JPH06506329A - Ｑａｍ用のフレーム同期 - 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】 ＱＡＭ用のフレーム同期 本発明はデジタルデータの伝送用の変調方式、特にキャリアが選択された位相お よび振幅をそれぞれ有する一連のディスクリートな信号部分（“シンボル”）か ら伝送信号力（構成されている直角振幅変調（ＱＡＭ）を使用した変調方式１こ 関する。特に、シンボルの位相および振幅は、１組の位相／振幅の組合せの選択 されたものに等しいように定められる。この組は通常“星座”と呼ばれており、 デカルト座標系力（同位相および直角位相成分を表す（または極座標が位相およ び振幅を表す）座標上の１組の点としてグラフ的に表される。

このような座標系の最も簡単なものにおいて、（単一の）星座中の点の数は２の べき数（例えば２１′）であり、伝送されるべきｎビットの各群は各シンボルに 対する点を選択する（したがって、各シンボルはｎビットを伝送する）。さらに 精巧なシステムにおいて、付加的なビ・ットは冗長なコード化プロセスによって 生成されてもよく、結果的に（或Ｃｉそうでなければ）１シンボル当り伝送され るビ・ノドの数は非整数であってもよく、シンボルの数によって伝送されるビ・ ソトＧ、ｔ　−緒に処理される必要がある。このような構成は結果的に伝送され た信号用のフレーム構造を生じさせ、シンボルが受信機で正しく翻訳されること ができるためにフレーム同期を行う必要がある。その代わりとして（またはそれ に加えて）、送られるデータは、同期が受信機で正しく処理されるデータに対し て要求されるように固有のフレーム構造を有してもよい。

本発明によると、 （ａ）キャリアが選択された位相および振幅をそれぞれ有している連続した出力 シンボルを生成するために制御可能な変調手段と、 （ｂ）データを受信し、極座標上においてそれらのいくつかが予め定められた境 界部の外側に存在し、他のものがその内側に存在している複数の信号点を有する 第１の信号点星座、および第１の星座のものより少い数の点を有し、前記予め定 められた境界部の内部に存在する１つ以上の別の星座にしたがって変調を制御す るマツプ手段と、（Ｃ）フレームの１つの予め定められた位置で伝送される各シ ンボルに対して、シンボルが第１の星座から選択され、フレームの他のシンボル が別の星座から選択されるようにマツプ手段を制御するように伝送の予め定めら れたフレーム構造にしたがって動作するフレーム同期手段とを備えている、直角 位相振幅変調を使用してデータを伝送する装置が提供される。

別のシンボルは１つのこのような別の（第２の）星座から選択される。しかしな がら、それらの１つ（またはそれ以上）は第２の星座より少ない数の点を有する 第３の星座から選択される。この場合、第３の星座から選択されたシンボルは第 １の星座から選択されたシンボルのものに隣接したフレーム中の位置を占有して いることが好ましい。

本発明の別の観点は各請求項に記載されている。

以下、゛添付図面を参照して例示により本発明のいくつかの実施例を示す。

図１は、本発明によるコード化装置の第１の実施例のブロック図である。

図２は、図１の装置と共に使用するための星座を示した位相図である。

図３は、本発明によるコード化装置の第２の実施例のブロック図である。

図４は、図３の装置と共に使用するための星座を示した位相図である。

図５は、図３の装置の一部分のための論理回路である。

図６は、本発明によるコード化装置の第３の実施例のブロック図である。

図７は、図６の装置と共に使用するための星座を示した位相図である。

図１を参照すると、変調装置は入力１および伝送されるデータビットを直列形態 で受信する３０ビット直列人力／並列出力シフトレジスタ２を有している。入力 ３および４はビットクロック信号φ　およびデータフレームクロックφ、を受信 す する。この例において、データは１５ビツトの固有のフレーム構造を有している と仮定する。すなわち、受信機はそれらを翻訳するためにフレームクロックφｄ に関するビットの位置に関する情報を必要とする。さらに、５ビツト／シンボル の平均値があるようにシンボル速度を選択すると仮定する。同期情報は、伝送さ れるべきシンボルの各フレームが第１の大きい星座から選択された１つのシンボ ルおよび第２の小さい星座から選択された別のシンボルを含んでいることを保証 する手段によって送られる。

