JPH04292043A - 差動ｐｓｋ方式における復調器 - 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】本発明は差動ＰＳＫ方式における
復調器に係わり、特に、ＤＢＰＳＫ，ＤＱＰＳＫおよび
π／４シフトＤＱＰＳＫなどの変調方式によってディジ
タル変調されている信号を復調するものに用いて好適な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、ディジタルデータの無線伝
送においては、ＤＱＰＳＫなどの差動位相変調方式が最
もよく使用される。このような差動位相変調方式は、例
えば特公昭５９−１６４５６号公報にて提案されている
。また、最近米国および日本において検討が進められて
いるディジタルセルラにおいては、π／４シフトＤＱＰ
ＳＫと呼ばれる差動変調方式の一種が採用されることに
決定している。

【０００３】上記π／４シフトＤＱＰＳＫの場合は、通
常のＤＱＰＳＫと比較して占有帯域幅は同じであるが、
変調波の変動が小さい特徴があるので、非線形動作のパ
ワーアンプに有利である。ところで、このような差動位
相変調された信号を復調する方式として、従来は１シン
ボルごとに生き残り判定する復号方式が用いられており
、この復号方式は回路構成を簡素化することができると
いう利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように１シンボルごとに生き残り判定する復号方式は
、参照用データを送出して絶対キャリア位相を再生する
位相変調方式と比較してＳＥＲおよびＢＥＲが劣化する
ことが知られている。すなわち、従来の差動ＰＳＫ方式
における復調器は、ＢＥＲが悪いという問題があった。 本発明は上述の問題点に鑑み、ＤＱＰＳＫ変調された信
号を復号する際の誤り率を改善することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の差動ＰＳＫ方式
における復調器は、Ｉ／Ｑの検波出力から位相回転量を
計算する位相回転量計算手段と、上記位相回転量計算手
段から出力される位相回転量に基いて４つの信号点にお
ける最も尤度が高いと判断したパスを生き残りパスとし
て選択するパス選択回路と、上記パス選択回路により選
択された上記４つの生き残りパスの尤もらしさを示すデ
ータを所定の期間格納しておくための尤度記憶用メモリ
回路と、上記パス選択回路により選択された生き残りパ
スが通った信号点の軌跡を記憶しておくために上記尤度
記憶用メモリ回路と対応させて設けられた軌跡状態記憶
用メモリ回路と、上記尤度記憶用メモリ回路に記憶され
ている生き残りパスの尤もらしさを示すデータを基にし
て所定期間内における位相誤差が最も少ない信号点の変
化軌跡を選択し、これをデータ復調用として出力する生
き残りパス決定回路とを具備している。

【０００６】

【作用】Ｉ／Ｑの検波出力から４つの信号点における位
相回転量を求めるとともに、上記求めた位相回転量と所
定の位相角とを比較して上記各信号点における尤度を検
出して生き残りパスを選択する。そして、各生き残りパ
スの位相誤差を示すデータを十分に長い期間蓄えておき
、各パスの尤度を比較するに際して十分に長い期間の誤
差の累積を比較できるようにし、その期間全体を通して
最も尤度が高いパスの変化軌跡をデータ検出用のパスと
して選択する。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の差動ＰＳＫ方式における復
調器の一実施例を示す構成図である。図１から明らかな
ように、本実施例の差動ＰＳＫ方式における復調器は、
第１の検波器１、第２の検波器２をそれぞれ有しており
、前段の回路から供給される変調波信号ＩＦがこれらの
回路にそれぞれ与えられる。これらの第１および第２の
検波器１，２には、キャリア再生部３から復調用のキャ
リアが与えられており、第１の検波器１にはＩ軸方向に
関するレベル検出用のキャリアが与えられ、第２の検波
器２にはＱ軸方向に関するレベル検出用のキャリアが与
えられる。すなわち、第１の検波器１はＩ軸用同期検波
器として用いられ、第２の検波器２はＱ軸用同期検波器
として用いられる。

【０００８】第１の検波器１および第２の検波器２から
それぞれ導出される検波出力Ｉｎ　，Ｑｎ　は、位相回
転量計算手段４にそれぞれ与えられる。この位相回転量
計算手段４は、入力された同期検波出力Ｉｎ　，Ｑｎ　
に基づき、ＲＯＭテーブル５を利用して以下のプロセス
で入力信号の位相回転量を計算する。すなわち、■Ｉチ
ャンネルの検波出力Ｉｎ　の正負を判別する。 ■Ｑ　　　　〃　　　　の　　　　〃　　　　　　の　
　　　　　〃■γ＝｜Ｑ｜／｜Ｉ｜を計算する。 ■φ＝ｔａｎ−１（γ）を、ＲＯＭテーブル５から求め
る。→０≦φ＜π／２■Ｉ，Ｑの正負から、−π≦φ≦
＋πを決定する。ＤＱＰＳＫ変調された信号の場合、或
る信号点から遷移可能な信号点の位置は４ヵ所であるの
で、■〜■のプロセスを４回繰り返し行う。

