JPH0370336A - ディジタル変調の波形データ修正方法 - 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〕 この発明は、ディジタル変調装置のベースバンド発生部
に格納されている波形データを、累積誤差を低減させる
ために修正する際に使用するディジタル変調の波形デー
タ修正方法（以下、単に波形データ修正方法という。）
に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は直交変調形ディジタルＦＭ変調器におけるベー
スバンド波形発生部を示す構成図であり、図において、
ｌは２値のディジタル信号（人力データ）を順次格納す
るシフトレジスタ（連続したデータを参照しろる素子〉
、２はベースバンド波形を量子化した波形データを格納
した波形メモリ、３はクロック信号をカウントするカウ
ンタ、４は波形メモリ２から出力された波形データをラ
ッチ回路５の出力データと加算して出力する加算器、５
は加算器４の出力データをラッチして加算器４に供給す
るラッチ回路である。加算器４とラッチ回路５とで、波
形メモリ２から出力された波形データを順次加算する積
分器が構成されている。

６ａは加算器４の出力データを■信号（Ｉｎ−ＰＨａｓ
ｅ信号）に変換するＣＯ３−ＲＯＭ、６ｂは加算器４の
出力データをＱ信号（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　−ＰＨａ
ｓｅ信号）に変換するＳｌＮ−ＲＯＭ、７ａ、７ｂはそ
れぞれ■信号、Ｑ信号をアナログ波形に変換するＤ／Ａ
変換器、８ａ、８ｂはそれぞれＤ／Ａ変換器の出力の波
形整形を行う低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、９ａ、９ｂ
は変調波となるＩ出力。

Ｑ出力である。

このような構成において、波形メモリ２にはベースバン
ド波形を量子化した値が波形データとして格納されてい
るので、波形データは量子化誤差を有している。波形−
メモリ２から出力された波形データが加算器４で順次加
算される際に量子化誤差が累積されていくので、この誤
差の累積を解消するために、何らかの修正が必要である
。修正の一方法として、波形メモリ２に格納されている
波形データをあらかじめ修正しておく方法が考えられて
いる。第５図はその修正方法を示すフローチャートであ
る。

次にベースバンド発生部の概略動作と波形データ修正方
法とを説明する。まず、ベースバンド発生部の動作につ
いて説明する。入力データは、符号量干渉を有する変調
を行う場合にはシフトレジスタ１に格納される。シフト
レジスタ１に格納されたデータの全てのパターンに対応
したベースバンド波形が、ベースバンド波形についてビ
ットレ”−トのｎ倍でサンプリングした値を量子化した
値として波形メモリ２に格納されている。従って、ビッ
トレートのｎ倍の速度を有するクロック信号をｎ進のカ
ウンタ３でカウントし、カウント値がｎになるごとに、
シフトレジスタ１は入力データをシフトする。そして、
波形メモリ２は、カウンタ３が１カウントするごとに波
形データを出力するように構成されている。波形メモリ
２から出力された波形データは、加算器４とラッチ回路
５とで順次加算、つまり積分される。こうして周波数情
報が位相情報に変換される。そして、得られた位相情報
は、ＣＯ３−ＲＯＭ６　ａおよびＳｌＮ−ＲＯＭ６　ｂ
で直交変調のＩ信号およびＱ信号に変換される０次にＤ
／Ａ変換器７ａ、７ｂでアナログ変換され、最後にＬＰ
Ｆ８ａ、８ｂで波形整形を受けてアナログ信号の■出力
９ａおよびＱ出力９ｂが出力される。

第４図はベースバンド波形１０と波形データ１１ｂとの
関係の一例を示したものである。波形メモリ２からはベ
ースバンド波形１０に近似した量子化されたベースバン
ド波形１１ａが出力される。つまり、シフトレジスタ１
に格納されている値とカウンタ３のカウント値で指定さ
れるアドレスに波形データｌｌｂが格納されている。こ
こで、第４図に示す１６個の波形データｌｌｂが１ビツ
トの入力データに対応したものである場合に（つまり、
ｎ＝１６の場合）、加算器４でこれら１６個の波形デー
タｌｌｂを加算した加算値は、ベースバンド波形１０の
１６個のサンプリング値を加算した値に比べて、■量子
化ステップ以内の差に収まるように最適化されている。

