JPH0638596B2 - Digital communication system - Google Patents

Digital communication system


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JPH0638596B2 JP10537985A JP10537985A JPH0638596B2 JP H0638596 B2 JPH0638596 B2 JP H0638596B2 JP 10537985 A JP10537985 A JP 10537985A JP 10537985 A JP10537985 A JP 10537985A JP H0638596 B2 JPH0638596 B2 JP H0638596B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、多重波干渉に強いデジタル通信方式に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION [Field of the Industrial] This invention relates to strong digital communication scheme Multipath interference.

〔従来の技術〕 従来のディジタル通信方式は、例えば移動無線のように一つのディジタル情報によって変調された一つのディジタル信号が異なる伝送路を経て多重波として受信される場合の多い通信系ではこれら多重波による相互干渉のため、符号誤り率が非常に劣化するという問題があった。 [Prior Art] Conventional digital communication system, such as more of these multiplex communication system when one of the digital signal modulated by one of the digital information as the mobile radio is received as a multiple wave via different transmission paths for mutual interference due to the wave, the code error rate is deteriorated extremely.

このことを従来のBPSK(Binary Phase Shift Keying) This means that a conventional BPSK (Binary Phase Shift Keying)
信号について以下説明する。 The signal will be described below. 第2図(A)は2値情報シンボル「1」、「0」づ表わされた一つのディジタル情報、第2図(B)はこのディジタル情報に対応して得られるBPSK 信号の位相変化を示す図である。 FIG. 2 (A) is a binary information symbols "1", "0" Dzu represented a single digital information, the phase change in FIG. 2 (B) is BPSK signal obtained in correspondence with the digital information It illustrates. すなわち、この場合のBPSK信号は位相の変化に情報が担われている。 That, BPSK signal in this case information on a change in phase have been borne. 遅延復調を行う場合、BPSK 信号の位相は2値情報シンボル「1」に対し+πラジアン変化し「0」に対しては変化なしとする。 When performing delay demodulation, BPSK the phase of the signal to no change for the binary information to the symbol "1" + [pi radians changes "0". 第3図はこのBPSK 信号を復調し元のディジタル情報を抽出する遅延復調回路を示す。 Figure 3 shows a delay demodulation circuit for extracting digital information source demodulates the BPSK signal. I
N端子(1)に供給されたBPSK 信号は2つに分けられ一方は乗算回路(2)の一方の入力端子へ、他方は1タイムスロット(T)の遅延時間をもつ遅延回路(3)を経て乗算回路 BPSK signal supplied to the N terminal (1) is to one input terminal of one divided into two multiplication circuits (2), the delay circuit other having a delay time of one time slot (T) and (3) through and multiplication circuit
(2)の他方の入力端子へ加えられ、乗算回路(2)で乗算されたのちLPF(4)で搬送波周波数の2倍の周波数成分を除去され元のディジタル情報となってOUT端子(5)へ出力される。 (2) was added to the other input terminal, the multiplier circuit (2) is twice the removal frequency components original digital information carrier frequency LPF (4) after being multiplied by the OUT terminal (5) It is output to. 以上の動作は周知であり、一例として「ディジタル移動通信技術」(日本工業技術センター)第2,3, The above operation is well known, "Digital Mobile Communication Technology" as an example (Japanese Industrial Technology Center) second and third,
2(a)遅延検波の項,に説明されている。 2 (a) delay detection sections are described.

