JPH04291552A - 復調基準位相曖昧度除去システムおよびその受信装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は復調基準位相曖昧度除去
システムおよびその受信装置に関し、特に誤り訂正を行
なうディジタル無線通信システム等における復調基準位
相曖昧度除去システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル無線通信システム等では、伝
送すべきデータ列を送信側で誤り訂正符号化した後変調
信号として送出し、受信側では受信信号を復調して得た
データ列を誤り訂正復号して伝送中の誤りを除去するこ
とがよく行なわれている。

【０００３】例えば、伝送すべき１列のデータ列を畳込
符号化して２列のデータ列を得、これらデータ列で搬送
波信号を４相位相変調して送出する。受信側では、受信
信号である４相位相変調信号を同期検波して２列のデー
タ列を得、これらデータ列をビタビ復号器で誤り訂正復
号する。

【０００４】受信側の復調器は、入力した４相位相変調
信号から復調基準搬送波信号を再生し、この復調基準搬
送波信号を用いて同期検波する。

【０００５】ところで、４相位相変調信号のような直交
変調信号から再生した復調基準搬送波信号には、周知の
ように、９０度の整数倍の位相曖昧度がある。この復調
基準位相曖昧度を除去しないと、送信側で符号化器から
変調器へ出力したデータ列と受信側で復調器から復号器
へ出力したデータ列とが（伝送誤りがなくても）一致せ
ず、誤り訂正復号ができなくなる。復調基準位相の食違
いが１８０度であれば、復調器からの２列のデータ列が
共に反転する。又、食違いが９０度か２７０度であれば
、２列のデータ列の列順が逆になり、どちらか一方のデ
ータ列が反転する。そのため、何等かの方法で復調基準
位相の食違いを検出して、この食違いを補正する必要が
ある。

【０００６】復調基準位相の食違いを補正する必要があ
ることは、上述した例に限らず、誤り訂正を行い変調方
式に２相位相変調方式、多値直交振幅変調方式等の位相
変調を伴う変調方式を用いる限り、誤り訂正方式や変調
方式の種類にかかわらず、一般につきまとう問題である
。

【０００７】復調基準位相の食違いを補正する従来のシ
ステムとして、図２に示すものがある。

【０００８】この従来例は、フレーム同期用のユニーク
ワードを含むデータ列を畳込符号化する符号器５２及び
少くとも位相変調を伴う変調方式を用いてこの符号器５
２からのデータ列で変調した変調信号を出力する変調器
５３を有する送信側５０と、この送信側から伝送されて
きた変調信号を同期検波して復調する復調器６２、復調
器６２の復調基準位相の食違いを除去すべく制御信号が
入力すると、復調器６２からのデータ列を一定の順序で
論理的に位相変換することが可能な位相変換器６３、位
相変換器６３からのデータ列をビタビアルゴリズムを用
いて誤り訂正する復号器６４、復号器６４からのデータ
列が含むユニークワードを検出してフレーム同期をとり
、あらかじめ定めた時間フレーム同期が確立しないと制
御信号を出力するフレーム同期判定回路６６、及び、フ
レーム同期判定回路６６において確立したフレーム同期
より発生したユニークワード除去タイミングをもらい、
復号器６４が出力したデータ列からユニークワードを除
去したデータ列を出力するユニークワード除去器６５を
有する受信側６０とを備えている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この従来の復調基準位
相曖昧度除去システムには、以下説明するような問題点
がある。

【００１０】符号器５２の一例は、図３に示すように、
シフトレジスタ５２０と、排他的論理和回路５２１，５
２２とを備えている。シフトレジスタ５２０のレジスタ
５２３に入力されるデータ系列を符号化して得られるデ
ータ系列は、現在のビットと２つ前のビットとの排他的
論理和を取るＩデータ系列と、現在のビットと１つ前の
ビットと２つ前のビットとの排他的論理和を取るＱデー
タ系列である。さらに、Ｉデータ系列とＱデータ系列の
同じ時刻に出力されるビット同士の排他的論理和を取っ
ていくと入力データ列が得られる（以後、この符号をＱ
ＬＩ符号と呼ぶ）。図４は、図３の符号器により符号化
されたデータ列の格子状表現である。図４において、丸
の中の数字はシフトレジスタ５２０の内部状態を１０進
表示したものであり、各ノード間の遷移を現わす線の上
の値は、それぞれＩ，Ｑデータを示している。

