JPH0420300B2 - - Google Patents

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JPH0420300B2
JPH0420300B2 JP50196183A JP50196183A JPH0420300B2 JP H0420300 B2 JPH0420300 B2 JP H0420300B2 JP 50196183 A JP50196183 A JP 50196183A JP 50196183 A JP50196183 A JP 50196183A JP H0420300 B2 JPH0420300 B2 JP H0420300B2
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JP
Japan
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frequency
signal
control
input
cycle
Prior art date
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JP50196183A
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Japanese (ja)
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JPS59500894A (en
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Burian Daburyuu Derando
Henrii Waazubaaku
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Motorola Solutions Inc
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Motorola Inc
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

請求の範囲 1 ビツト期間と、選択された一次周波数あるい
は一次周波数の1/2である二次周波数のどちらか
の周波数とを有する出力信号を発生させ、入力信
号の符号化を行ない、直列のデジタルデータビツ
トの形式において1つの入力信号の差動位相符号
化を行うように所定の各ビツト期間中に一次周波
数においてデジタルデータビツトの複数のバース
トを直列に変調する一方で、周波数が出力信号を
変調させることを特徴とする通信システム10で
あつて、 直列のデジタルデータビツトを受信してそれに
応答して開始制御信号を与え、ビツト期間のうち
のどの1つのビツト期間の前半にもデジタルデー
タビツトを受信しないことに応答して停止制御信
号を与え、しかも各々の受信された各期間中に複
数のデータ制御信号(CR,CD)を与える制御手
段12と、及び 制御手段12に結合されており、開始制御信号
に応答して直前に発生した出力信号の後半の1/2
サイクルと同じ周波数を有する1/2サイクルの出
力信号を発生させ、前記データ制御信号(CR,
CD)に応答して前記一次周波数で、また前記出
力信号の先行の1/2サイクルと同相で1/2サイクル
の前記出力信号を発生させ、データ制御信号
(CR、もしくはCD)の内の1個のデータ制御信
号のみに応答して出力信号の先行の1/2サイクル
と位相の変化のない二次周波数において1/2サイ
クルの前記出力信号を発生させ、いずれのビツト
期間の前半内においてもデジタルデータを受信し
ないことに応答して出力信号の先行の1/2サイク
ルと位相の変化のない一次周波数において1/2サ
イクルの出力信号を発生する停止制御信号を発生
させる周波数発生器手段18,20,22,2
4,26,28,30,32,34,36,3
8,40、及び42、とを含むデジタル差動位相
変調を有する通信システム10。
Claim 1: Generates an output signal having a bit period and a frequency of either a selected primary frequency or a secondary frequency that is 1/2 of the primary frequency, encodes an input signal, and encodes a serial digital signal. The frequency modulates the output signal while serially modulating multiple bursts of digital data bits at the primary frequency during each predetermined bit period to provide differential phase encoding of one input signal in the form of data bits. A communication system 10 characterized in that the system 10 receives a series of digital data bits and responsively provides a start control signal, the digital data bits being transmitted during the first half of any one of the bit periods. a control means 12 for providing a stop control signal in response to a non-reception and for providing a plurality of data control signals (CR, CD) during each received period; and coupled to the control means 12; The second half of the output signal that occurred just before in response to the start control signal
generate a 1/2 cycle output signal with the same frequency as the data control signal (CR,
1/2 cycle of the output signal at the primary frequency and in phase with the preceding 1/2 cycle of the output signal in response to one of the data control signals (CR or CD); generates 1/2 cycle of said output signal at a secondary frequency with no change in phase with the preceding 1/2 cycle of the output signal in response to only the data control signals of frequency generator means 18 for generating a stop control signal for generating a 1/2 cycle output signal at a primary frequency with no change in phase with the preceding 1/2 cycle of the output signal in response to not receiving digital data; 20, 22, 2
4, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 3
8, 40, and 42. A communication system 10 having digital differential phase modulation.

2 前記周波数発生手段はさらに、 第1および第2の端子、および前記制御手段1
2に結合された制御端子とを有する第1のスイツ
チング手段と、 前記第1のスイツチング手段18の第2の端子
に結合した第1の端子を有しかつ第2の端子を有
する第1のインピーダンス手段と、 前記第1のスイツチング手段18の第1の端子
に結合された第1の極性の第1の端子および基準
電圧に供給された第2の極性の第2の端子とを有
する第1の供給手段26と、 第1の端子を第1の供給手段26の第1の端子
に結合され、制御端子を制御手段12に結合さ
れ、かつ第2の端子とを有する第2のスイツチン
グ手段20と、 前記第2のスイツチング手段20の第2の端子
に結合された第1の端子および前記第1のインピ
ーダンス手段28の第2の端子に結合された第2
の端子とを有する第2のインピーダンス手段30
と、 前記制御手段12に結合された第1及び第2の
端子及び制御端子とを有する第3のスイツチング
手段22と、 前記第3のスイツチング手段22の第2の端子
に結合された第1の端子および第2の端子とを有
する第3のインピーダンス手段34と、 前記第3のスイツチング手段22の第1の端子
に結合された第1の極性形の第1の端子と、及び
基準電圧に結合された第2の極性形の第2の端子
とを有する第2の供給手段32と、 前記第2の供給手段32の第1の端子に結合さ
れた第1の端子と、制御手段12に結合された制
御端子と、および第2の端子とを有する第4のス
イツチング手段24と、 前記第4のスイツチング手段24の第2の端子
に結合された第1の端子と、および前記第3のイ
ンピーダンス手段34の第2の端子に結合された
第2の端子とを有する第4のインピーダンス手段
36と、及び 第1、第2、第3及び第4のインピーダンス手
段の第2の端子に結合された1つの積分器38,
40,42とを含むことを特徴とする前記請求の
範囲第1項記載のデジタル差動位相変調を有する
通信システム。
2. The frequency generation means further includes first and second terminals, and the control means 1.
2; a first switching means having a first terminal coupled to a second terminal of said first switching means 18; and a first impedance having a second terminal; a first terminal of a first polarity coupled to a first terminal of said first switching means 18 and a second terminal of a second polarity connected to a reference voltage; a supply means 26; a second switching means 20 having a first terminal coupled to a first terminal of the first supply means 26, a control terminal coupled to the control means 12, and a second terminal; , a first terminal coupled to a second terminal of said second switching means 20 and a second terminal coupled to a second terminal of said first impedance means 28.
a second impedance means 30 having terminals of
a third switching means 22 having first and second terminals coupled to the control means 12 and a control terminal; a first switching means 22 coupled to the second terminal of the third switching means 22; a third impedance means 34 having a terminal and a second terminal; a first terminal of a first polarity type coupled to a first terminal of said third switching means 22; and a first terminal of a first polarity type coupled to a reference voltage. a second supply means 32 having a second terminal of a second polarity type; a first terminal coupled to the first terminal of said second supply means 32; and a first terminal coupled to the control means 12; a first terminal coupled to the second terminal of the fourth switching means 24; and a first terminal coupled to the second terminal of the fourth switching means 24, and a third impedance. a fourth impedance means 36 having a second terminal coupled to a second terminal of the means 34; and a fourth impedance means 36 coupled to the second terminals of the first, second, third and fourth impedance means. one integrator 38,
40, 42. A communication system having digital differential phase modulation according to claim 1, characterized in that the communication system includes: 40, 42.