必然的に、シンボルの１フレームはデータフレームの全体的な数を表さなければ ならず、数が２であると仮定すると、シンボルフレームは６つのシンボル、すな わち第１の６４点星座から選択された６ビ・ノドを伝送する１つの（同期）シン ボル； 第２の３２点星座からそれぞれ選択された５ビ・ント（全体で２０）を伝送する ４つのシンボル； 第３の１６点星座から選択された４ビツトを伝送する１つのシンボル、すなわち 合計３０ビツトを含む。

適切な星座は、図２の位相図に示されている。第１の星座は図上の全ての点を含 み、第２のものは鎖線内のものだけを含み、第３のものは破線内のものだけを含 む。この場合、各人きい星座は次に小さいものの点を全て含んでいる。これは最 も便利な構成であるが、しかし他のものも可能である。もっとも、点間距離が全 ての星座に対して小さいことが明らかに望ましい。同期のために使用される第１ の星座は、鎖線によって表された予め定められた境界の内側にその点の半分を、 また外側にそれらの半分を有し、他のものの点はその内側に存在している。

再び図１を参照すると、シフトレジスタ２からのピント出力は］つの６ビツトワ ード、１つの４ビツトワードおよび４つの５ビツトワードとしてフォーマットさ れる。これらは、２で分割する回路６によってφ　から得られたパルスφｄ／２ によって６ビツト幅の並列人力／直列出力シフトレジスタ５に負荷され（失った 最大桁ビットはゼロに設定される）、同位相および直角値としてキャリア変調器 ８に供給される１対の３ビツト座標値を生成するように入力に応答する読取り専 用メモリの形態のマツプユニット７にアクセスするためにシンボル速度パルスφ 　により１時に１ワードづつクロックする。メモリ７に蓄積された値によって表 されたマツピングは、最大桁のアドレスビットがゼロのとき図２の鎖線内の点だ けが選択され、また最上位の２ビツトがゼロのとき図２の破線内の点だけが選択 されるようなものであ、る。

同期シンボルはシンボルフレーム内の第１の位置を占有しく任意の予め定められ た位置が満足できるものであるが）、また第３の星座から選択されたシンボルが それに続くことに留意されたい。第３の星座の寸法が全（使用されなければなら ないことはこの方法にとって重要ではない。余分なビットは同期シンボル以外の 全てのシンボルが３２点座標から選択されることを可能にすることによって伝送 されることができる。

しかし、それが同期シンボルと共に連続的に（前または後に）伝送される場合、 この並列状態をフィルタする後続した送信機は伝送された信号のパワー比を平均 化するためにピークを減少するように機能できることが有効である。

位相図において点の半分は鎖線境界の外側にあるため、（ランダムデータを仮定 すると）平均の半分で同期シンボルが結果的にこれらの“外側”点の１つを伝送 させ、受信機でこのようなものとして容易に認識される。（ここにおけるような ）これらの外側点は全て境界部内のどれより高いパワーを有していることが好ま しいが、これは重要ではない。受信機はまた同期シンボルの有効性を確認するた めにフレームの第２のシンボルが破線境界の外側に存在しないことを検査として 使用する。

