JPH0584100B2

JPH0584100B2 -

Info

Publication number: JPH0584100B2
Application number: JP4100989A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Myake
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1989-02-21
Publication date: 1993-11-30
Also published as: JPH02220536A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の属する技術分野）本発明はデイジタル伝送系の受信復調回路に関
するものであり、特に、符号間干渉を許容したパ
ーシヤルレスポンス系の伝送路符号形式による信
号波形伝送方式の受信装置に適用される復調回路
に関するものである。

（従来技術とその問題点）従来、狭帯域デイジタル伝送において、周波数
検波を用いたGMSK（Gaussian minimum shift
keying）信号の復調は、受信信号を周波数変換
して帯域制限した後に振幅制限増幅し、周波数弁
別器で弁別した信号をある固定された閾値で２値
判定することによつて行われる。

この閾値は、符号の「１」を示す周波数弁別器
の出力と符号の「０」を示す周波数弁別器の出力
の中間の値に固定して設定されていた。しかし、
この設定方法は、受信信号がいわゆるフルレスポ
ンスの信号の場合は問題はないが、パーシヤルレ
スポンスの信号のときには、次に述べるような問
題点を生ずる。

デイジタル伝送では、伝送すべきデータを、周
波数スペクトラムの拡がりを抑えるために波形整
形して変調し、その逆操作を行つて復調波形を得
て、判定して受信されてきたデータを復元する。
この場合、変調前の波形と復調後の波形は雑音が
ない場合に同一になる。この波形整形処理の方法
にはフルレスポンスとパーシヤルレスポンスの方
法があり、前者はデータの判定点における符号間
干渉がない波形整形を行い、後者は符号間干渉を
許容する波形整形を行う方法である。この２つの
方法を比較すると、後者の方が符号間干渉のため
に伝送の効率は低下するが、その分所要伝送帯域
幅を狭くすることができるため総合的に後者が優
れており、様々な分野でその利用が拡がつてい
る。

フルレスポンスの場合の信号波形の例を第１図
に、またそのときの復調時のアイパターンを第２
図に示す。またパーシヤルレスポンスの信号波形
とアイパターンを第３図と第４図にそれぞれ示
す。第１図〜第４図で横軸は時間を示し、縦軸は
信号の振幅（電圧）を示す。また各図の下に示し
た上向きの矢印と数字１〜５，１１〜１５は判定
点、すなわち判定のタイミングを示す。第１図、
第３図の破線で示した部分は、波形整形をする前
の伝送すべきデータのパルス波形を示し、実線は
波形整形されたあとの変調すべきデータの波形を
示す。実線上のａ〜ｊは各判定点における信号電
圧の値を示す。

第１図のフルレスポンスの信号波形の場合、１
〜５が判定点であり、着目している部分は判定点
３であり、このときの値はｃである。この信号波
形において、着目している判定点３以外の判定点
１，２，４，５におけるそれぞれａ，ｂ，ｄ，ｅ
の値は零であり、符号間干渉がないことがわか
る。従つて、この信号を変調、復調操作を行つて
得られた波形が第２図に示すアイパターンであ
る。アイパターンは、時間軸上で判定点の間隔だ
け波形をずらして重ね合わせたものでる。このア
イパターンを判定して伝送データを復元する場
合、第２図の矢印の位置で判定を行う。この場
合、判定点でアイパターンは、符号間干渉がない
ためにＡの位置とＢの位置の点に集束している。
従つて、２値判定のための閾値は、通常ＡとＢの
電圧値の中間の値に設定される。