【０００９】これを、ＤＱＰＳＫ変調方式について、π
／４シフトＤＱＰＳＫを例に上げて具体的に説明する。 すなわち、ＤＱＰＳＫ変調方式においては、シンボルが
送出される時間間隔をＴとすると、或る時点ｔにおける
変調波の位相は、ｔ＝（ｎ−１）・Ｔと、ｔ＝ｎ・Ｔと
のシンボルの変化に対応して決定される。つまり、この
変調方式は畳み込み符号化の一種と考えられ、符号化率
＝１／１ 拘束長　　＝３ の畳み込み符号化とみなすことができる。

【００１０】このような、畳み込み符号化された信号を
復号する方法としては、ビタビ・アルゴリズムと呼ばれ
る最尤度検出法が知られているが、本実施例においても
、基本的にはビタビ・アルゴリズムのような最尤度検出
法を用いてπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調された信号を復
調している。ところで、π／４シフトＤＱＰＳＫ方式に
おいては、図２の遷移説明図に示すように８つの状態を
取り得るが、或る信号点から他の信号点へ自由に遷移す
ることができる訳ではなく、遷移可能な信号点は４つに
限定されている。すなわち、変調波Ｍｋ　の位相は、

【
数１】 というように、複素形式で表すことができる。

【００１１】ここで、（Ｘｋ　，Ｙｋ　）はシンボル対
であり、位相変化Δφは表１に示すようにシンボル対（
Ｘｋ　，Ｙｋ　）の関数として与えられる。

【００１２】したがって、位相回転量計算手段４により
位相の変化を検出した場合には、図３に示すようなトレ
リス（軌跡）が得られる。図３に示したように、時刻ｔ
＝Ｔにおいて、信号点Ｐ１　からスタートした場合につ
いて説明する（このスタート点については特に条件はな
く、どこからスタートしても同じであることが知られて
いる。）。

【００１３】今、ｔ＝３Ｔの時刻において、生き残りパ
スを検出する。ｔ＝３Ｔの時刻における信号点Ｐ１　に
は、信号点Ｐ２　、Ｐ４　、Ｐ６　、Ｐ８　の各信号点
からのパスが考えられる。したがって、４つの内の一つ
を選択するために、これらのパスのうちどのパスの尤度
が最も高いか計算する。この計算を行うために、ｔ＝２
Ｔにおける同期検波器出力を（Ｉ２　，Ｑ２　）とし、
ｔ＝３Ｔにおける同期検波器出力を（Ｉ３　，Ｑ３　）
とすると、このときの位相変化分Δφ３　は、 　　Δφ３　＝ｆ（Ｉ３　，Ｑ３　）−ｆ（Ｉ２　，Ｑ
２　）　　　　　　　　…（１）で表される。ここで、
ｆ（Ｉｎ　，Ｑｎ　）は（Ｉｎ　，Ｑｎ　）で決定され
る位相量である。

【００１４】（１）式により計算した位相変化分Δφ３
　を、Ｐ２→Ｐ１　、Ｐ４　→Ｐ１　、Ｐ６　→Ｐ１　
、Ｐ８　→Ｐ１　における各状態遷移時の位相変化分と
比較し、そのうちの最も確率の高いものだけを残す。つ
まり、Ｐ２　→Ｐ１　：−π／４、 Ｐ４　→Ｐ１　：−３／４π、 Ｐ６　→Ｐ１　：＋３／４π、 Ｐ８　→Ｐ１　：＋１／４π、 となる確率が最大である。したがって、生き残りパスを
選ぶ場合には、｜Δφ３　−（−１／４π）｜、｜Δφ
３　−（−３／４π）｜、｜Δφ３　−（３／４π）｜
、｜Δφ３　−（１／４π）｜のうち最小となるものを
、図１におけるパス選択回路６により選ぶ。例えば、｜
Δφ３　−（１／４π）｜が最小となった場合は、Ｐ８
　→Ｐ１のパスが正しいパスであると判断してこれを生
き残りパスとして残し、その他のパスは消去する。