技術的分野 本発明は、一般的にはデジタル通信システムに
関するものであり、更に具体的に云うと、従来の
デジタル差動位相(differential phase shift
keying;DPSK)又はデジタル周波数
(frequency shift keying;FSK)変調を用いる
デジタル差動位相変調を有する通信システムに関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to digital communication systems, and more specifically to conventional digital differential phase shift systems.
The present invention relates to a communication system with digital differential phase modulation using digital frequency shift keying (DPSK) or digital frequency shift keying (FSK) modulation.

背景技術 典型的には、電話データ伝送は、2線式ケーブ
ル対について従来のデジタル差動位相(DPSK)
又はデジタル周波数(FSK)変調を用いる連続
モードシステムにおいて行われる。連続モードシ
ステムに優る利点を有する全二重双方向伝送を達
成するその他の技術も周知である。全二重双方向
伝送における連続モードシステムの短所は両方の
データの流れの分離から生じる。典型的には周波
数分離又は代数的取消し(algebraic
cancellation)がデータを分離するのに用いられ
る。しかし、周波数分離は実施するのがめんどう
なことがあり、また帯域、距離の両方が制限され
ている。代数的取消しはすべての応用例にとつて
は正確ではなく、種々の高調波および伝送線反射
から重大なエコー問題を起こすことがある。従つ
て、連続モード動作にとつて代わる有望な方法
は、バーストモード又はピンポンシステムとして
も知られている時間圧縮多重化(TCM)システ
ムである。バーストモードシステムは2方向の伝
送を時間的に分離することによつて2方向の伝送
を分けるので、いかなる時点においても伝送は1
方向になる。バーストモードシステムを使用する
ことから生じる不利益は伝送周波数がかなり高く
なることである。という訳は、十分な時間分離を
保証するためにシステムに入るデータの周波数の
少なくとも2倍の周波数でデータがバーストされ
なければならないからである。DPSK又はFSK変
調をバーストモードシステムに用いると、非常に
幅の広いスペクトル内容が結果として生じる。
D.C.平衡はデータの各バーストに対して常に維持
されるとは限らず、D.C.平衛を維持するためには
余分のビツトが必要であるので、FSK変調の場
合には更にもう1つの欠点が生じる。デジタルバ
ーストモード伝送がビツトごとにD.C.平衡をしな
いと、記号間(inter−symbol)干渉が結果的に
起き、伝送されたデータの意味を破壊するかもし
れない。位相変調を用いると、D.C.平衡は必ず維
持されるが、高調波エネルギーが他の通信チヤネ
ル内に放出されるであろう。
BACKGROUND OF THE INVENTION Telephone data transmission typically uses conventional digital differential phase (DPSK) for two-wire cable pairs.
or in a continuous mode system using digital frequency (FSK) modulation. Other techniques for achieving full duplex bidirectional transmission that have advantages over continuous mode systems are also known. The disadvantage of continuous mode systems in full-duplex bidirectional transmission arises from the separation of both data streams. Typically frequency separation or algebraic cancellation
cancellation) is used to separate data. However, frequency separation can be cumbersome to implement and is both bandwidth and distance limited. Algebraic cancellation is not accurate for all applications and can cause significant echo problems from various harmonics and transmission line reflections. Therefore, a promising alternative to continuous mode operation is time compressed multiplexing (TCM) systems, also known as burst mode or ping pong systems. Burst mode systems separate the two directions of transmission by separating them in time, so that at any point in time there is only one transmission.
become the direction. A disadvantage resulting from using a burst mode system is that the transmission frequency is considerably higher. This is because the data must be burst at a frequency that is at least twice the frequency of the data entering the system to ensure sufficient time separation. Using DPSK or FSK modulation in burst mode systems results in a very wide spectral content.
Yet another drawback arises with FSK modulation, as DC balance is not always maintained for each burst of data, and extra bits are required to maintain DC balance. . If digital burst mode transmissions are not DC balanced bit by bit, inter-symbol interference may result and destroy the meaning of the transmitted data. With phase modulation, DC balance is necessarily maintained, but harmonic energy will be released into other communication channels.

発明の要約 従つて、本発明の目的は、デジタル差動位相変
調を有する通信システムを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a communication system with digital differential phase modulation.