つまり、入力データの１ビツト区間に対応した波形デー
タｌｌｂの加算値は、その誤差範囲がベースバンド波形
から１量子化ステップ以内に収まるように、１ビツト区
間における１６個の波形データｌｌｂが設定されている
。例えば、第４図に示した１６個の波形データｌｌｂの
加算値は「８９」となるが、この値はベースバンド波形
ＩＯからの量子化誤差がＩＮ子化ステップ以内となって
いる。

このように、１ビツト内の波形データｌｌｃについては
、加算時の累積誤差が量子化ステップ幅を越えないよう
にすることは比較的容易にできるが、ある特定の入力デ
ータに従って複数ビット分の波形データｌｌｃを連結し
て加算すると、累積誤差が量子化ステップ幅を越えてし
まう可能性がある。これを解消するには、いくつかめ波
形データに対して修正を施せばよい。

次に、従来の修正方式について第５図のフローチャート
を参照して説明する。まず、状態遷移図を作成する（ス
テップ５Ｔ３Ｑ）。第６図はシフトレジスタｌのシフト
段数を３段とした場合の状態遷移図である。第６図にお
いて、状態はシフトレジスタ１内のビットパターンに応
じてＪＯ〜Ｊ７の７状態あり、図において、Ｊｎ　（ｎ
＝ｏ〜７）の右のカッコ内は、１ビット区間の波形デー
タ累８１誤差を示している。また、状態ＪＯにおいて、
シフトレジスタ１に「１」が入力すると状態Ｊｌに遷移
することを示している０次に、状ＭＪＯから任意のルー
トを通って状ｊｌｌＪｏにもどる場合を考える（ステッ
プ５Ｔ３１）。例えば、状態ＪＯ→Ｊｌ−Ｊ２→Ｊ４→
ＪＯを通るルートに着目して、各誤差（１ビット分の波
形データｌｌｃが有する累積誤差）を加算する。この場
合、加算値はｒ　１．０５　Ｊであり量子化ステップ幅
を越えている（ＩＦ子化ステップ幅−１，０とした。）
、従って、上記ルート上の各状態に「累積誤差有」と記
録しておく（ステップ５Ｔ３２，５Ｔ３３）。また、次
に状態ＪＯ→Ｊ１→Ｊ３→Ｊ６→Ｊ４→ＪＯを通るルー
トに着目すると、累積誤差の加算値はｒ　Ｏ，ＯＪであ
り、累積誤差は量子化ステップ幅を越えなかったので、
そのルート上のすべての状態に「修正不要」を記録する
（ステップ５Ｔ３４）。

そして、すべての技（技とは２状態を接続するバスをい
う、）を−度は通過するまでステップ５Ｔ３１〜ＳＴ３
４の処理を繰り返す（ステップ５Ｔ３５）。

すべての技を一度は通過すると、「累積誤差有」と記録
された状態が残る場合がある。上記の例の場合には、状
態Ｊ２．Ｊ５が「累積誤差有」と記録されたままになっ
ており、これらの中から、適当に修正すべき状態を選択
し、その状態に対応した波形データＩＩＣを修正する（
ステップ５Ｔ３６）。そして、誤差の加算値が量子化ス
テップ幅を越えていたルートを再度検証し、加算値が量
子化ステップ幅を越えなくなるまでステップ５Ｔ３６．
５Ｔ３７を繰り返す。なお、ここではシフトレジスタ１
が３段の例について説明したが、実際には段数は符号量
干渉の波及度を考慮して定められるので大きな値となる
。それに伴って状態数は２０段数乗となって増加するの
で検証は容易ではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の波形データ修正方法は以上のように行われている
ので、ステップ５Ｔ３６で波形データの修正を行う際に
明確な基準がなく、試行錯誤を繰り返して誤差を収束さ
せていて、また、ステップＳＴ３１で任意のルートを選
択する際にも明確な基準がなく、すべての枝を通過する
までに無駄なルートを何回も選択してしまうという課題
があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、論理的に波形データの修正ができるとともに、
すべての技をもれなく効率よく検証できる波形データ修
正方法を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る波形データ修正方法は、シフトレジスタ
等の所定ビット数の連続したデータを参照しうる素子（
以下、この素子をシフトレジスタで代表させる。）に入
力したディジタルデータからベースバンド波形を生成す
る際に用いられる波形データを、この波形データを変調
のために累積加算した場合にベースバンド波形からの誤
差の累積を所定値以下にするための波形データ修正を行
うものである。まず、シフトレジスタに格納されたデー
タのビットパターンに対応づけられた２Ｍ個の状態を定
義しくＭはシフトレジスタの段数）、さらに各状態はデ
ィジタルデータの１ビツト分の波形データにも対応づけ
られる。そして、Ｍビット全てが「０」であるビットパ
ターンに対応した状Ｂ（または、Ｍビット全てがｒｌＪ
であるビットパターンに対応した状態）を初期状態とし
て、１から２Ｍ−１の奇数を２進表示したデータ（また
は、この２進表示したデータをビット反転したデータ）
と、それに続けて初期状態に対応したビットパターン、
つまり「０」がＭビット（または、「１」がＭビット）
現れるまで「０」ビットを連続させた（または、ｒｌＪ
ｌットを連続させた）データとをデータパターンとして
、作成された各データパターンに従った状態遷移を各ル
ートとし、各ルートにおいて各状態の波形データが有す
る誤差を累積加算する。この累積加算の結果が量子化ス
テップ等の所定値を越えたら、この時の累積加算の対象
となったルートに存在する状態の波形データに対する修
正値をＳ、（ｋは状態番号に対応する。）とおいて、Σ
５ｋ＝−（累積誤差）の方程式を立てる。そして、すべ
てのルートについて累積誤差の算出を行った後に得られ
た連立方程式を解くことにより、特定のＳｋに対して割
り当てる誤差修正値を決定して波形データを修正するも
のである。