【００１１】ここで、畳込符号の線形性から同じような
ことが言えるので、すべて零の符号化データ系列を送っ
た場合について考える。符号器５２で符号化されたすべ
て零の符号化データ系列の一部は、図４の格子状表現で
は、太い実線で示すようになる。この符号化データ系列
で変調された信号が正しい位相で復号器６４に入力すれ
ば、ビタビアルゴリズムを用いて正しく復号できる。各
ノードの生き残りパスは、パスメモリに格納され、最尤
パス判定回路により、復号ビットが出力される。

【００１２】ビタビアルゴリズムは、畳込符号器の状態
を表す格子状表現において各ノードに入力される複数パ
スのうち最も確からしいパスを生き残りパスとして他は
捨てる。この操作をすべての時系列にわたり、すべての
状態に対して行なう。パスの選択はまず、各ブランチの
メトリックを計算し、各ノードの生き残りパスのそれぞ
れのメトリックに加えることにより、各パスの総合のメ
トリックを算出する。ここでメトリックはブランチまた
はパスの確からしさを表す量である。各ノードでは入力
されるそれぞれのパスのメトリックを比較し、大きいメ
トリックを有するパスを残し、他は捨てる。また複数の
パスメトリックが同一の値となった場合は一つを任意に
選択する（例えば、電子情報通信学会編、山本，加藤「
ＴＤＭＡ通信」（平１−４−５）コロナ社、Ｐ．１０３
）。

【００１３】そこで、復調基準位相の食違いが１８０度
、すなわち、復調器６２からの２列のデータ列がともに
反転して、すべて“１”の系列が出力されたとする。 このとき、もし、図４に示す点線のように、正しい位相
のとき求まるパスから分流して３時刻後に再び合流する
パスが、時刻ごとに個々に存在する生き残りパスとなる
と、パスメモリ内にある生き残りパスの中の最尤パス判
定の方法によっては、正しい結果を出力してしまう。さ
らに、ユニークワードに続くデータ系列によっては、符
号化後、２列のデータ列がともに反転してビタビ復号器
に入力されると、ユニークワードが正しく復号される。 一般に、図３の符号器が出力するようなＱＬＩ符号を使
ったときの従来のシステムにおいて、正しい位相のデー
タ列が共に反転した２列のデータ列を復号器に入力する
と、ユニークワードに続くデータ系列のパタンと最尤パ
ス判定方法によっては、ユニークワードのみが正しく復
号できたり、すべての入力データ系列が正しく復号でき
、フレーム同期が確立してしまい位相曖昧度除去ができ
ない。

【００１４】以上述べたことは、復調器６２からの出力
データ系列に伝送誤りがない場合の現象で、復調器６２
からの出力データ系列に伝送誤りが生じている場合にお
いて、通常正しい位相で復号器６２に入力されほぼ正し
い入力データ系列に復号できるぐらいの伝送誤りのある
受信データ系列が反転して復号器６２に入力されると、
フレーム同期が確立でき、フレーム同期がはずれない程
度の復号誤りを生じてしまう。

【００１５】以上説明したように従来の復調基準位相曖
昧度除去システムでは、誤り訂正符号がＱＬＩ符号であ
る場合、復調基準位相の食違いが１８０度であるときに
は、復号器への入力を正しい位相とすることができない
場合もあり、伝送誤りの数によっては、正しい位相とし
た場合に比べてかなりの数の復号誤りを生じてしまうよ
うな問題点があった。