本発明のもう1つの目的は、低いスペクトル内
容によりバーストモード動作の動作を可能とする
デジタル差動位相変調を有する通信システムを提
供することである。
Another object of the invention is to provide a communication system with digital differential phase modulation that allows operation in burst mode operation with low spectral content.

本発明の更にもう1つの目的は、バーストモー
ド動作のためにハイブリツドDPSK変調を用いる
デジタル差動位相変調を有する通信システムを提
供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a communication system with digital differential phase modulation using hybrid DPSK modulation for burst mode operation.

本発明の更にもう1つの目的は、バーストモー
ドシステムでD.C.平衡が行われ高調波エネルギー
がかなり減少しているハイブリツドDPSK変調信
号を用いる改良された通信システムを提供するこ
とである。
Yet another object of the present invention is to provide an improved communication system using a hybrid DPSK modulated signal that is DC balanced and has significantly reduced harmonic energy in a burst mode system.

本発明の上記の、およびその他の目的および利
点を達成するため、第1周波数を有する逐次デジ
タルデータを受信する制御手段が1つの形で具え
られている。制御手段は第1所定値を有する各受
信デジタルデータに応答して第1制御信号を与
え、又は第2所定値を有するデジタルデータに応
答して第2制御信号を与える。本発明のもう1つ
の形は、デジタルデータの値に応じて第1又は第
2の値を有する1つだけの制御信号を用いる。制
御手段に結合され互に並列の周波数発生器手段が
ある。第1周波数発生器は、第1制御信号が受信
される度毎に第1周波数の出力信号の完全な1サ
イクルを与える。第2周波数発生器は第2制御信
号が受信される度毎に第1周波数の1/2であり出
力信号の前の1/2サイクルと同相の第2周波数の
出力信号の1/2サイクルを与える。この通信シス
テムは連続モード動作で動作してもよいが、バー
ストモード動作を用いてもよい。バーストモード
動作では、制御手段は、第1周波数の、そして前
のバーストの最後のデータビツトに関して位相コ
ード化されている出力信号の1/2サイクルを与え
る新たなバーストの始めに開始制御信号を与え
る。制御信号はまたバーストの終りに停止信号を
与え、第1周波数の、そして直前の1/2サイクル
の極性の反対の極性の出力信号の1/2サイクルを
与える。
To achieve the above and other objects and advantages of the present invention, control means are provided in one form for receiving sequential digital data having a first frequency. The control means provides a first control signal in response to each received digital data having a first predetermined value, or provides a second control signal in response to each received digital data having a second predetermined value. Another form of the invention uses only one control signal having a first or second value depending on the value of the digital data. There are frequency generator means coupled to the control means and parallel to each other. The first frequency generator provides one complete cycle of the output signal at the first frequency each time the first control signal is received. The second frequency generator generates 1/2 cycle of the output signal at a second frequency that is 1/2 of the first frequency and in phase with the previous 1/2 cycle of the output signal each time the second control signal is received. give. The communication system may operate in continuous mode operation, but may also use burst mode operation. In burst mode operation, the control means provides a starting control signal at the beginning of a new burst giving a half cycle of the output signal of the first frequency and being phase coded with respect to the last data bit of the previous burst. . The control signal also provides a stop signal at the end of the burst, providing a 1/2 cycle of the output signal at the first frequency and of opposite polarity to that of the previous 1/2 cycle.

本発明の上記の、およびその他の目的、特徴お
よび利点は、添付の図面とともに下記の詳細な説
明により更によく理解されるであろう。
The above and other objects, features and advantages of the present invention will be better understood from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は先行技術において周知のDPSK変調信
号の1例をグラフで示したものである。
FIG. 1 graphically depicts an example of a DPSK modulated signal well known in the prior art.

第2図は、先行技術において周知のFSK変調
信号の1例をグラフで示したものである。
FIG. 2 graphically depicts an example of an FSK modulated signal well known in the prior art.

第3図は、本発明の好ましい実施例を示す通信
システムをブロツク図で示したものである。
FIG. 3 is a block diagram of a communication system illustrating a preferred embodiment of the present invention.

第4図は、本発明の好ましい実施例によつて作
られた通信システムを概略的ブロツクで示したも
のである。
FIG. 4 is a schematic block diagram of a communication system constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

第5図は、第4図の通信システムに関連した信
号をグラフで示したものである。
FIG. 5 is a graphical representation of signals associated with the communication system of FIG.

第6図は、第5図に示した出力信号の三角形近
似をグラフ形式で示したものである。
FIG. 6 shows the triangular approximation of the output signal shown in FIG. 5 in a graphical form.

第7図は、第6図に示してある三角形近似を生
じさせ、第3図および第4図の通信システムとと
もに用いられるコントローラの1例を概略図で示
したものである。
FIG. 7 is a schematic diagram of one example of a controller that produces the triangular approximation shown in FIG. 6 and may be used with the communication systems of FIGS. 3 and 4.

第8図は、第7図に示したコントローラに関連
した信号をグラフ形式で示したものである。
FIG. 8 shows in graphical form signals associated with the controller shown in FIG.