【００１５】このような計算を順次行うことにより、各
信号点Ｐ３　，Ｐ５　，Ｐ７　における生き残りパスを
計算する。次に、ｔ＝４Ｔの時点における各信号点Ｐ２
　，Ｐ４　，Ｐ６　，Ｐ８　に至る生き残りパスをセレ
クトし、同様の動作を繰り返し行う。すると、この場合
には４通りのパスが存在していることになるが、これら
のパスの「尤もらしさ」を示すものとして、「メトリッ
クＭｉ　」を次式により計算して求める。

【数２】

【００１６】数２の式におけるｉは、生き残りパスのｔ
＝ＮＴにおけるメトリックである。また、Δφｎ　は、
（１）式で計算される位相量を示し、Ψは、ｔ＝（ｎ−
１）・Ｔから、ｔ＝ｎ・Ｔに状態遷移するときの予測量
を示している。この場合は、Ψは−１／４π、−３／４
π、＋３／４π、＋１／４πのうちのいずれか一つの値
をとる。

【００１７】このようにして、４つの生き残りパスにつ
いてメトリックを計算して行き、「尤もらしさ」の加算
値をメトリックＲＡＭ１１ａ〜１４ａに格納する。また
、どのような信号点を通過したのかを示す軌跡状態を、
メトリックＲＡＭ１１ａ〜１４ａに対応して設けられて
いる軌跡状態メモリ１１ｂ〜１４ｂにそれぞれ格納する
。そして、十分に長い時間が経った時に、比較および選
択回路１６により各メトリックＲＡＭ１１ａ〜１４ａに
格納されているメトリックを検査する。そして、誤差が
最小となるパスを選択し、選択回路１７を介してデータ
復号器１８に導出する。

【００１８】こうして選択されたパスが最も尤度の高い
パス、すなわち、誤り率が最も低いデータとなる確率が
大きい。なお、或るシミュレーションによれば、拘束長
の複数倍の時間が経過すれば、この生き残りパスは単一
のパスにマージすることが確認されている。したがって
、従来のように１ビットごとに判定する方式と比較して
ビット・エラー・レートＢＥＲを、例えば半分程度に改
善することができる。なお、上記実施例においては、Ｒ
ＯＭテーブルを利用して位相回転量を求めるようにした
例を示したが、ｔａｎ−１（Ｉ，Ｑ）を計算して直接求
めるようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上述したように、Ｉ／Ｑの検波
出力から４つの信号点における位相回転量を求めるとと
もに、上記求めた位相回転量と所定の位相角とを比較し
、この比較に基いて上記各信号点における尤度を検出し
て生き残りパスを選択し、かつ各生き残りパスの位相誤
差を示すデータを十分に長い期間蓄えておき、各パスの
尤度を比較するに際して十分に長い期間の誤差の累積を
比較できるようにしたので、正しいパスと誤ったパスと
では各時点における位相誤差の累積量が大幅に異なるよ
うにすることができ、各パスの尤度を比較して１つの生
き残りパスを選択する際に選択間違いが生じないように
することができ、従来のように１ビットごとに判定する
方式と比較して、ビット・エラー・レートを大幅に改善
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す差動ＰＳＫ方式におけ
る復調器の構成図である。

【図２】ＤＱＰＳＫ方式における信号点の遷移状態説明
図である。

【図３】信号点の変化軌跡説明図である。

【符号の説明】

１　　第１の検波器 ２　　第２の検波器 ３　　キャリア再生部 ４　　位相回転量計算手段 ５　　ＲＯＭテーブル ６　　パス選択回路 １１ａ〜１４ａ　　メトリックＲＡＭ １１ｂ〜１４ｂ　　軌跡状態メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｉ／Ｑの検波出力から位相回転量を計
   算する位相回転量計算手段と、上記位相回転量計算手段
   から出力される位相回転量に基いて４つの信号点におけ
   る最も尤度が高いと判断したパスを生き残りパスとして
   選択するパス選択回路と、上記パス選択回路により選択
   された上記４つの生き残りパスの尤もらしさを示すデー
   タを所定の期間格納しておくための尤度記憶用メモリ回
   路と、上記パス選択回路により選択された生き残りパス
   が通った信号点の軌跡を記憶しておくために上記尤度記
   憶用メモリ回路と対応させて設けられた軌跡状態記憶用
   メモリ回路と、上記尤度記憶用メモリ回路に記憶されて
   いる生き残りパスの尤もらしさを示すデータを基にして
   所定期間内における位相誤差が最も少ない信号点の変化
   軌跡を選択し、これをデータ復調用のパスとして出力す
   る生き残りパス決定回路とを具備することを特徴とする
   差動ＰＳＫ方式における復調器。