一方、第３図のパーシヤルレスポンスの信号波
形の場合、第１図の信号電圧の値ｃに相当する着
目するタイミング１３の信号電圧の値はｈであ
り、フイルタの特性によりデータのパルス幅が広
がり振幅が小さくなつているため、着目するタイ
ミング１３の両隣りのタイミング１２と１４にお
いても信号波形の振幅は零にはならず、ｇとｉで
示されるように有限の値となる。このため、判定
点１２および１４に信号電圧が現れると符号間干
渉が生ずることが自明である。また、この信号波
形を伝送したときの第４図に示すアイパターン
と、第２図のフルレスポンスのときのアイパター
ンとを比べれば容易にわかるように、パーシヤル
レスポンス系では符号間干渉のために、判定点に
おいて信号波形のとりうる値はＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈの各点で示されるように６個ある。この内
Ｃ，Ｄ，Ｅは符号の「１」を示すものであり、
Ｆ，Ｇ，Ｈは符号の「０」を示すものである。従
つて、これらを識別判定するためには、例えばＣ
とＦ、ＣとＧ、ＣとＨをそれぞれを分ける必要が
ある。これらを識別するための閾値は、判定すべ
き２つの値の中間に設定するのがよいことは自明
である。すなわち、この場合は３通りの閾値を設
定しなければならない。

しかるに、従来の閾値は、第１図のデータパル
スの振幅「１」にほぼ近いｃ点と「０」の中間の
値に固定して設定されているため、パーシヤルレ
スポンス系の信号波形の最大値である第３図のｈ
点との差が小さくなり、雑音などによつて判定の
誤りが起こり易く、復調データの誤りが大きいと
いう問題点があつた。

（発明の目的）本発明の目的は、符号間干渉を許容するパーシ
ヤルレスポンス系の復調回路において、上述のよ
うな問題点を解決するために、２値判定する際の
閾値を、着目する信号の判定点の前後の判定点に
おける信号電圧値を考慮して決めることによつ
て、符号判定の誤り率を改善した復調回路を提供
することにある。

（発明の構成と動作）以下の説明では、代表的なGMSK信号につい
て行い、パーシヤルレスポンス波形整形による符
号間干渉は、説明の簡単のために着目するビツト
の前後２ビツトに亘るもので説明する。また変復
調プロセスは周波数変調、周波数弁別器復調で説
明する。これらは本発明の適用範囲を制約するも
のではなく、パーシヤルレスポンス系を行うもの
全てに適用できることはいうまでもない。

パーシヤルレスポンス系では判定すべき信号が
どの経路をとるかは判定点の前後のデータの値か
ら決められる。従つて判定の閾値を判定すべきデ
ータの前後の値によつて制御すれば、従来行われ
ているようなフルレスポンスと同じ閾値、即ち
Ｃ，Ｄ，ＥとＦ，Ｇ，Ｈの中間の値（これはＣと
Ｈの中間の値になり、第２図の閾値と同じにな
る）に設定した場合に比べ、誤り率の改善が計れ
るのは自明である。

この方法は次のようになされる。簡単なデータ
信号の例として、符号列「00000」と符号列と
「00100」とを識別することを考える。このときの
信号波形を第５図に示す。第５図において２１，
２２，２３，２４，２５が判定点であり、２３が
着目すべき判定点即ち、後者の符号列で「１」の
部分に相当する。図の左側に示した１と０は、
「１」の連続のときのレベルと「０」の連続する
ときのレベルを示す。また図の右側に示すＸとＹ
は判定するための閾値を示す。Ｘは、従来の判定
の閾値で、レベル１とレベル０の中間の電圧値に
固定されている。この図で、符号列が「00000」
のときの信号波形は実線で示したものであり、符
号列が「00100」のときの信号波形は破線で示し
たものである。従つて、判定点２３における信号
電圧がＸよりも大きいときは「１」と判定され、
小さいときは「０」と判定される。しかし、信号
波形に雑音が重畳した場合には判定の誤りが発生
する場合がある。これは従来の判定の場合、信号
の最大値Ｍと閾値Ｘのレベルの差が小さいために
発生し易いことがわかる。これに対して閾値をＸ
より小さいＹに設定すると、信号最大値Ｍに雑音
電圧が重畳しても、許容される雑音の振幅が大き
くなり、誤り率が改善できるこを示す。