好ましい実施例の説明 第1図には標準的な2線式電話線を通じての高
速デジタルデータ伝送に用いられる従来のデジタ
ル差動位相変調(DPSK)の1例が示されてい
る。図示されている例は“1101”として表わされ
るデジタルバイトの例である。DPSK信号の周波
数は伝送されたデータの搬送周波数の周波数であ
る。図示する目的だけのために、論理“1”は、
前のサイクルからの位相不変化によつて表わされ
ると仮定する。従つて、論理“0”は180°移相の
ような前のサイクルからの位相変化によつて表わ
される。バーストモードシステムで動作する入力
搬送波信号のための典型的なデータ伝送周波数は
256KHzである。残念ながら従来のDPSKにおけ
る180°位相は変調プロセスに決して用いられない
大量の第2高調波エネルギーを発生させる。更
に、第2高調波エネルギーは他の通信チヤネル内
に放射されて干渉を起こす。この問題をなくすた
めには、第2高調波は伝送前にろ波されなければ
ならない。位相情報は高調波数で搬送されるの
で、情報は伝送手段の固有低減特性によつて急速
に減衰され、雑音による破壊をより一層受けやす
い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of conventional digital differential phase keying (DPSK) used for high speed digital data transmission over standard two-wire telephone lines. The example shown is of a digital byte represented as "1101". The frequency of the DPSK signal is the frequency of the carrier frequency of the transmitted data. For illustrative purposes only, a logic "1" is
Assume that it is represented by a phase unchanged from the previous cycle. Therefore, a logic "0" is represented by a phase change from the previous cycle, such as a 180° phase shift. The typical data transmission frequency for an input carrier signal operating in a burst mode system is
It is 256KHz. Unfortunately, the 180° phase in conventional DPSK generates a large amount of second harmonic energy that is never used in the modulation process. Furthermore, the second harmonic energy is radiated into other communication channels causing interference. To eliminate this problem, the second harmonic must be filtered before transmission. Since the phase information is carried at harmonic numbers, the information is rapidly attenuated by the inherent attenuation properties of the transmission means and is more susceptible to destruction by noise.

第2図には標準的な2線式電話線を通じての高
速デジタルデータ伝送に用いられる従来のデジタ
ル周波数変調(FSK)の1例が示されている。
図示してある例は“1101”の同じデジタルバイト
に対するものである。図解する目的だけのため
に、論理“1”は第1所定周波数を示すものと仮
定する。従つて、論理0は第2所定周波数を示
す。FSK変調の短所はD.C.平衡が失われる可能
性があることである。ツイストペア線の特性によ
り、線はD.C.平衡しバイアス歪みと記号間
(inter−symbol)干渉を防止する必要がある。
残念ながら第2図に示したバイト伝送のようなバ
イト伝送後にはD.C.バイアスが存在する。サイク
ル1,2および4に対してはD.C.信号のみがあ
り、その和は平衡していない。サイクル3はD.C.
平衡が行われているが、ビツト毎の信号全体の
D.C.平衡は存在しない。伝送線上に大きなD.C.バ
イアスを有することを防止するためにはD.C.平衡
ビツトをバイトバーストの期間中に挿入し、バー
スト全体に対してD.C.バイアスを平衡させなけれ
ばならない。平衡ビツトを用いる場合の短所は、
平衡ビツトを伝送するのに要する時間を喪失し、
その結果距離が制限されることである。
FIG. 2 shows an example of conventional digital frequency modulation (FSK) used for high speed digital data transmission over standard two-wire telephone lines.
The illustrated example is for the same digital byte of "1101". For purposes of illustration only, it is assumed that a logic "1" indicates a first predetermined frequency. Therefore, a logical 0 indicates a second predetermined frequency. A disadvantage of FSK modulation is that DC balance may be lost. Due to the nature of twisted pair wires, the wires must be DC balanced to prevent bias distortion and inter-symbol interference.
Unfortunately, a DC bias exists after a byte transmission, such as the byte transmission shown in FIG. For cycles 1, 2 and 4 there is only a DC signal and the sum is not balanced. Cycle 3 is DC
Balancing is performed, but the overall signal on a bit-by-bit basis is
There is no DC equilibrium. To avoid having a large DC bias on the transmission line, a DC balancing bit must be inserted during the byte burst to balance the DC bias for the entire burst. The disadvantages of using balanced bits are:
The time required to transmit the balanced bits is lost,
As a result, distance is limited.

第3図に示されているのは、第1および第2制
御信号をそれぞれ一次周波数発生器14および二
次周波数発生器16に与えるため制御装置12を
含む通信システム10のブロツク図である。通信
システム10は連続モード又はバーストモード動
作で動作することができる伝送システムである。
通信システム10は従来のDPSKおよびFSK変調
に優る実質的な利点を有する改良されたハイブリ
ツドデジタル差動移相変調を用いる。
Illustrated in FIG. 3 is a block diagram of a communications system 10 that includes a controller 12 for providing first and second control signals to a primary frequency generator 14 and a secondary frequency generator 16, respectively. Communication system 10 is a transmission system that can operate in continuous mode or burst mode operation.
Communication system 10 employs an improved hybrid digital differential phase shift modulation that has substantial advantages over conventional DPSK and FSK modulation.

