を示すことを除いて、第５図と同一である。この変更の
結果として、原点からの最大距離は、Ｊ１３５４単位に
縮小される。

第６図における点１１９’の位置は、３のハミング距離
を有する信号点１０７′からＪ８８単の増大された分離
を有する如くである。エラー確率対信号対ノイズ比の曲
線から公知の如く、そのような分離の増大は、エラー確
率の非常な縮小となる。こうして、第６図における信号
点１１９′を点１０７′として誤って解釈する際のエラ
ーは、３のハミング距離により三重ビット・エラーを生
成するが、そのようなエラーは、点１１９’と１０７′
の間の分離の増大により、特に起こりにくい。

代替的に見ると、第５図において、再配置された点１０
１〜１１９のすべてと、第６図において１つを除いてす
べての多数の点は、それぞれ軸１２７と１２８に位置し
、かつそれぞれ軸１２８と１２７の２倍のＩ及びＱ成分
振幅を有する点１２７′又は１２８′の回りで１８０度
の角度を回転される。点１２７′と１２８′は、それぞ
れ、■及びＱ振幅座標（３２，１６）と（１６，３２）
を有する。

第５図と第６図に示された再配置された信号点位置は、
例として与えられ、そして信号点の他の再配置が、発明
の範囲内で行われる。例えば、点１０７は、第５図と第
６図における如く、点１２８′の回りの代わりに、点１
２７′の回りで、１、Ｑ座標位置（３５，１）に１８０
度を回転される。

第７図を参照すると、先行技術により提供された如く、
十又はクロス形状の５１２−ＱＡＭ信号点配置の第１象
限が、示される。信号点は、各点に対して位相直角搬送
波信号成分Ｉ及びＱの相対振幅を示す、位相面図におい
て表現される。この第１象限における１２８点は、矩形
配列において配置され、１．３．５１．、．２３単位の
１及びＱ成分振幅を有する。他の３つの象限において、
各象限に別の１２８点があり、対応して配置されるが、
■及び／又はＱ成分の負値を有する。

Ｉ、Ｑ座標（１５，２３）を有する点２１０の如く点は
、原点２１２（Ｉ及びＱ軸の交差点）から最大距離を有
し、そして相応して、Ｊ７５４単位に比例したピーク振
幅を表す。すでに説明された如く、このピーク・パワー
を縮小することが、望ましい。

第８図を今参照すると、本発明の方法の実施態様により
配置された５１２−ＱＡＭ信号点配置の第１象限が示さ
れる。

第８図において、実点は、伝送のために使用された信号
点を表現し、そして開点は、伝送信号点位置の幾つかが
、上記と同一方法において再配置された元の点を表現す
る。

公知の如く、各伝送５１２−ＱＡＭシンボルは、伝送さ
れるデジタル信号の９ビツト（２’＝５１２）を表現す
る。第８図と第９図の配置において、９ビツトの内の５
ビツトは、■成分振幅を決定し、そして残りの４ビツト
は、伝送信号のＱ成分振幅を決定する。第８図の第１象
限のみに示された如く、これは、各方向において２単位
の信号点間隔を仮定すると、１〜３１のＩ成分振幅と、
ｌ〜１５のＱ成分振幅とを有する信号点の矩形配列に結
果する。こうして第１象限における１２８信号点は、以
下に記載される如く、伝送のために再配置され、かつ開
点として示された領域２１４内に示された２２点と、別
の領域２１６内に示された８点と、ＡとＢで参照された
２点と、再配置されず、実点として示された１５以下の
Ｑ成分振幅と２５以下の１成分振幅とを有する９６点と
を含む。

５１２信号点によって表現されたデジタル信号は、ダレ
イコードであり、その結果隣接信号点は、１ビツト位置
においてのみ互いに異なる。言い換えれば、任意の２つ
の隣接信号点の間に１のノλミング距離がある。伝送の
ための信号点の再配置は、このハミング距離をできる限
り保存する方法において行われるが、同時に原点２１２
からの各伝送信号点の距離をできる限り縮小し、これに
よりピり伝送パワーとピーク対平均パワー比を縮小する
。