第６図は、本発明の回路構成例を示すブロツク
図である。図において、３０，３１，３２は遅延
時間Ｔのアナログ遅延素子（AD）である。３３
は従来の形式の判定器であり、電圧が１と０の中
間に閾値をもつものである。３４〜３８はデイジ
タル遅延線（DD）であり、判定後のデイジタル
データをそれぞれ時間Ｔだけ遅らせるものであ
る。ここで遅延時間Ｔは１ビツトデータの周期に
等しい値である。３９はデコーダであり、遅延素
子３４，３５，３７，３８の出力の状態を判定
し、アナログスイツチ４０を駆動するための信号
を作るものである。４０はアナログスイツチで、
デコーダ３９の出力により、予め入力電圧の変動
範囲に応じて設定された複数の閾値V_T1〜V_TNの
いずれかが選択されて出力される。４１は判定器
であり、アナログ遅延線３２の出力ｍと、アナロ
グスイツチ４０によつて着目する信号の前後２ビ
ツトのデータで決められる閾値、即ちアナログス
イツチ４０の出力ｎとを比較して信号を判定し、
２値（「１」と「０」）のデータ出力ｑを出力する
ものである。４２はタイミング同期回路であり、
入力信号ｋからクロツク成分を抽出し、入力信号
ｋに同期した各種のタイミング信号ｔを作成し各
部へ供給するものである。

第７図は、本発明の回路を使用したデータ伝送
系のブロツク図である。伝送すべき２値データ
「ｘ」は、波形成形器５１で波形整形された後、
変調器５２で搬送波を変調する。この搬送波は伝
送路５３を経て復調器５４で復調されてベースバ
ンド信号となり、このベースバンド信号は復調回
路５５で２値データ「x^」に変換されて出力され
る、本提案の回路は復調回路５５に相当するもの
である。従つて、出力データ「x^」は第６図の出
力ｑと同じである。

第８図は、第７図のデータ伝送系の各部の信号
波形を示すタイムチヤートである。Ａは入力デー
タの符号列であり、Ｂは波形整形を行う前のデー
タパルス波形で第７図の入力信号ｘである。Ｃは
波形整形された伝送波形（波形整形器５１の出
力）であり、またこれは受信復調されたベースバ
ンド波形（復調器５４の出力）でもある。伝送波
形Ｃの上下に１及び０で示した一点鎖線は、デー
タが「１」の連続及び「０」の連続のときのアイ
パターンのレベルを示す。Ｄは伝送波形Ｃを判定
した受信データの符号列（復調回路５５の出力
「x^」である。Ｅの矢印６１〜６７は判定のタイ
ミングを示すものであり、番号は説明の便利のた
めにつけたものである。本実施例の場合、伝送波
形Ｃの実線が第６図の入力信号ｋである。これ
は、何ら変形を受けることなくアナログ遅延素子
３２の出力ｍとして出力される。また同様に第６
図の判定器３３で判定されたデータはデイジタル
遅延素子３４〜３８に順次取り込まれる。その出
力は第８図の波形Ｄとなる。この場合、判定は伝
送波形Ｃが最大、又は最小のときのタイミングで
行うことが最も適切であることは明らかである。
またそのときの判定閾値は固定で第８図の波形Ｃ
の右側に示すＸの位置である。第６図のP₅には
第８図の６１のタイミングのデータが、P₄には
６２が、P₂には６４が、P₁には６５のタイミン
グのデータがそれぞれ出力される。これは着目す
る判定すべきP₃即ち６３のタイミングの前後の
各２ビツトのデータを示す。この例では着目する
データビツトは「101^01」の∧印をつけたデータ
である。このデータは１又は０のいずれかの値を
とりうる。従つて、データ符号列「10001」に雑
音が重畳して「10101」と判定される場合と、デ
ータ符号列「10101」に雑音が重畳して「10001」
と判定される場合が起こりうる。