〔作　用〕

この発明におけるデータパターンを作成するステップで
は、状態遷移のすべての経路を効率的に決定することが
でき、また、連立方程式を解き進めるステップでは、修
正候補に挙がった波形データの修正値を論理的に決定す
ることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、ディジタルデータの１ビツトの範囲内でベースバ
ンド波形からの誤差が量子化ステップ幅以内となってい
る波形データＩＬｃに対して、状！ＩＪＯ（第３図に示
したシフトレジスタの各段の値がｒＱＪとなっている場
合に対応した状態）から出発して状ＪＩＪＪＯにもどる
ルートにおいて波形データｌｌｃの累積加算が行われる
場合の修正値を求める動作を示すフローチャートである
。

次にこのフローチャートにもとづいて動作について説明
する。まず、ステップ５ＴＩＩで従来の場合と同様に状
態遷移図を作成する。次に、カウンタｉの値を初期値ｌ
とおく（ステップ５Ｔ１２）。

そして、カウンタｉの値を２進数表示しくステップ５Ｔ
１３）、これをデータパターンとしてデータパターンに
従って状態ＪＯから状態遷移し、通過した各状態に対応
した波形データｌｌｃが有する誤差を累積加算する。次
に、状ｆｆ！ＪＯにもどるまで「０」ビットが連続して
入力されたと考えて状態遷移する。そして、通過した各
状態に対応した波形データｌｉｅが有する誤差をさらに
累積加算する（ステップ５Ｔ１６）。算出された累積誤
差が量子化ステップ幅を越えた場合には、各状態に対応
した波形データｌｌｃに対する修正値をＳｍ（ｋは状態
番号）として、Σ３．＝−ＩＮＴ　（累積誤差／量子化
ステップ幅）の修正方程式を立てる（ステップ５Ｔ１７
）、ここで、Σはステップ５Ｔ１４，５Ｔ１５で通過し
たすべての状態についての波形データｌｌｃが有する誤
差の和であり、ＩＮＴ（ｘ）はＸの整数部を意味する。

一方、累積誤差が量子化ステップを越えない場合には、
（Ｓｉ＝−０）の方程式を立てる（ステップ５Ｔ１８）
。

第６図に示した状態遷移図について考えると、ステップ
５Ｔ１２からステップ５Ｔ１５までの処理で、状態遷移
は、ＪＯ→（１）→Ｊ１→（０）→Ｊ２→（０）→Ｊ４
→（０）→ＪＯとなり、このルートにおける累積誤差は
、Ｏ，Ｏ＋　０．２　＋　０．４＋０．４５−１．０５
となり、ＩＮＴ　（１，０５）＝１であるから、 Ｓｏ＋Ｓ＋＋Ｓｚ＋Ｓ４＝　　１　　　・・・・・・（
１）の修正方程式が得られる。