従って、領域２１４内の２２点は、半円形線２２０によ
って示された如く、領域２１４′内の対応する位置に、
１、Ｑ座標（１６，１６）を有する点２１８の回りの１
８０度の角度回転によって、すべて再配置される。この
再配置は、原点２１２からの各点の距離を縮小し、そし
てこれらの再配置点に対して１のハミング距離を保存す
る。

さらに、領域２１６内の８点は、線２１２によって示さ
れた方向において、領域２１６′内の対応する位置に変
換によってすべて再配置される。

有効に、領域２１６は、領域２１６′に点２１８を通っ
て変換される。さらに詳細には、領域２１６内の各点は
、１６（２’）単位だけＱ成分振幅を増大させ、かつ１
６単位だけ■成分振幅を減少させることにより、領域２
１６′内の折位置に変換される。代替的に見ると、領域
２１６内の点は、それぞれの点の回りの各々１８０度に
よる２つの連続回転によって、再配置されるとみなされ
る。第１のそのような回転は、１、Ｑ座標（２４，８）
を有する点２２４の回りであり、そして第２そのような
回転は、点２１８の回りである（又は第１回転は、点２
１８の回りであると考えられ、そして第２回転は、Ｉ、
Ｑ座標（８，２４）を有する点の回りと考えられる）。

領域２１６内の８点の上記の再配置は、再び原点２１２
からの信号点の距離を縮小するが、これらの点に対して
１のハミング距離を大部分維持する。さらに詳細に、１
のハミング距離は、変換点の間で維持され、そして点の
変換セットの境界における点に関してのみ増大される。

例えば、（１、Ｑ）座標（２９，１）を有する点２２６
を考える。これは、コード変換ユニットによって座標（
１３，１７）を有する点２２６′に伝送のために再配置
される。エラーにより、これは、座標（１３，１５）を
有する隣接点２２８′として、受信器において間違って
解釈される。

点２２６′と２２８′は、再配置された点と、再配置さ
れない他の点との間の境界の異なる側にある。

元の点２２６は、それぞれ、ＩＸＱ成分に対して、９ビ
ツト・グレイコード値１０００１．１０００を有する。

不正に解釈された点２２８は、９ヒツト・グレイコード
値１１１０１．１１００を有し、■成分に対して２ビツ
トのエラーと、Ｑ成分に対して１ヒツトのエラーを有す
る。これらの不正ビットは、伝送システム変調器におい
てコード変換ユニットを供給する９ヒント線の各々に個
々に適用されたＦＥＣコード化を使用して修正され、９
ピツ］・線における対応するＦＥＣ復号化が、受信器の
復調器におけるコード変換ユニットからつながる。

ＡとＢで参照されたさらに２つの点は、それぞれの点Ａ
′とＢ′に再配置され、特に、原点２１２からの距離に
関して、これらの点の最適な再配置を提供するように選
択される。さらに詳細には、座標（２７、■）における
点Ａは、座標（１１１２３）における点Ａ′に再配置さ
れ、そして座標（３１，５）における点Ｂは、座標（９
，２１）における点Ｂ′に再配置される。これらの点に
対する代替案が、以下にさらに議論される。

第８図に突点によって示された如く、再配置された信号
点により、原点２１２からの点の最大距離は、Ｊ６５０
単位であり、第７図のクロス配置に対するＪ７５４数値
よりもかなり小さく、伝送システムから必要とされたピ
ーク・パワーにおいて対応する減少がある。同時に、点
の再配置は、隣接信号点の間に小さなハミング距離を維
持する方法において行われ、これによりエラーは、適切
なエラー修正コードを使用することにより、非常に除去
される。

発明の実施態様において達成されたピーク・パワー縮小
の実際的及び商用的な意義に注目することは、重要であ
る。上記で提供されたＪ６５０ピク数値に関して、Ｊ７
５４の先行技術の数値は、１０１　ｏｇ　（７５４／６
５０）ｄＢ又は約０．６５ｄＢの送信器に対する増大さ
れたピーク・パワ要求条件に対応する。送信器ピーク・
パワーのｄＢあたり＄１．０００の次元の一般増分費用
において、本発明によって提供された減少ピーク・パワ
ーは、費用における実質的な節約を可能にする。