所でIN端子(1)に供給されるBPSK 信号が同一のディジタル情報によって生成された第1のBPSK信号波(以下これをD波とよぶ)と、このD波より到着時間がτだけ遅れている第2のBPSK 波(以下これをU波とよぶ)の重さなった信号(すなわち多重波)の場合は、D波をU波の相対振幅の比δが1の付近で、かつD波とU波の位相差φがπの付近においては、入力端子(1)に加わるD BPSK signal supplied to the IN terminal (1) a first BPSK signal wave generated by the same digital information (hereinafter referred to as D wave) arrival time from the D wave is delayed by τ where the second BPSK wave (hereinafter this is referred to as U wave) in the case of the weight became signal (i.e., coherent signals), the D wave near ratio of the relative amplitudes of the U wave δ is 1 to have, and D waves and in the vicinity of the phase difference U wave φ is [pi, applied to the input terminal (1) D
波とU波の合成信号の振幅が小さくなりかつ横ゆらぎが大きくなる。 The amplitude of the composite signal wave and U wave becomes and lateral fluctuation increases small. これに伴いOUT端子(5)の振幅が極めて小さくなり、符号誤り率が極めてわるいという問題がある。 The amplitude of OUT terminal Accordingly (5) is very small, there is a code error rate is a problem that very poor. 以下これについて説明する。 Hereinafter, this will be described. 第4図はD波とU波の時間的関係を説明する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a temporal relationship D wave and U wave. こゝで、Tはディジタル情報の1デジタルシンボルを送信するタイムスロットの長さである。 This ゝ a, T is the length of a time slot for transmitting one digital symbol of digital information. 区間aはD波の立上りからU波の立上りまでの区間、区間bはU波の立上りからD波のT/2経過時点までの区間、区間cはD波のT/2経過時点からU Section a the interval from the rise of the D waves to rise of the U waves, section b the interval from the rise of the U wave to the T / 2 elapse of D wave, the interval c is U from T / 2 elapse of D wave
波のT/2経過時点までの区間、区間dは、U波のT/2経過時点からD波のT経過時点までの区間、である。 T / 2 until the elapsed time period of the wave, the interval d is the interval from T / 2 has elapsed time point of the U wave to the T elapse of D wave.

各区間におけるOUT端子(5)に得られる信号e(t)は次式のようになる。 Signal obtained at the OUT terminal (5) in each section e (t) is expressed by the following equation.

区間aでは; In the section a; 区間b、c、dでは; Section b, c, in the d; ここで、 δ:U波のD波に対する相対振幅比 φ:D波とUはの搬送波位相差 この計算からわかるように、OUT 端子(5)に得れる信号e Here, [delta]: relative amplitude ratio D wave U wave phi: D wave and U Hano carrier phase difference as can be seen from this calculation, signals obtained OUT terminal (5) e
(t)は、区間aでは先行ビットのシンボルに依存し、δ (T) is the section a depends on the symbols of the preceding bit, [delta]
の値によって極性が反転するため不確定であるが、区間b、c、dでは自己のシンボルに対応してその極性は一意的に定まる。 Of it is uncertain because the polarity is inverted by a value, interval b, c, its polarity in response to the self at d symbol uniquely determined.

〔発明が解決しようとする問題点〕 [Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、第1式(B)からわかるように区間b、 However, section b as seen from the first equation (B),
c、dにおけるe(t)の値e(t) b、c、dはδが1の付近でかつφがπの付近になった時ほゞゼロになるので、いわゆるアイパターンのアイは消滅し、検出信号の横ゆらぎ(時間ゆらぎ)も発生する。 c, the value e (t) b of e (t) in the d, c, since d is δ is when ho Isuzu zero Katsu φ becomes near π around one eye of the so-called eye pattern disappears and, the lateral fluctuation (time fluctuation) of the detection signal is also generated.

すなわち、多重波伝搬においてはδ=1、φ=πの付近では符号誤り率が非常にわるくなるという問題があった。 That, [delta] = 1 in the multipath propagation, in the vicinity of phi = [pi there is a problem that the bit error rate is very bad.

この発明は上記のような符号誤り率の劣化の問題を解消するためになされたものであり、通常のBPSK 系のようなPSK変調方式に比べ、多重波伝搬における符号誤り率の改善されたディジタル通信方式を得ることを目的としている。 This invention has been made to solve the problem of deterioration of bit error rate as described above, compared to the PSK modulation scheme such as a conventional BPSK system, digital having improved bit error rate in multipath environments It is intended to obtain a communication method.

〔問題点を解決するための手段〕 [Means for Solving the Problems]

この発明に係るデジタル通信方式の信号の一例としては、第1図に示すように各タイムスロットの後半の信号レベルを実効的にゼロにする構成としている。 An example of a signal of a digital communication system according to the present invention, and the signal level of the second half of each time slot as shown in FIG. 1 and configured to effectively zero. 以下この変調方式をBPSK−RZ変調方式という。 Hereinafter, this modulation method called BPSK-RZ modulation method.