【００１６】本発明の目的は、誤り訂正符号がＱＬＩ符
号であっても常に正しい復調基準位相を得ることができ
る復調基準位相曖昧度除去システム及びその受信装置を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の復調基準位相曖
昧度除去システムは、フレーム同期用のユニークワード
を含むデータ列を畳込符号化する第１の符号器、及び、
少なくとも位相変調を伴う変調方式を用いて前記符号器
からのデータ列で変調した変調信号を出力する変調器を
備えた送信側と、この送信側から伝送されてきた前記変
調信号を同期検波して復調する復調器、この復調器の復
調基準位相の違いを除去すべく第１または第２の制御信
号が入力すると前記復調器からのデータ列を試行錯誤的
に論理操作して出力する位相変換器、この位相変換器か
らのデータ列をビタビアルゴリズムを用いて誤り訂正復
号する復号器、この復号器からのデータ列が含む前記ユ
ニークワードを検出してフレーム同期をとりあらかじめ
定めた時間フレーム同期が確立しないと前記第１の制御
信号を出力するフレーム同期判定回路、このフレーム同
期判定回路によるフレーム同期が確立した後に前記復号
器からのデータ列を前記第１の符号器が行うと同じに符
号化する第２の符号器、この第２の符号器からの２列の
データ列と前記復調器からの２列のデータ列とのうち少
くとも対応する１列ずつのデータ列を位相をあわせて比
較しあらかじめ定めた時間毎に不一致の数を数える計数
器、及び、この計数器の出力とあらかじめ定めたしきい
値と比べしきい値を超えている場合に前記第２の制御信
号を出力する符号同期判定回路を備えた受信側とを具備
している。

【００１８】本発明の受信装置は、フレーム同期用のユ
ニークワードを含むデータ列を畳込符号化したデータ列
により少なくとも位相変調を伴う変調方式を用いて変調
した変調信号を受信し同期検波して復調する復調器と、
この復調器の復調基準位相の違いを除去すべく第１また
は第２の制御信号が入力すると前記復調器からのデータ
列を試行錯誤的に論理操作して出力する位相変換器と、
この位相変換器からのデータ列をビタビアルゴリズムを
用いて誤り訂正復号する復号器と、この復号器からのデ
ータ列が含む前記ユニークワードを検出してフレーム同
期をとりあらかじめ定めた時間フレーム同期が確立しな
いと前記第１の制御信号を出力するフレーム同期判定回
路と、このフレーム同期判定回路によるフレーム同期が
確立した後に前記復号器からのデータ列を送信側におい
て行うと同じに符号化する符号器と、この符号器からの
２列のデータ列と前記復調器からの２列のデータ列との
うち少くとも対応する１列ずつのデータ列を位相をあわ
せて比較しあらかじめ定めた時間毎に不一致の数を数え
る計数器と、この計数器の出力とあらかじめ定めたしき
い値と比べしきい値を超えている場合に前記第２の制御
信号を出力する符号同期判定回路とを備えている。

【００１９】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。図１は本発明の一実施例を示すブロック図である。

【００２０】この実施例において、送信側１０は、伝送
すべきデータ列にフレーム同期用のユニークワードを付
加するユニークワード付加器１１と、ユニークワード付
加器１１が出力したデータ列をＱＬＩ符号の構造となる
ように畳込符号化し２列のデータ列にして出力する符号
器１２と、符号器１２が出力した２列のデータ列で４相
位相変調した変調信号を出力する変調器１３と変調器１
３からの変調信号を無線送出する送信器１４とを備えて
構成されている。

【００２１】又、受信側２０は、送信側１０からの電波
を受信して変調信号を出力する受信機２１と、受信機２
１からの変調信号を同期検波して復調し、２列のデータ
列にして出力する復調器２２と、復調器２２からの２列
のデータを論理操作して復調器２２における復調基準位
相の食違いを補正するための位相変換器２３と、位相変
換器２３からの２列のデータ列をビタビアルゴリズムに
用いて誤り訂正を行なう復号器２４と、復号器２４によ
って復号されたデータ列からフレーム同期判定回路２６
より与えられるタイミング信号を使ってユニークワード
を除去し出力するユニークワード除去器２５と、復号器
２４が出力したデータ列が含むユニークワードを検出し
てフレーム同期をとり、一定時間フレーム同期が確立し
ないと第１制御信号を出力して位相変換器２３の動作を
制御するフレーム同期判定回路２６と、フレーム同期後
の動作に対して位相変換器２３からの２列のデータ列の
１方を復号器２４の復号遅延だけ遅らせて出力する遅延
器２７と、復号器２４からの出力を符号器１２が行うの
と同じ畳込符号化する符号器２８と、符号器２８が出力
した２列のデータ列のうち位相変換器２３から遅延器２
７へとり出したものと対応するデータ列と遅延器２７の
出力との対応するビットの違いを求める排他的論理和回
路２９と、この排他的論理和２９からの出力を数える計
数器３０と、一定の時間毎に計数器３０の値を読みこむ
と同時に計数器３０をリセットし、読み込んだ値をあら
かじめ設定されているしきい値と比較し、しきい値を超
えている場合は第２制御信号を出力して位相変換器２３
の動作を制御する符号同期判定回路３１とにより構成さ
れている。