第９図は、第８図を参照して記載された如く、５１２点
の初期的に矩形のブロックの４つの象限のすべてに適用
された、点の再配置から生ずる全体信号点配置を示す。

再配置は、４つの象限において対称的に適用され、これ
により結果の配置は、象限対称性と、４５度の位相角に
関した対称性の両方を有する。４５度の位相角は、■及
びＱ軸に関して４５度における線、例えば、第８図にお
いて点２１２と２１８を通過する線によって、図面にお
いて表現される。４５度の位相角対称性は、周波数エラ
ーが、■及びＱ軸の回りで回転する信号点配置の効果を
有する位相変化を生成する時、搬送波回復が確立される
前に、変調機構が結果的に「良い作動を示す」という実
際に重大な利点を有する。

上記の如く、点ＡとＢを再配置するために、代替案が存
在する。これらの代替案は、先行技術のクロス配置に関
してピーク・パワーの縮小を提供するが、それらは、上
記の発明の実施態様よりも大きなピーク・パワーを必要
とし、そしてこの理由のために好ましくない。

これらの代替案の１つは、点Ａを再配置せず、元の位置
に残し、そして点Ｂを領域２１４における点の１つとし
て再配置することであり、その結果それは、１、Ｑ座標
（Ｌ　２７）に移動される。

その時点Ａと再配置点Ｂは、Ｊ７３０単位の原点から最
大距離を有する。この場合、Ｉ、Ｑ座標（２１１５）、
（２３，１３）と（２５，７）を有する点の如く、原点
に対してこれよりも接近した位置にある他の点を再配置
することは、必要とされない。

さらに別の代替案は、第１０図に示された如く、点の再
配置を修正することである。第１Ｏ図において、領域２
１４と２１６は、点ＡとＢの両方が、領域２１６内に包
含される如く、修正される。Ｉ。

Ｑ座標（２１，１５）における点は、結果的に、領域２
１４から省略され、そして再配置されない。

この点は、今、原点から最大距離を規定し、この場合Ｊ
６６６単位である。この場合１、Ｑ座標（２３，１１）
における点は、領域２１４内に包含され、そして相応し
て移動され、その結果束ずる信号点配置は、■及びＱ軸
の回りと、４５度の線又は位相角の回りで対称的である
。

点の他の代替的な再配置は、特定の状況において適切で
あると考えられる如く、上記に類似の線に沿って行われ
る。

第８〜ＩＯ図を参照した上記の信号点配置は、５１２−
ＱＡＭに対して、５１２点を提供する。

発明は、例えば、２０４８−ＱＡＭに対して、２の奇数
べきの高位数の点に同様に適用される。

上記の説明において、１８０度の変換又は回転により、
点の再配置が参照されるが、これは、発明の完全な理解
と認識を提供し、そして発明を実施する際に、信号点の
実際の移動が必要ないということが、認識される。言い
換えれば、点の矩形配列は、それら自身生成されず、信
号点配置の点は、例えば、ＦＲＯＭ（プログラマブル読
み取り専用メモリ）を使用して、デジタル入力信号から
直接に生成される。こうして、例えば、５１２ＱＡＭ信
号点配置に対して、配置のそれぞれの信号点のＩ及びＱ
成分値（各５ビツト）に対して、５１２記憶位置を有す
るＦＲＯＭが、それぞれの■及びＱ成分値を直接に読み
取るための９ビツト・デジタル入力信号によりアドレス
指定される。

発明の特定の実施態様が、詳細に記載されたが、多数の
修正、変形と適合が、特許請求の範囲に記載された如く
、発明の範囲を逸脱することなしに、行われることが、
認識される。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１、信号点配置における信号点により、位相直角で２つ
の搬送波信号成分Ｉ及びＱを振幅変調する段階を含み、
信号点配置は、２２ｎ＋ｐ信号点を含み、ここでｎは、
４以上の整数であり、そしてｐは、ゼロ又はｌであり、
信号点は、位相面図の原点において交差する■及びＱ軸
によって規定された４つの象限の各々において実質的に
２２ｎｐ−２点を有する修正された矩形配列において配
置され、配列の各象限における信号点は、ｌ、３．５１
．。