〔作用〕 [Action]

このように各タイムスロットの後半の信号レベルを実質的にゼロにすることによりe(t) b、c、dがδ=1、φ=π Thus e (t) b, c, d is [delta] = 1 by substantially to zero the second half of the signal level of each time slot, phi = [pi
の付近においても、D波とU波の合成値がゼロに近くなることなく所定の大きさを維持することができるので、 Also in the vicinity of, it is possible to maintain a predetermined size without combined value of D wave and U wave is close to zero,
δ=1、φ=π付近での誤り率を大幅に改善することができる。 [delta] = 1, it is possible to greatly improve the error rate in the vicinity of phi = [pi.


第1図(C)は本発明に係るBPSK−RZ信号の一例を示す。 Figure 1 (C) shows an example of a BPSK-RZ signal according to the present invention. B B
PSK−RZ信号は、第1図(a)に示す通常のBPSK信号と、第1図(b)に示す各タイムスロットの前半のT/2の区間のみ「1」であるON−OFF 信号との乗算によって得られる。 PSK-RZ signal is a normal BPSK signal shown in FIG. 1 (a), the ON-OFF signal is a first diagram (b) only the first half of the T / 2 interval of each time slot shown in "1" obtained by the multiplication.
すなわちBPSK−RZ信号は各タイムスロットの前半のT/2 That BPSK-RZ signal is in the first half of each time slot T / 2
の区間は通常のBPSK 信号と同じ振幅と位相をもち、残りのT/2の区間は搬送波振幅が実効的にゼロとなる信号である。 The sections have the same amplitude and phase as the normal BPSK signals, the remaining T / 2 interval is a signal carrier amplitude becomes effectively zero.

このBPSK−RZ信号の多重波を第3図の遅延復調器で再生すると、OUT 端子(5)に得られる信号e(t)は次式のようになる。 When playing the multiple waves of the BPSK-RZ signal in the third diagram of the delay demodulators, signals obtained at the OUT terminal (5) e (t) is expressed by the following equation.

τ/T<0.5に対し; With respect to τ / T <0.5; 1>τ/T>0.5に対し; To 1> τ / T> 0.5; 以上の計算からわかるように、τ/T<0.5においては、区間aと区間c、また1>τ/T<0.5においては区間bと区間dにおいてD波とU波の位相差の如何にかゝわらず常に有効な出力が得られるので、通常のBPSK As can be seen from the above calculations, tau / T <In 0.5 the interval a and interval c also 1,> phase difference between the D wave and U wave in section b and the section d in tau / T <0.5 since always valid output not how do ゝ straw can be obtained, usually of BPSK
変調方式で問題となっていたいわゆるアイパターンのアイが消滅したり横ゆらぎが大きくなるという問題はなくなる。 Problem of horizontal fluctuation or eye is the disappearance of the so-called eye pattern, which has been a problem in the modulation scheme increases will not.

なお、U波がなく多重波干渉がない場合は、δ=0であるから、2式および3式のいづれも 区間a、b Incidentally, if there is no multipath interference without U wave, since it is [delta] = 0, 2 equations and 3 type of Izure also sections a, b では In 区間c、d Section c, d では 2e(t)=0 となり、BPSK−RZ信号を正常に検出できる。 In 2e (t) = 0. Therefore, the BPSK-RZ signal can be detected correctly. 従つて、本願発明は、多重波干渉のない区間でもPSK 信号を正しく通信することができる。 Accordance connexion, the present invention can correctly communicate the PSK signal even with no multipath interference interval. 第5図(A)、(B)はBPSK−RZ変調方式の特性の一例を示す図である。 Figure 5 (A), (B) is a diagram showing an example of a characteristic of BPSK-RZ modulation scheme. 第5図(A)はSN比を変えた場合のビットエラーレイトの変化を示し、第5図 Figure 5 (A) shows a change in a bit error rate when changing the SN ratio, Figure 5
(B)は、一定のSN比におけるD波とU波の遅延時間差の変化に対するビットエラーレイトの変化を示す。 (B) shows a change in a bit error rate with respect to a change in the delay time difference between the D wave and U wave at constant SN ratio.

なお、各諸元等の内容は次の通りである。 In addition, the terms of the respective specifications are as follows.