第4図に示してあるのは、本発明の好ましい実
施例に従つて作られた通信システム10である。
通信システム10の制御装置12は伝送ゲート1
8,20,22および24の制御入力に結合され
ている。好ましい形においては、伝送ゲート1
8,20,22および24は、それぞれ出力信号
の速度および極性方向を制御する制御信号CR1
CR2,CD1およびCD2により従来の方法でクロツク
される従来のMOS伝送ゲートである。制御装置
12の実施例は第7図に更に詳細に示されてい
る。好ましい形においては制御装置12は2つの
制御信号を供給するものとして示されているが、
本発明はまた出力信号の速度を制御する1つだけ
の信号を与える制御装置を用いて実施してもよ
い。1つの制御信号が用いられる場合には、速度
変化が起きる時に相変化は起きない。伝送ゲート
18および20の各々は一緒に接続され電圧源2
6の負電位端子に結合されている入力を有する。
電圧源26の正電位端子は大地などの基準電圧に
結合されている。伝送ゲート18の出力は抵抗2
8の第1端子に接続され、伝送ゲート20の出力
は抵抗30の第1端子に接続されている。伝送ゲ
ート22および24の各々は一緒に接続され電圧
源32の負電位端子に結合されている入力を有す
る。電圧源32の正電圧端子は基準又は大地電圧
に結合されている。伝送ゲート22の出力は抵抗
34の第1端子に接続され、伝送ゲート24の出
力は抵抗36の第1端子に接続されている。抵抗
28,30,34および36の各々は、一緒に接
続され演算増幅器38の反転入力に結合された第
2端子を有する。演算増幅器38の非反転入力は
基準又は大地電圧に結合されている。フイードバ
ツクコンデンサ40は演算増幅器38の反転入力
に結合された第1プレートおよび演算増幅器38
の出力に結合された第2プレートを有する。フイ
ードバツクコンデンサ40の第1プレートに結合
された入力およびフイードバツクコンデンサ40
の第2プレートと演算増幅器38の出力との両方
に結合された出力を有する伝送ゲート42がフイ
ードバツクコンデンサ40と並列に結合されてい
る。伝送ゲート42には第8図に示してあるクリ
ア積分器制御信号が結合されており、この制御信
号はデータのバースト間にフイードバツクコンデ
ンサ40上の電荷を零にする。伝送ゲート42は
連続モード動作には不必要である。
Illustrated in FIG. 4 is a communications system 10 constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
The control device 12 of the communication system 10 is the transmission gate 1
8, 20, 22 and 24 control inputs. In a preferred form, transmission gate 1
8, 20, 22 and 24 are control signals C R1 , which respectively control the speed and polarity direction of the output signal.
It is a conventional MOS transmission gate clocked in a conventional manner by C R2 , C D1 and C D2 . An embodiment of the control device 12 is shown in more detail in FIG. Although in the preferred form controller 12 is shown as providing two control signals,
The invention may also be practiced with a controller that provides only one signal to control the rate of the output signal. If one control signal is used, no phase change will occur when a speed change occurs. Each of transmission gates 18 and 20 are connected together and connected to voltage source 2
It has an input coupled to a negative potential terminal of 6.
The positive potential terminal of voltage source 26 is coupled to a reference voltage, such as ground. The output of transmission gate 18 is resistor 2
The output of the transmission gate 20 is connected to the first terminal of the resistor 30. Transmission gates 22 and 24 each have an input connected together and coupled to the negative potential terminal of voltage source 32. The positive voltage terminal of voltage source 32 is coupled to a reference or ground voltage. The output of transmission gate 22 is connected to a first terminal of resistor 34, and the output of transmission gate 24 is connected to a first terminal of resistor 36. Each of resistors 28, 30, 34 and 36 has a second terminal connected together and coupled to the inverting input of operational amplifier 38. The non-inverting input of operational amplifier 38 is coupled to a reference or ground voltage. A feedback capacitor 40 is connected to a first plate coupled to an inverting input of operational amplifier 38 and to an inverting input of operational amplifier 38.
a second plate coupled to the output of the second plate. Input and feedback capacitor 40 coupled to a first plate of feedback capacitor 40
A transmission gate 42 is coupled in parallel with feedback capacitor 40, having an output coupled both to the second plate of the amplifier 38 and to the output of operational amplifier 38. A clear integrator control signal, shown in FIG. 8, is coupled to transmission gate 42, which zeros out the charge on feedback capacitor 40 between bursts of data. Transmission gate 42 is not required for continuous mode operation.

動作すると、第5図に示されている信号は通信
システム10がどのようにしてハイブリツド
DPSK変調信号を与えるかを明らかにしている。
図解するため、データ伝送が進行中であると仮定
する。入力データと出力信号はいずれも明確なビ
ツト期間を有する。制御信号CR1,CR2,CD1およ
びCD2は、前記ビツト期間のうちのめいめいのビ
ツト期間に対応するが少なくとも1ビツト期間の
1/2だけそのビツト期間に先行する制御期間中に
発生する。好ましい実施例では、制御信号CR1
よびCR2はビツト期間の1/2サイクル境界において
発生し、CD1およびCD2は1/4、1/2および3/4サイ
クル境界において発生して三角近似を発生させ
る。上述したように1つだけの制御信号が用いら
れる場合には、その1つの制御信号は出力信号の
速度を制御し、その出力信号の位相又は方向は制
御装置12によつて自動的に固定され、1/2サイ
クル境界においては決して変化しない。観察開始
点では、デジタル“0”が制御装置12の入力に
おいて受信されつつある。“0”が制御期間中に
受信されると、出力信号は出力信号の1/2サイク
ル境界において入力搬送波の周波数の1/2に周波
数シフトするように制御装置12がプログラムさ
れているものと仮定する。“1”が制御装置12
によつて受信されても入力搬送周波数にとどまつ
ている場合には、出力信号は先行するビツト期間
の1/2サイクル境界においては周波数シフトされ
ない。従つて、改良されたハイブリツドDPSK変
調は実際には位相記号化信号の周波数変調であ
る。周波数を変えるか変えないかについての情報
を与える制御信号CR1,CR2,CD1およびCD2を与え
るためには、逐次デジタルデータは少なくともビ
ツト期間の1/2より早く制御装置12によつて受
信されなければならない。図示した実施例におい
ては、A′と表示された出力信号のビツト期間中
に、図示されている出力信号は入力搬送周波数の
1/2に周波数変化をした。ビツト期間A′に対する
“0”は少なくとも先行するビツト期間の中頃ま
でに受信された点に注目すべきである。少なくと
もビツト期間A′の中頃までに、ビツト期間B′に
対する入力“1”が受信される。ビツト期間
A′の中頃までに、制御装置12はビツト期間
B′に対する出力信号を入力搬送波の周波数に周
波数シフトして戻すのに必要な制御信号CR1
CR2,CD1およびCD2を発生させる。ビツト期間
B′の中頃までに、入力信号は受信されておらず、
制御装置12は、ビツト期間B′の最初の1/2サイ
クルと反対の極性の256KHzの搬送周波数におけ
る単一の1/2サイクルがビツト期間B′の後の1/2
サイクルの期間中に発生すべきことを示す第5図
の1個の星印によつて示されている停止信号を発
生させる。これは信号エネルギーのバーストの終
りであり、或る有限の時間の間線上にデータは存
在しない。バーストとバーストの間は伝送ゲート
42はクリア積分器制御信号によつて閉じられ、
コンデンサ40上のすべての電荷は零になり、演
算増幅器38の出力における電圧は基準又は大地
電圧に保持される。
In operation, the signals shown in FIG.
It is clear how to give a DPSK modulated signal.
For illustration purposes, assume that data transmission is in progress. Both input data and output signals have distinct bit periods. The control signals C R1 , C R2 , C D1 and C D2 occur during a control period corresponding to each of said bit periods but preceding that bit period by at least one half of a bit period. . In the preferred embodiment, control signals C R1 and C R2 occur on 1/2 cycle boundaries of the bit period, and C D1 and C D2 occur on 1/4, 1/2 and 3/4 cycle boundaries to form a triangular approximation. to occur. If only one control signal is used, as described above, that one control signal controls the speed of the output signal, and the phase or direction of the output signal is automatically fixed by the controller 12. , never changes at the 1/2 cycle boundary. At the starting point of observation, a digital "0" is being received at the input of the control device 12. Assume that the controller 12 is programmed such that when a "0" is received during the control period, the output signal is frequency shifted to 1/2 the frequency of the input carrier at the 1/2 cycle boundary of the output signal. do. “1” is the control device 12
remains at the input carrier frequency, the output signal is not frequency shifted at the 1/2 cycle boundary of the preceding bit period. Therefore, the improved hybrid DPSK modulation is actually a frequency modulation of a phase encoded signal. In order to provide control signals C R1 , C R2 , C D1 and C D2 giving information as to whether to change or not change the frequency, the sequential digital data is processed by the controller 12 at least earlier than 1/2 of the bit period. must be received. In the illustrated embodiment, during the bit period of the output signal labeled A', the illustrated output signal changed in frequency by one-half of the input carrier frequency. It should be noted that the "0" for bit period A' was received at least by the middle of the preceding bit period. By at least the middle of bit period A', an input "1" for bit period B' is received. bit period
By the middle of A', the controller 12 has
The control signal C R1 required to frequency shift the output signal for B′ back to the frequency of the input carrier,
Generate C R2 , C D1 and C D2 . bit period
By the middle of B', no input signal has been received and
The controller 12 is configured such that a single 1/2 cycle at a carrier frequency of 256 KHz of opposite polarity to the first 1/2 cycle of bit period B'
A stop signal is generated, indicated by a single star in FIG. 5, to indicate that it should occur during the cycle. This is the end of the burst of signal energy and there is no data on the line for a finite amount of time. Between bursts, transmission gate 42 is closed by a clear integrator control signal;
All charge on capacitor 40 becomes zero and the voltage at the output of operational amplifier 38 is held at the reference or ground voltage.