、単位の■及びＱ成分振幅を有し、矩形配列は、矩形の
角に隣接した位置から、矩形配列から補外され、かつ原
点から縮小距離を有する位置へ各象限において複数の点
を再配置することにより修正され、各象限において、そ
のように再配置された多数の点の各々は、矩形配置にお
いて有する位置に関して、ｐ＋１の所定の点の１つの回
りで１８０度の角度を回転された位置にあり、各所定点
は、一方が実質的に２ｎであり、そして他方が実質的に
２“−′であるＩ及びＱ振幅を有することを特徴とする
直角位相振幅変調の方法。

２、ｎ＝４で、かつｐかゼロである上記ｌに記載の方法
。

３、少なくとも５つの信号点が、各象限において再配置
される上記２に記載の方法。

４、各象限において、そのように再配置された信号点の
すべてか、該所定の点の回りで１８０度の角度により回
転された位置にある上記１．２又は３に記載の方法。

５、ｎ−５で、かつｐかゼロである上記１に記載の方法
。

６−１９の信号点か、各象限において再配置される上記
５に記載の方法。

７、各象限において、再配置信号点の１つを除いてすべ
てが、該所定の点の回りで１８０度の角度により回転さ
れた位置にある上記２．３．５又は６に記載の方法。

８．４つの象限における信号点が、信号点配置がＩ及び
Ｑ軸の回りで対称的である如く、再配置される上記２〜
７のいづれか１つに記載の方法。

９．４つの象限における信号点が、信号点配置か、９０
度の位相角に対して回転により不変である如く、再配置
される上記２〜７のいづれか１つに記載の方法。

１０、ｎ−４で、かつｐが１である上記ｌに記載の方法
。

１１、約３２信号点が、各象限において再配置される上
記１０に記載の方法。

１２、該多数の再配置点が、各象限において約２２点を
含む上記１１に記載の方法。

１３、各象限において、再配置された複数の信号点の各
々が、矩形配列において有する位置に関して、Ｉ及びＱ
振幅座標の一方か２ｎたけ増大され、そして他方か２ｎ
だけ縮小される位置にある上記１０〜１２のいづれか１
つに記載の方法。

１４−　■及びＱ振幅座標の一方が２°だけ増大され、
かつ他方が２ｎだけ縮小されて各々再配置された該複数
の信号点が、各象限において少なくとも約８信号点を含
む上記１３に記載の方法。

１５、信号点配置が、■及びＱ軸の回りと、■及びＱ軸
に関して４５度の角度において原点を通過する線の回り
で対称的である上記１０−１４のいづれか１つに記載の
方法。

１６、原点からの信号点の最大距離が、約Ｊ６６６単位
を超えない」二記１０〜１５のいづれか１つに記載の方
法。

１７、原点からの信号点の最大距離が、実質的にＪ６５
０単位である上記１０〜１５のいづれか１つに記載の方
法。

１８、信号点配置における信号点により、位相直角にお
いて２つの搬送波信号成分■及びＱを振幅変調する段階
を含み、信号点配置は、位相面図の原点において交差す
るＩ及びＱ軸によって規定された４つの象限の各々にお
いて１２８点を有する修正された矩形配列において配置
された５１２信号点を含み、配列の各象限における信号
点は、１．３．５１１１．単位のＩ及びＱ成分振幅を有
し、矩形配列は、矩形の角に隣接した位置から、矩形配
列から補外され、かつ原点から縮小距離を有する位置へ
各象限において３２点を再配置することにより修正され
、 各象限において、そのように再配置された約２２点の各
々は、矩形配列において有する位置に関して、実質的に
（１６，１６）のＩ及びＱ振幅座標を有する点の回りで
１８０度の角度を回転された位置にあり、そのように再
配置された少なくとも約８の他の点の各々は、矩形配列
において有する位置に関して、■及びＱ振幅座標の一方
が１６単位だけ増大され、そして他方か１６単位だけ縮
小された位置にあることを特徴とする直角位相振幅変調
の方法。