上記の例において、システム特性を高めるために通常またはブロックコード処理 のような通常の方式を介して入力ビットのいくつかが処理されることができない 理由はない。同期方法は影響を与えられない。しかしながら、その場合マツプユ ニット７はこのような方式によって要求される方法でコード化されたビット（マ ツプユニットに供給されるワードの最少桁ビットを形成するために接続される） を信号星座に写像するようなしのでなければならない。また、上記のように第２ および第３の星座から選択されたシンボルの数は所望のビット速度を達成するた めに変化されてもよい。この種の星座スイッチングシステムは、以降“本出願人 の別出願の国際特許明細書”として参照される、国際特許出願明細書［本出願と 同−出願日であり、以下の英国特許出願第９１０６６５８．９号明細書（１９９ １年３月２８日）；英国特許出願第９１０６００６．８号明細書（１９９１年４ 月２６日）および英国特許出願第９１１２３１６．６号明細＠　（１９９１年６ 月７日）の優先権を主張している］に記載されている。

図１の実施例は、全ての星座が２のべき数に等しい多数の点を有しているので比 較的簡単である。これがそうでない場合、シンボルの伝送能力はもちろん非整数 個のビットであり、一般に一群のシンボルに対応した一群のビットのある共通し た処理が変調器を制御するためのシンボルの座標を生成するために必要である。

この問題に対して基本的に２つの方法がある。

第１に（例えば欧州特許第０１２２８０５Ａ号公報参照）、１シンｋ　ｋ＋１／ ２ ポル当りｋ　＋　１／２ビツトは１１／２Ｘ２　（２より太き（りの点を有する 星座によって伝送される。これらは２に個の“内側“の点および２　ｋ　−１個 の“外側°の点を含んでいるものとして考えられる。１ビツトが外側の２　ｋ　 −１点のいずれが選択されるか決定することを行うことにより、２に＋１ビツト は２つのシンボルにコード化される。そうでない場合、残った２にビットは２つ の２ｋから１の選択を行う。別の場合において、第２のビットはいずれのシンボ ルが外側点から選択されるか選択し、残りの２に一１ビットはあるシンボルに関 して２ｋから１の選択を、また別のシンボルに関して２ゝ−１から１の選択を行 う。これは、（１＋１／ｈ）２にの点の星座（ここでｈ−２は２のべき数である ）を使用して１シンボル当りに＋１／ｈビツトをコード化することに対して一般 化され、ｈｋ＋１人カビツカビットックはｈ個のシンボルを生成するために一緒 に処理される。１ビツトは任意のシンボルが外側点を伝送するか否かを決定する 。そうである場合、ｔビットはどのシンボルがそうであるかを決定し、ｋ−ｔビ ットは外側の点を決定する。残りの（ｈ−１）ｋビットは残りのｈ−１個のシン ボルに対して使用される（内側）点を決定する。外側点が伝送されない場合、残 りのｈｋビットは各シンボルに対して１つの内側の点を選択する。

一般的に知られているように、事実小さいおよび大きい点の組への星座の分割は 同等特定の方法で実行される必要はないが、小さい組は対の（せいぜい）ただ１ つのシンボルによって使用されるため、平均パワーを低く維持するために、星座 の外側の点からこの組を選択することが明らかに有効である。

第２の実施例は、同期シンボルに対して使用される（第１の）星座が２のべき数 （例えば２に＋１）に等しい多数の点を有し、また伝送されたフレームはまた１ 、５Ｘ２に個の点（必ず偶数）を有する第２の星座から選択されたシンボルを含 むことを予測している。この場合（前のように同期シンボルがフレームの第１の 位置を占有すると仮定した）、第２の後続するシンボルのマツピングが上記に示 された方法でシンボル対について実行されることを除いて、図１に示されたよう に進行する。所望ならば、例えば２に個の点の第３の小さい星座はまた最初に述 べた理由のために好ましくは同期シンボルにより連続的に使用されてもよい。

図３は、１６−および３２一点の星座からそれぞれ１つづつ、および２４点の星 座から４つの６つのシンボルのフレームを生成するように修正された図１の装置 を示す。等しい部分は同し寥照符号によって示され、類似した機能を実行する部 分は符号（′）をつけられた同じ符号によって示される。ここにおいて、長さが ６つのシンボルの１シンボルフレーム当り１つのデータフレーム（２７ビツトの ）だけがあり、分割器６は除かれている。レジスタ２′において組立てられた２ ７ビツトは、９幅の３段シフトレジスタ５′に一時に９個（すなわち２シンボル 相当）送られる。シンボルクロックパルスφ＄は、レジスタ５′をクロックする ために分割器９において２で分割される。