【００２２】復調器２２が受信機２１からの変調信号か
ら再生する復調基準搬送波信号には９０度の整数倍の位
相曖昧度があるので、変調器１３における搬送波信号と
復調器２２における復調基準搬送波信号とは位相が９０
度の整数倍だけ食違うことがある。位相変換器２３は、
復調器２２からの２列のデータ列をそのまま出力する第
１の動作モードと、復調器２２の復調基準搬送波信号が
９０度，１８０度，２７０度と変化したのと等価な論理
操作を復調器２２からの２列のデータ列に行なって出力
する第２，第３，第４の動作モードとの４つの動作モー
ドをもち、第１，第２制御信号が入力しない限り現在の
動作モードを保持し、第１，第２制御信号が入力すると
現在の動作モードの次の順番の動作モードに移る。復号
器２４に入力するデータ系列の位相が正しくない場合は
、一般的に復号器２４は復号ができず、無意味なデータ
列を出力する。その結果、フレーム同期判定回路２６は
入力したデータ列からユニークワードを検出できず、フ
レーム同期がとれない。この状態が一定時間継続すると
、フレーム同期判定回路２６は第１制御信号を出力する
。この第１制御信号により位相変換器２３の動作モード
が次の順番の動作モードに移る。以上の操作を４つの動
作モードについて順次行っていく途中で復調基準位相の
食違いが補正される。すなわち、初期状態がどの動作モ
ードから始まっても、一般的に、最大３回第１制御信号
を出力すれば復調基準位相の曖昧度は除去できる。

【００２３】動作モードの移行に伴ない、正しい位相あ
るいは正しい位相と反転した２列のデータ列が復号器２
４の入力となり、フレーム同期が確立したときは、フレ
ーム同期信号を符号同期判定回路３１に与え、符号同期
判定回路３１を動作させる。正しい位相と反転した２列
の伝送誤りがないデータ列が復号器２４の内部の最尤パ
ス判定により正しく復号されている場合には、この復号
データ列を符号器２８で畳込符号化した一方のデータ列
と位相変換器２３からの出力を遅延器２７により遅らせ
たデータとを比較すると、すべて違っている。そこで、
計数器３０で得られる値は、あらかじめ与えたしきい値
よりはるかに超えているので、符号同期判定回路３１は
第２制御信号を位相変換器２３に出力し、次の動作モー
ドに移すことができる。また、伝送誤りがなく、ユニー
クワードのみが正しく復号している場合には、符号器２
８でたたみこみ符号化されたデータ列と位相変換器２３
からの出力を遅らせたものとの比較は、かなりまちがっ
ている。さらに、伝送誤りがある場合に、正しい位相の
２列のデータ列を復号器２４に入力してほぼ正しい復号
データ列となる伝送誤りの数に対しても、復号器２４に
正しい位相のデータ列を反転して入力しフレーム同期が
確立したとき一定時間に得られる計数器３０の値と、正
しい位相のデータ列を復号器２４に入力してフレーム同
期が確立した時一定時間に得られる計数値３０の値とは
分離可能となるので、正しく選ばれたしきい値によって
符号同期判定回路３１は、復号器２４にデータ列を反転
入力してフレーム同期が確立している場合には、第２制
御信号を位相変換器２３に出力して誤りなく次の動作モ
ードに移すことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、誤り訂正
符号がＱＬＩ符号である場合において、正しい位相の２
列のデータ列とは反転したデータ列が復号器の入力にな
って誤ってフレーム同期が確立したときにおいても、反
転したデータ列と復号器からの出力を再度畳込符号化し
たデータ列とを比較することで両者の違いを検出できる
符号同期判定回路を付加し、このときにも位相変換を行
なえる第２の制御信号を出力できるようにしたので、必
ず位相不確定性を除去できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】従来の復調基準位相曖昧度除去システムの一例
のブロック図である。