D波、U波共レーレ分布で変化させP 、P は各々D D wave, P varied U wave co Rayleigh distribution D, P U each D
波U波の平均電力、Eoは1ビット当りの信号エネルギー、Noは単位同波数当りの雑音電力、fd はフェージングの落ちこみの最大周波数、である。 The average power of the wave U wave, Eo is 1 bit per signal energy, No is the noise power per unit same wavenumber, fd is the maximum frequency, the drop of fading.

通常のBPSK の特性を第5図(A)で曲線BPSK で示している。 It is shown by the curve BPSK characteristics of conventional BPSK in FIG. 5 (A). 本方式は通常のBPSK 方式に比べかなり改善されていることがわかる。 This method it can be seen that the has been considerably improved compared to the normal BPSK system.

なお、振幅を実質的にゼロにするT/2区間の長さがT/2よりずれると理想的な状態に比べ特性が劣化するが、それでも従来のBPSK 方式に比べればよい特性が得られ、本発明の効果を維持していることが確認されている。 Although the length of T / 2 interval of substantially zero amplitude characteristic deteriorates compared to an ideal state deviates from T / 2, but still may characteristic is obtained compared to the conventional BPSK method, It has been confirmed to maintain the effects of the present invention.

これまで、BPSK (2相変調)について説明して来たがQ So far, it has been described for the BPSK (2-phase modulation) Q
PSK (4相変調)に対しても同様に1タイムスロットの後半の振幅をゼロとするQPSK−RZ 変調方式とすることにより同様の改善が得られる。 Similar improvements by the second half of the QPSK-RZ modulation system which the zero amplitude of the PSK (4-phase modulation) Similarly one time slot against is obtained. 第6図はBPSK−RZ変調方式とQPSK−RZ 変調方式の特性比較を行ったものであるが、同じ傾向の改善特性となっている。 6 Although figure is a subjected to characteristic comparison BPSK-RZ modulation system and the QPSK-RZ modulation system, and an improvement characteristics of the same tendency.

なお、ON−OFF 信号にベースバンドフィルタ(バンド幅 The base band filter (bandwidth ON-OFF signals
Bb)で帯域制限をした場合は第7図に示すように特性の変化は極めて小さいことが確認されている。 Changes in the characteristics as shown in FIG. 7 is a case where the band-limited by bb) has been confirmed to be extremely small.

同様の考え方は二値情報シンボルばかりでなくさらに多値情報シンボル対応の多相変調の場合にも拡張適用できる。 Similar considerations can also expand applicable in the case of more multilevel information symbols corresponding polyphase modulated not only the binary information symbol. また振幅ゼロの期間をタイムスロットの後半のT/2 Also the period of zero amplitude of the second half of the time slot T / 2
の期間とすることで説明したが、これに限るものでなく1タイムスロットの任意の部分で振幅がゼロになっておれば同等の効果が得られる。 Has been described by a period, the same effect can be obtained if my in any part of one time slot not limited thereto amplitude becomes zero.

〔発明の効果〕 〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば各種PSK変調方式において1タイムスロットの任意のT/2の区間の振幅を実効的にゼロとする信号構成としたので、多重波受信におけるD波とU波の振幅比及び位相差がどんな値になっても復調出力が極めて小さくなるという問題が解消され符号誤り率の改善されたディジタル通信方式を提供できる。 As described above, the amplitude of any T / 2 intervals of one time slot since the signal structure to effectively zero in various PSK modulation scheme according to the present invention, D wave and U wave in multipath reception amplitude ratio and phase difference can provide a digital communication system the problem is improved is solved bit error rate of the demodulated output may become any value becomes extremely small.