信号エネルギーの別のバーストが受信される
と、制御装置12は第5図において2つの星印で
示されている開始信号を発生させ、この開始信号
はビツト期間C′の最初の半分の間だけ出力信号を
発生させる。新たなバーストに対する出力信号の
最初の1/2サイクルは、一次周波数である先行す
るバーストの後半のビツト期間の周波数と同じ周
波数を有する。制御装置12は、最初の1/2サイ
クルに対しては最初の“0”は先行するバースト
の最後のサイクルと位相が外れている出力信号の
1/2サイクルを与え、最初の“1”は先行するバ
ーストの最後のサイクルと同相の出力信号の1/2
サイクルを与えるようにプログラムされている。
“0”が先ず受信されるので、ビツト期間C′の前
半はB′であつた最後のビツト期間の出力信号と
は位相が反対である。ビツト期間C′の中頃まで
に、次のビツトD′に対する入力ビツトが受信さ
れなければならず、それに応答して制御信号CR1
CR2,CD1およびCD2が発生しなければならない。
ビツト期間D′に対する“1”が受信され、従つ
て出力信号はビツト期間C′の1/2サイクル境界に
おいては周波数シフトしない。ビツト期間D′の
中頃までに、次のビツトE′に対する入力ビツトが
受信されなければならず、それに応答して制御信
号CR1,CR2,CD1およびCD2が発生しなければなら
ない。ビツト期間E′に対する“0”が受信され、
従つて搬送周波数の1/2に周波数が変化すること
を示す出力信号がビツト期間D′の後半およびビ
ツト期間E′の前半の期間中に発生する。ビツト期
間E′の中頃までに、次のビツト期間F′に対する入
力ビツトが受信され、それに応答して制御信号
CR1,CR2,CD1およびCD2が発生しなければならな
い。ビツト期間F′に対する“0”が受信され、従
つて入力搬送波の周波数の1/2の周波数を示す出
力信号がビツト期間E′の後半およびビツト期間
F′の前半の期間中に発生する。従つて、出力信号
の周波数は、ビツト期間D′の1/2サイクル境界か
らビツト期間F′の1/2サイクル境界まで同じまま
でいる。ビツト期間F′の中頃までに、次のビツト
期間G′に対する入力ビツトが受信され、それに
対し制御信号CR1,CR2,CD1およびCD2が発生しな
ければならない。ビツト期間G′に対する“1”
が受信され、従つて入力搬送波に等しい周波数を
示す出力信号がビツト期間F′の1/2サイクル境界
からビツト期間G′の1/2サイクル境界まで発生す
る。ビツト期間G′の中頃までに、ビツト期間
H′に対する入力ビツトが受信され、それに応答
して制御信号CR1,CR2,CD1およびCD2が発生しな
ければならない。ビツト期間H′に対する“1”
が受信され、従つて入力搬送波に等しい周波数を
示す出力信号が再び発生し、ビツト期間G′の1/2
サイクル境界からビツト期間H′の1/2サイクル境
界まで与えられる。ビツト期間H′の中頃までは、
入力信号に対するそれ以上のビツトは受信され
ず、制御装置12は前のバーストの終了に対して
上述したように1つの星印で示されている停止信
号を発生させる。1つの星印によつて示されてい
る制御信号はビツト期間H′の後半の期間中に1
つの1/2サイクル信号を発生させる。この1つの
1/2サイクル信号は出力信号のビツト期間H′の前
半とは反対の極性を有する。ビツト期間H′の最
後の1/2サイクルの周波数は入力搬送波又は一次
周波数である。これはもう1つのバーストの終り
であり、別のバーストが受信されるまではそれ以
上の出力信号は発生しない。
When another burst of signal energy is received, controller 12 generates a start signal, indicated by two stars in FIG. 5, which remains active only during the first half of bit period C'. Generate an output signal. The first half cycle of the output signal for a new burst has the same frequency as the second half bit period of the previous burst, which is the primary frequency. The controller 12 provides, for the first 1/2 cycle, a 1/2 cycle of the output signal where the first "0" is out of phase with the last cycle of the preceding burst, and the first "1" 1/2 of the output signal in phase with the last cycle of the preceding burst
programmed to give cycles.
Since a ``0'' is received first, the first half of bit period C' is opposite in phase to the output signal of the last bit period, which was B'. By the middle of bit period C', the input bit for the next bit D' must be received and in response the control signals C R1 ,
C R2 , C D1 and C D2 must occur.
A ``1'' is received for bit period D', so the output signal does not shift in frequency at the 1/2 cycle boundary of bit period C'. By the middle of bit period D', the input bit for the next bit E' must be received and control signals CR1 , CR2 , CD1 and CD2 must be generated in response. “0” for bit period E′ is received;
Therefore, an output signal indicating a frequency change to 1/2 of the carrier frequency is generated during the second half of bit period D' and the first half of bit period E'. By the middle of bit period E', the input bit for the next bit period F' has been received and the control signal is activated in response.
C R1 , C R2 , C D1 and C D2 must occur. A ``0'' is received for bit period F', so that an output signal representing a frequency half that of the input carrier is received during the second half of bit period E' and during bit period E'.
It occurs during the first half of F′. Therefore, the frequency of the output signal remains the same from the 1/2 cycle boundary of bit period D' to the 1/2 cycle boundary of bit period F'. By the middle of bit period F', the input bits for the next bit period G' have been received, for which control signals CR1 , CR2 , CD1 and CD2 must be generated. “1” for bit period G′
is received, and thus an output signal exhibiting a frequency equal to the input carrier is generated from the 1/2 cycle boundary of bit period F' to the 1/2 cycle boundary of bit period G'. By the middle of the bit period G′, the bit period G′
Input bits for H' are received and control signals CR1 , CR2 , CD1 and CD2 must be generated in response. “1” for bit period H′
is received, and therefore an output signal is generated again which exhibits a frequency equal to the input carrier and has a bit period of 1/2 G′.
It is given from the cycle boundary to the 1/2 cycle boundary of the bit period H'. Until the middle of the bit period H',
No further bits for the input signal are received and controller 12 generates a stop signal, indicated by a single star, as described above for the end of the previous burst. The control signal indicated by one star is 1 during the second half of bit period H'.
Generates two 1/2 cycle signals. This one half cycle signal has the opposite polarity to the first half of the bit period H' of the output signal. The frequency of the last half cycle of bit period H' is the input carrier or primary frequency. This is the end of another burst and no further output signals are generated until another burst is received.