そして、ステップ５Ｔ１９でカウンタｉの値を２増加さ
せて、カウンタｉの値が２’　　（Ｍはシフトレジスタ
の段数）を越える直前まで、ステップ５Ｔ１３〜ＳＴ・
１８の処理を繰り返す。このような処理が行われると、
ステップ５Ｔ１４を通過するごとに、１　（ｉ＝１）、
１１　（ｉ＝３）、１０１（ｉ＝５）、１１１　　（ｉ
＝７）、・・・、　１１・・・１（ｉ−２’−１）のデ
ータパターンを扱うことになる。

変調方式としてＧＭ　Ｓ　Ｋ　（Ｇａｕｓｓｉｏｎ　ｆ
ｉｌｔｅｒｅｄＭｉｎｉＩＩｌｕｍ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅ
ｙｉｎｇ）を採用した場合には、状態遷移図中のすべて
の状態と３／４の技とを網羅することができる。従って
、ＧＭＳＫの状態遷移における対称性を考慮すれば、す
べての技を網羅したといえる。

このようにして、すべての技を通るルートを機械的に調
べることができる。第６図に示した例について考えると
、カウンタｉの値が３の場合には、データパターンとし
て１１を扱うので、ＪＯ→Ｊ１→Ｊ３→Ｊ６→Ｊ４→Ｊ
Ｏと状態遷移し、累積誤差は、Ｏ，Ｏ＋０．２＋　（−
０，４５）　＋（−０，２）＋　０．４５　＝　０．０
となるので、ｓ、＝ｓ、＝ｓ、＝ｓ、＝ｓ４＝ｏ　　　
・・・・・・（２〉を得る。カウンタｉの値が５の場合
には、同様にｓｏ＋ｓ＋＋ｓｔ＋ｓｓ＋ｓｔ＋５４＝−
１・・・（３）カウンタｉの値が７の場合には、 Ｓ　ｏ　＝　Ｓ　＋　＝　Ｓ　ｘ　＝　Ｓ　、−Ｓ　ｈ
　−Ｓ　ａ　＝　０　　・・・　（４）の各修正方程式
が得られる。

次に、ＣＭＳＫではフィルタ応答の対称性から状態遷移
および誤差に対称性があるので、この性質を用いて変数
を消去する（ステップ５Ｔ２１）。

すなわち、（５）式で示す性質を利用する。

Ｓｋ＝　　Ｓ！’−＋−＊　　（ｋ＝２訃１．・・・、
２’−１）・・・・・・・・・（５） （６）式は、Ｍ−３の場合（第６図に示したものの場合
）には、 Ｓｋ　−−３，−、（ｋ−４，５，６，７）・・・・・
・（６）となる、（６）式を（１）〜（４）式に適用す
ると、Ｓ　ｏ　＋　Ｓ　＋　十Ｓ　ｚ　　Ｓ　ｓ　−１
・・・・・・・・・　（１１）Ｓ　＠　−Ｓ　＋　−Ｓ
　ｓ　−０・・・・・・・・・　（２１）Ｓ　ｏ　＋　
Ｓ　＋　＋　Ｓ　ｔ　　Ｓ　ｓ　＝　　１　　　・・・
・・・・・・　（３１）の連立方程式となる。

この連立方程式を解けば、各状態に対応した波形データ
ｌｌｃの修正値が得られる（ステップ５Ｔ２２）、得ら
れた修正値を１ビット分の波形データｌｌｃ中の波形デ
ータｆｌｂのどこかに割り当てて波形データ修正を施す
。

なお、上記実施例では状態ＪＯから出発して状態ＪＯに
もどるルートを対象として、すべてのルートを調べるよ
うにしたが、状態Ｊ（２′″−１）から出発して状態Ｊ
（２”−１）にもどるルートを対象としてもよい。この
場合には、ステップ５Ｔ１３で得られたＩＤ（ｉの２進
表示）のすべてのビットを反転したものをデータパター
ンとして、ステップ５Ｔ１５でＪ（２’−１）にもどる
までｒｌＪビットを入力し続けて状態遷移させればよい
。

また、上記実施例では変調方式がＧ’Ｍ　Ｓ　Ｋの場合
について説明したが、Ｔ　Ｆ　Ｍ　（Ｔａｍｅｄ　Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の他のディジ
タル周波数変調であってもよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。