第1図はこの発明の一実施例に係る(BPSK−RZ)信号の説明図、第2図は、通常のBPSK 変調方式の説明図、第3図は遅延復調回路の構成例を示す図、第4図はD波とU波との関係を説明する図、第5図は本発明に係るBPSK Figure 1 is one embodiment according to Example (BPSK-RZ) signal illustration of the invention, FIG. 2 is an explanatory view of a conventional BPSK modulation system, Figure 3 is a diagram showing a configuration example of a delay demodulation circuit, Figure 4 is a diagram illustrating the relationship between a D wave and U wave, Figure 5 is BPSK according to the present invention
−RZ変調方式の特性の一例を示す図、第6図は本発明の他の実施例であるQPSK−RZ変調方式の特性をBPSK−RZ変調方式の特性と比較した図、第7図はON−OFF 信号の帯域制限した場合の誤り特性の変化を示す図である。 Diagram showing an example of characteristics of -RZ modulation method, Figure 6 is a characteristics of another embodiment is QPSK-RZ modulation system of the present invention compared with the properties of BPSK-RZ modulation system diagram, FIG. 7 is ON is a diagram showing changes of an error characteristic when the band limitation -OFF signal. 第3 Third
図において、(1)はIN端子、(2)は乗算回路、(3)は遅延回路、(4)はLPF、(5)はOUT端子である。 In the figure, (1) is IN terminal, (2) the multiplication circuit, (3) a delay circuit, (4) LPF, (5) is an OUT terminal. また、各図に示す記号のうち、同一のものは同一内容又は相当内容を示す。 Also, among the symbols shown in the drawings, the same ones denote the same contents or corresponding contents.

フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼田 進 京都府宇治市木幡北畠10―7 (72)発明者 竹内 勉 京都府向日市寺戸町山縄手10―63 (72)発明者 シリキヤツト・アリヤウイシタクン 京都府京都市左京区▲吉▼田神楽岡町4番 地 倉橋マンシヨン3号 (56)参考文献 実開 昭55−53347(JP,U) 米国特許4229821(US,A) Of the front page Continued (72) inventor ▲ Gil ▼ fields advance Kyoto Uji Kobata Kitabatake 10-7 (72) inventor Tsutomu Takeuchi Kyoto Prefecture Muko Terato-cho, Mountain Nawate 10-63 (72) inventor Shirikiyatsuto Ali Yauishitakun Kyoto, Kyoto Prefecture Sakyo-ku ▲ Gil ▼ fields Kaguraoka-cho fourth place Kurahashi Manshiyon No. 3 (56) references JitsuHiraku Akira 55-53347 (JP, U) US Patent 4229821 (US, A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】搬送波の位相を1タイムスロット毎に送られてくるデジタル情報の各シンボルに対応して変化する信号が用いられ、かつ送信と受信の間に主伝送路及びこれと実質的に遅延時間の異なる副伝送路が介在するディジタル通信方式に於いて、送信側は、1タイムスロットの期間(T)の任意のほぼT/2の期間に前記ディジタル情報に対応して定まる振幅と位相をとり、残りの期間に振幅を実質的にゼロに制御された信号を発生して送信を行い、 受信側は、遅延時間がTの遅延回路を備えた遅延復調回路で復調を行って、 前記複数の遅延時間の異なる伝送路の介在によって生ずる符号誤り率の劣化を改善するようにしたことを特徴とするディジタル通信方式。 1. A carrier phase 1 signal changes in response to each symbol of the digital information is used sent for each time slot, and the main transmission path and this and substantially between the transmission and reception in digital communication systems different sub-transmission line delay time is interposed, the sender 1 amplitude determined corresponding to the digital information to any substantially T / 2 of the periods of the time slots (T) and phase taken, performs transmission by generating the remaining substantially signal controlled to zero amplitude during the period, the receiver performs a demodulation in the delay demodulation circuit delay time has a delay circuit T, then the digital communication method is characterized in that so as to improve the deterioration of the bit error rate caused by the intervention of different transmission paths of a plurality of delay times.
  2. 【請求項2】搬送波の位相を1タイムスロット毎に送られてくるディジタル情報の各シンボルに対応して変化する信号,として二相PSK(BPSK)信号を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディジタル通信方式。 2. A claims, characterized in that it uses a two-phase PSK (BPSK) signal as a signal, which varies in correspondence to each symbol of the digital information sent to the phase of the carrier wave per time slot range digital communication system of claim 1 wherein.
  3. 【請求項3】搬送波の位相を1タイムスロット毎に送られてくるディジタル情報の各シンボルに対応して変化する信号、として四相PSK(QPSK)信号を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディジタル通信方式。 3. claims, characterized in that it uses a four-phase PSK (QPSK) signal signal which changes in response to each symbol of the digital information sent to the phase of the carrier wave per time slot, as range digital communication system of claim 1 wherein.
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