雑音はベースバンド波形に重畳されて受信ベー
スバンド波形を歪ませ、そのために判定点におい
て、閾値を逆の方向に越える場合があり、データ
の判定を誤らせる。従つて判定の閾値は上記２つ
の場合のとりうる出力波形の中間の電圧が最も好
ましい。「10101」の場合は第８図のＣの実線で、
また「10001」の場合は第８図のＣの破線で示し
たものがとりうるそれぞれの波形であり、そこで
示したS₁及びS₀は雑音がないときの判定時におけ
るとりうる値であり、その中間点は第８図のＣの
右側に示すＹの値である。この値Ｙは、第６図の
デイジタル遅延線３４，３５および３７，３８の
出力P₁，P₂およびP₄，P₅すなわち「10「」01」と
いう値がデコーダ３９に入力され、そのデコーダ
３９からの出力によつてアナログスイツチ４０の
予め設定された閾値V_T1〜V_TNの中から選ばれ、
出力ｎとして判定器４１に入力される。

この場合、出力ｎの値は第８図のＹとなる。
V_T1〜V_TNは、第８図のＸ，Ｙの値の電圧に一致
するものであり、これらが選択されて出力され
る。

以上のようにして、着目すべきデータビツトの
前後のビツトから常に最適の閾値を選択して判定
ができるため、従来の固定閾値の場合に比べて誤
り率の改善が計れる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明による復調
回路を用いることによつてパーシヤルレスポンス
波形整形を行うデイジタル伝送系における受信復
調の際の符号誤り率の改善が果たされ、実用上の
効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はフルレスポンス波形整形を受けた単一
データパルスの波形図、第２図は第１図の波形の
アイパターンを示すタイムチヤート、第３図はパ
ーシヤルレスポンス波形整形を受けた単一データ
パルスの波形図、第４図は第３図の波形のアイパ
ターンを示すタイムチヤート、第５図は本発明に
よる判定方法を説明するためのパーシヤルレスポ
ンス波形図、第６図は本発明による復調回路構成
例を示すブロツク図、第７図は本発明を適用しよ
うとするデータ伝送系のブロツク図、第８図は本
発明を説明するための信号波形を示すタイムチヤ
ートである。１〜５，１１〜１５，２１〜２５，６１〜６７
……判定のタイミング、３０，３１，３２……ア
ナログ遅延素子、３３，４１……判定器、３４〜
３８……デイジタル遅延線、３９……デコーダ、
４０……アナログスイツチ、４２……タイミング
同期回路、５１……波形整形器、５２……変調
器、５３……伝送器、５４……復調器、５５……
復調回路。

Claims

【特許請求の範囲】１パーシヤルレスポンス系の波形整形が施され
て伝送されるデイジタル伝送系の受信復調回路に
おいて、ベースバンド入力信号を１ビツトのデータ周期
だけそれぞれ遅延させる直列に接続された第１、
第２および第３のアナログ遅延素子と、前記ベースバンド入力信号を該信号のアイパタ
ーンの最大レベルの1/2の値の閾値で着目するビ
ツトの「０」または「１」のいずれかを判定する
ための第１の判定器と、該第１の判定器の出力を前記１ビツトのデータ
の周期と等しい時間だけそれぞれ遅らせる直列に
接続された第１，第２，第３，第４，第５のデイ
ジタル遅延線と、前記第１，第２および第４，第５のデイジタル
遅延線の出力を復号するデコーダと、該デコーダの出力に対応して予め段階的に設定
された複数の閾値の中から前記着目するビツトの
前後のそれぞれ２ビツトの値の組合せによつて所
望の閾値を選んで出力するアナログスイツチと、前記第３のアナログ遅延素子から出力される前
記着目するビツトの出力と前記アナログスイツチ
から出力される前記所望の閾値とを比較して復調
データを出力する第２の判定器とを備えたことを
特徴とする復調回路。