第6図に示してあるのは、第5図に示した例に
対応する出力信号およびその出力信号の三角波形
の近似である。いろいろな傾斜の三角波形を発生
させるため閉じたり開いたりする必要のある伝送
ゲートが第6図に指定されている。
Shown in FIG. 6 is an output signal corresponding to the example shown in FIG. 5 and an approximation of the triangular waveform of the output signal. The transmission gates that need to be closed and opened to generate triangular waveforms of various slopes are specified in FIG.

第7図は制御装置12を具えた通信システム1
0を更に詳細に示し、このシステムは従来の論理
によつて容易に実施することができ、三角ランプ
速度(ramp rate)および伝送ゲート18,2
0,22および24を制御する方向制御信号とを
与えて第6図に示されている出力信号を与える。
制御装置12はD型フリツプフロツプ44を含
み、このフリツプフロツプ44のD入力は入力逐
次データに結合され、クロツク入力はクロツク1
信号に結合され、S入力は制御3信号に結合され
る。フリツプフロツプ44のQ出力はランプ速度
(ramp rate)信号を与え、アンドゲート46お
よび48の第1入力に結合されている。D型フリ
ツプフロツプ50は、制御1信号に結合されるS
入力および制御2信号に結合されるリセツト入力
とを有する。インバータ52はフリツプフロツプ
50のQ出力に結合されている入力およびフリツ
プフロツプ50のD入力に結合されている出力と
を有する。フリツプフロツプ50のQ出力はラン
プ方向制御を与え、アンドゲート46の第2入
力、伝送ゲート20の制御入力およびインバータ
54の入力に結合されている。インバータ54の
出力はアンドゲート48の第2入力と伝送ゲート
22の制御入力との両方に結合されている。クロ
ツク発生器56は入力逐次データに結合される入
力および出力を有し、フリツプフロツプ50のク
ロツク入力にクロツク2信号を与える。
FIG. 7 shows a communication system 1 including a control device 12.
0 in more detail, the system can be easily implemented by conventional logic and includes triangular ramp rates and transmission gates 18, 2.
0, 22, and 24 to provide the output signal shown in FIG.
Controller 12 includes a D-type flip-flop 44 whose D input is coupled to input sequential data and whose clock input is clock 1.
The S input is coupled to the Control 3 signal. The Q output of flip-flop 44 provides a ramp rate signal and is coupled to the first inputs of AND gates 46 and 48. A D-type flip-flop 50 has an S
input and a reset input coupled to the control two signals. Inverter 52 has an input coupled to the Q output of flip-flop 50 and an output coupled to the D input of flip-flop 50. The Q output of flip-flop 50 provides ramp direction control and is coupled to the second input of AND gate 46, the control input of transmission gate 20, and the input of inverter 54. The output of inverter 54 is coupled to both the second input of AND gate 48 and the control input of transmission gate 22. Clock generator 56 has an input and an output coupled to the input sequential data and provides a clock 2 signal to the clock input of flip-flop 50.