１９、信号点配置が、■及びＱ軸の回りと、■及びＱ軸
に関して４５度の角度において原点を通過する線の回り
で対称的である上記１８に記載の方法。

２０、原点からの信号点の最大距離が、実質的にＪ６５
０単位である上記１８又は１９に記載の方法。

２１、そのように再配置された点のさらに２点が、座標
（２７、■）と（３１，５）を有する位置から、それぞ
れ座標（１１，２３）と（９，２１）を有する位置に再
配置される上記１８〜２０のいづれか１つに記載の方法
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、公知の２５６−ＱＡＭ信号点配置を示す図。 第２〜４図は、本発明の方法の代替的な実施態様により
配置された２　５６−ＱＡＭ信号点配置を示す図。 第５図と第６図は、本発明の方法の代替的な実施態様に
より配置された１１０２４−ＱＡ信号点配置の１つの象
限を示す図。 第７図は、先行技術によるクロス形状の５１２ＱＡＭ信
号点配置の第１象限を示す図。 第８図と第９図は、本発明の方法の実施態様により配置
された５１２−ＱＡＭ信号点配置の第１象限と４つの象
限のすべてをそれぞれ示す図。 第１０図は、本発明の方法の実施態様により配置された
代替的な５１２−ＱＡＭ信号点配置の第１象限を示す図
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、信号点配置における信号点により、位相直角で２つ
   の搬送波信号成分Ｉ及びＱを振幅変調する段階を含み、
   信号点配置は、２＾２＾ｎ＾＋＾ｐ信号点を含み、ここ
   でｎは、４以上の整数であり、そしてｐは、ゼロ又は１
   であり、信号点は、位相面図の原点において交差するＩ
   及びＱ軸によって規定された４つの象限の各々において
   実質的に２＾２＾ｎ＾＋＾ｐ＾−＾２点を有する修正さ
   れた矩形配列において配置され、配列の各象限における
   信号点は、１、３、５、．．．単位のＩ及びＱ成分振幅
   を有し、矩形配列は、矩形の角に隣接した位置から、矩
   形配列から補外され、かつ原点から縮小距離を有する位
   置へ各象限において複数の点を再配置することにより修
   正され、各象限において、そのように再配置された多数
   の点の各々は、矩形配置において有する位置に関して、
   ｐ＋１の所定の点の１つの回りで１８０度の角度を回転
   された位置にあり、各所定点は、一方が実質的に２＾ｎ
   であり、そして他方が実質的に２＾ｎ＾−＾ｐであるＩ
   及びＱ振幅を有することを特徴とする直角位相振幅変調
   の方法。 ２、信号点配置における信号点により、位相直角におい
   て２つの搬送波信号成分Ｉ及びＱを振幅変調する段階を
   含み、信号点配置は、位相面図の原点において交差する
   Ｉ及びＱ軸によって規定された４つの象限の各々におい
   て１２８点を有する修正された矩形配列において配置さ
   れた５１２信号点を含み、配列の各象限における信号点
   は、１、３、５、．．．単位のＩ及びＱ成分振幅を有し
   、矩形配列は、矩形の角に隣接した位置から、矩形配列
   から補外され、かつ原点から縮小距離を有する位置へ各
   象限において３２点を再配置することにより修正され、 各象限において、そのように再配置された約２２点の各
   々は、矩形配列において有する位置に関して、実質的に
   Ｉ及びＱ振幅座標を有する点の回りで１８０度の角度を
   回転された位置にあり、そのように再配置された少なく
   とも約８の他の点の各々は、矩形配列において有する位
   置に関して、Ｉ及びＱ振幅座標の一方が１６単位だけ増
   大され、そして他方が１６単位だけ縮小された位置にあ
   ることを特徴とする直角位相振幅変調の方法。