そして、第３図に示したものと同等なベースバンド発生
器を用いて変調を行う場合の波形データの修正について
も適用可能である。

また、本発明による修正方法は、ディジタル変調に限ら
ず、状態遷移図に従って加算を行う系に対して累積誤差
を解消するために広く適用できる。

第２図は第１図に示したフローチャートを一般化して表
現したフローチャートである。つまり、与えられた状態
遷移図の中のある１つの状態から出発して（ステップ５
Ｔ２５）、その状態にもどる全てのパターンを機械的に
発生しくステップ５Ｔ２６）、発生したパターンに従っ
て状態遷移して方程式を得て（ステップ５Ｔ２７）、す
べてのパターンについて処理を終了したら（ステップ５
Ｔ２８）、連立方程式を解けばよい（ステップ５Ｔ２９
）。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、波形データ修正方法
を、状態遷移のすべて技を通るようにルートを機械的に
決定し、そのルートに応じた方程式を立てて、連立方程
式を解くことによって修正を要する波形データとその修
正値とを決定するようにしたので、波形データを累積加
算する場合にすべての組み合わせについての累積誤差を
もれなく検証できることが保証でき、また、修正値の各
波形データへの割り当てを直ちに決定できる確実で効率
的な方法が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるＧＭＳＫ変調の波形
データ修正方法を示すフローチャート、第２図はこの発
明の他の実施例による一般的な累積誤差解消のアルゴリ
ズムを示すフローチャート、第３図は直交変調形ディジ
タルＦＭ変調器のベースバンド発生部を示すブロック図
、第４図は入力ディジタルデータの１ビット分の修正前
波形データを示す説明図、第５図は従来の波形データ修
正方法を示すフローチャート、第６図はシフトレジスタ
が３段構成（Ｍ＝３）の場合の状態遷移図である。 ｌはシフトレジスタ（素子）、２は波形メモリ、４は加
算器、５はラッチ回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 ＪＯＴＯ，Ｏｌ 手 続 補 正 書 （自 発） ６゜ 補正の内容 （１１明細書をつぎのとおり訂正する。 ２゜ 発明の名称 ディジタル変調の波形データ修正方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者　志岐守哉 ４、代理人 住所 郵便番号　１０５ 東京都港区西新橋１丁目４番１０号 （２）図面の第１図を別紙のとおりに補正する。 （３）図面の第５図を別紙のとおりに補正する。 ７、添付書類の目録 （１）補正後の第１図を記載した書面　１　通（２）補
正後の第５図を記載した書面　１　通以　　上 ＣＩ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　入力したディジタルデータのうちの所定ビット数の連
   続したデータを参照しうる素子に格納された前記所定ビ
   ット数の前記ディジタルデータに応じてベースバンド波
   形を生成する際に用いられる波形メモリに格納された量
   子化波形データに対して、この量子化波形データを累積
   加算した値の、前記ベースバンド波形を累積加算した値
   からの累積誤差を所定値以下にする修正を行うディジタ
   ル変調の波形データ修正方法において、前記素子に格納
   された前記ディジタルデータのビットパターンに対応づ
   けられ、かつ、１ビット分の前記量子化波形データを出
   力する各状態を定義し、オール「０」またはオール「１
   」のビットパターンに対応した前記状態を初期状態とし
   て、１から始まる奇数であって、２の前記所定ビット数
   乗から１を減じた値までの複数の値をそれぞれ２進表示
   したデータ、またはこの２進表示したデータを各ビット
   反転したデータと、それに続けて前記初期状態に対応し
   たビットパターンが現れるまで「０」ビット、または「
   １」ビットを連続させたデータとをデータパターンとし
   て、この作成された各データパターンに従った状態遷移
   をルートとして前記累積誤差を算出し、算出の対象とな
   った前記ルート上に存在する前記各状態が出力する前記
   量子化波形データの修正値を変数とし、また、そのルー
   トにおいて算出された前記累積誤差に対する修正量を等
   号の一方とする方程式を作成し、すべての前記ルートに
   おける前記累積誤差を算出した後に作成された方程式を
   解いて、前記量子化波形データに修正を要する前記状態
   とその修正値とを求め、前記修正値に従って前記量子化
   波形データを修正することを特徴とするディジタル変調
   の波形データ修正方法。