この構成では、ゲート18,20,22および
24は切換えられて一次周波数発生器として機能
し、256KHzの一次周波数において出力信号の完
全な1サイクルを発生させる。入力データに応答
してゲート18および24を選択的に開くことに
よつて、一次周波数の1/2であり一次周波数と同
相である二次周波数が与えられる。演算増幅器3
8および積分コンデンサ40は積分器として機能
し、演算増幅器38の非反転又は負入力に合計さ
れる電流を積分することによつて第6図の三角波
形を与える。好ましい形では抵抗28,30,3
4および36が用いられているが、インピーダン
スは同じ機能を達成するために自由に置換するこ
とができる。
In this configuration, gates 18, 20, 22, and 24 are switched to function as a primary frequency generator and generate one complete cycle of the output signal at a primary frequency of 256 KHz. Selectively opening gates 18 and 24 in response to input data provides a secondary frequency that is one-half the primary frequency and in phase with the primary frequency. Operational amplifier 3
8 and integrating capacitor 40 function as an integrator and provide the triangular waveform of FIG. 6 by integrating the current summed to the non-inverting or negative input of operational amplifier 38. In the preferred form, resistors 28, 30, 3
4 and 36 are used, but the impedances can be freely substituted to achieve the same function.

第8図には制御装置12の動作に関連した信号
が示されている。データの最初のバーストが示さ
れている。バーストの始めには制御3信号が発生
する。下記のブール代数式に応じて制御1又は制
御2信号が発生する: 制御1=〔DI・P+I・〕・制御3 制御2=〔DI・+I・P〕・制御3 但し、DI=バーストの最初のサイクルが表わ
そうとする論理値(論理“1”又は論理“0”) P=前のバーストの最後のサイクルの後半の極
性が正であればP=1、前のバースの最後のサイ
クルの後半の極性が正であればP=0といつたよ
うなブール変数。
In FIG. 8, signals related to the operation of the control device 12 are shown. The first burst of data is shown. A control 3 signal is generated at the beginning of the burst. Control 1 or control 2 signal is generated according to the following Boolean formula: Control 1 = [D I・P+ I・]・Control 3 Control 2 = [D I・+ I・P]・Control 3 However, D I = Logic value that the first cycle of the burst is intended to represent (logic “1” or logic “0”) P = If the polarity of the second half of the last cycle of the previous burst is positive, P = 1, the previous burst A Boolean variable such as P=0 if the polarity of the second half of the last cycle of is positive.

クロツク発生器56は入力データの論理状態に
応じて第8図に示すように変化するクロツク2信
号を発生させる。クロツク1信号は1/2サイクル
境界ごとに発生する。従つてランプ速度およびラ
ンプ方向信号は伝送ゲート18,20,22およ
び24を制御して出力信号を与える。
Clock generator 56 generates a clock 2 signal that varies as shown in FIG. 8 in response to the logic state of the input data. The Clock 1 signal occurs every 1/2 cycle boundary. The ramp speed and ramp direction signals thus control transmission gates 18, 20, 22 and 24 to provide output signals.

ハイブリツドDPSK変調出力信号は、従来の
DPSK変調が発生させた対応する出力信号よりも
少ない量の第2高調波エネルギーを有する。変調
DPSK信号はより低い周波数で搬送される位相情
報を有するので、従来のDPSK変調によつて発生
する対応する信号より強い受信可能信号が与えら
れる。これまでの説明により、ビツトごとに零方
向電流成分を有する選択された一次周波数の変調
出力信号が与えられることも明らかになつたはず
である。この出力信号は従来のDPSK変調技術に
よつて復号することができ、変調プロセスは不変
のままでいる。従来のデジタル差動位相変調のこ
の変形は連続モード又はバーストモード動作で標
準的な電話線を通じての高速デジタルデータ伝送
に用いることができる。連続モードが存在する場
合には、制御装置12は上記の説明と同じ方法で
動作するが、但し1個および2個の星印で示され
ている制御信号は発生しない。
The hybrid DPSK modulated output signal is
DPSK modulation has a lower amount of second harmonic energy than the corresponding output signal generated. modulation
Because the DPSK signal has phase information carried at a lower frequency, it provides a stronger receivable signal than the corresponding signal produced by conventional DPSK modulation. It should also be clear from the foregoing discussion that a modulated output signal of a selected primary frequency having a zero current component is provided for each bit. This output signal can be decoded by conventional DPSK modulation techniques, leaving the modulation process unchanged. This variation of conventional digital differential phase modulation can be used for high speed digital data transmission over standard telephone lines in continuous mode or burst mode operation. When continuous mode is present, controller 12 operates in the same manner as described above, except that the control signals indicated by one and two stars are not generated.

本発明を好ましい実施例を用いて説明したが、
本発明は多くの方法で変更することができ、上記
具体的に示して説明した実施例以外の多数の実施
例の形をとりうることは当業者には明らかであろ
う。従つて、本発明の真の精神および範囲内に入
る本発明のすべての変形を含むことが添付の請求
の範囲によつて意図されている。
Although the present invention has been described using preferred embodiments,
It will be obvious to those skilled in the art that the invention may be varied in many ways and may take the form of many embodiments other than those specifically shown and described above. It is therefore intended that the appended claims cover all modifications of the invention that fall within its true spirit and scope.

JP50196183A 1982-05-20 1983-04-22 Communication system with digital differential phase modulation Granted JPS59500894A (en)

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