【図３】図２における符号器５２の一例のブロック図で
ある。

【図４】図３の符号器５２で得られるデータ系列を格子
状表現した図である。

【符号の説明】

１０　　　　送信側 １１　　　　ユニークワード付加器 １２　　　　符号器 １３　　　　変調器 １４　　　　送信機 ２０　　　　受信側 ２１　　　　受信機 ２２　　　　復調器 ２３　　　　位相変換器 ２４　　　　復号器 ２５　　　　ユニークワード除去器 ２６　　　　フレーム同期判定回路 ２７　　　　遅延器 ２８　　　　符号器 ２９　　　　排他的論理和回路 ３０　　　　計数器 ３１　　　　符号同期判定回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　フレーム同期用のユニークワードを含
   むデータ列を畳込符号化する第１の符号器、及び、少な
   くとも位相変調を伴う変調方式を用いて前記符号器から
   のデータ列で変調した変調信号を出力する変調器を備え
   た送信側と、この送信側から伝送されてきた前記変調信
   号を同期検波して復調する復調器、この復調器の復調基
   準位相の違いを除去すべく第１または第２の制御信号が
   入力すると前記復調器からのデータ列を試行錯誤的に論
   理操作して出力する位相変換器、この位相変換器からの
   データ列をビタビアルゴリズムを用いて誤り訂正復号す
   る復号器、この復号器からのデータ列が含む前記ユニー
   クワードを検出してフレーム同期をとりあらかじめ定め
   た時間フレーム同期が確立しないと前記第１の制御信号
   を出力するフレーム同期判定回路、このフレーム同期判
   定回路によるフレーム同期が確立した後に前記復号器か
   らのデータ列を前記第１の符号器が行うと同じに符号化
   する第２の符号器、この第２の符号器からの２列のデー
   タ列と前記復調器からの２列のデータ列とのうち少くと
   も対応する１列ずつのデータ列を位相をあわせて比較し
   あらかじめ定めた時間毎に不一致の数を数える計数器、
   及び、この計数器の出力とあらかじめ定めたしきい値と
   比べしきい値を超えている場合に前記第２の制御信号を
   出力する符号同期判定回路を備えた受信側とを具備した
   ことを特徴とする復調基準位相曖昧度除去システム。
2. 【請求項２】　　フレーム同期用のユニークワードを含
   むデータ列を畳込符号化したデータ列により少なくとも
   位相変調を伴う変調方式を用いて変調した変調信号を受
   信し同期検波して復調する復調器と、この復調器の復調
   基準位相の違いを除去すべく第１または第２の制御信号
   が入力すると前記復調器からのデータ列を試行錯誤的に
   論理操作して出力する位相変換器と、この位相変換器か
   らのデータ列をビタビアルゴリズムを用いて誤り訂正復
   号する復号器と、この復号器からのデータ列が含む前記
   ユニークワードを検出してフレーム同期をとりあらかじ
   め定めた時間フレーム同期が確立しないと前記第１の制
   御信号を出力するフレーム同期判定回路と、このフレー
   ム同期判定回路によるフレーム同期が確立した後に前記
   復号器からのデータ列を送信側において行うと同じに符
   号化する符号器と、この符号器からの２列のデータ列と
   前記復調器からの２列のデータ列とのうち少くとも対応
   する１列ずつのデータ列を位相をあわせて比較しあらか
   じめ定めた時間毎に不一致の数を数える計数器と、この
   計数器の出力とあらかじめ定めたしきい値と比べしきい
   値を超えている場合に前記第２の制御信号を出力する符
   号同期判定回路とを備えたことを特徴とする受信装置。