図４はこの実施例に適切な１組の星座を示す。

シフトレジスタ５′によって出力された９ビツトの各組（ａＯ・・・ａ８の符号 を付けられた）は、出力ビットｂＯ・・・ｂ９を有する論理ゲート構造ＩＯおよ びビットグループｂ５乃至ｂ９およびｂＯ乃至ｂ４をそれぞれ連続的に導く分配 器１１を介してマツピングユニット７′および変調器８に供給される。

ゲート構造１０（図５に詳細に示されている）は、アンドゲートＡｌ・・・Ａ６ 、インバータ１１．Ｉ２およびオアゲートＯ１を有している。その動作は、ｂ４ が０である限り、ビットａＯ乃至ａ３がｂＯ乃至ｂ３に直接送られ、ａ４乃至ａ ７がｂ５乃至ｂ８に直接送られるように、アントゲ−１−Ａ４．Ａ６がエネーブ ルされ、Ａ５がディスエーブルされることに留意することによって非常に容易に 理解される。第１の２つのシンボル期間中、信号ＨＢ（÷３回路１２から）は低 く、Ａ２をエネーブルにし、Ａ３をディスエーブルするから、ｂ９−ａ８および ｂ３＝０である。したがって、ビットｂ５乃至ｂ９　（＝ａ４乃至ａ８）は同期 シンボルおよびビットｂＯ乃至ｂ３（−ａＯ４乃至ａ８）に対して全星座から点 を選択し、ビットｂＯ乃至ｂ３（−ａＯ乃至Ａ３）は内側の１６点の星座から点 を選択する（Ａ４−ｂ４　＝０なので）。後続したシンボル対ではＨＢ−１であ る。Ａ８−０ならば、ゲートＡ２．Ａ３はディスエーブルされ、それによりｂ９ −ｂ４−０およびビットｂ５乃至ｂ８（−Ａ４乃至Ａ７）およびｂＯ乃至ｂ３（ −ａＯ乃至Ａ３）が内側の１６の点から２つのシンボルを選択する。他方におい てＡ８−１ならば、ゲートＡ２．Ａ３はエネーブルにされ、ビットａ７が０なら ば、ｂ９−１およびｂ４−０であり、ｂ５乃至ｂ？（−Ａ４乃至Ａ６）は対の第 １のシンボルに対して図４の８つの中間点の１を選択する（ｂ９＝１およびｂ８ −Ａ７−０なので）という結果を生じ、またｂＯ乃至ｂ４（−ａｏ乃至Ａ３）は 第２のものに対して内側の１６から選択し、一方ビットａ７が１ならば、ｂ９− ０およびｂ４−１である。したがって、ｂ５乃至ｂ８　（Ａ４はＡ５のためにデ ィスエーブルされるため、Ａ４乃至Ａ６およびＡ３に等しい）は第１のシンボル に対して内側の１６から選択し、ｂＯ乃至ｂ２　（＝ａＯ乃至Ａ２）は第２のシ ンボルに対して８つの中間点の１を選択する（ｂ４−１およびｂ３はアンドゲー トＡ６によって０に設定されるため）。

別出願の国際特許明細書において考察されているように、星座スイッチングによ るこのシステムを使用することが所望された場合、図３の構造はこれに適応する ように容易に修正される（またはマルチ標準方式システムにおいて切替えられる ）。

元の方式では、ｄ個のシンボルが大きい星座から選択され、残りのものが小さい ものから選択されるＡシンボルの全体が必要とされていた。大きい星座が１．５ Ｘ２に個の点を有していると考えると、小さいものは２に個の点を有する（ｋは 整数）。この例において、ｄは常に偶数である。フレーム内の第１および第２の 位置に１対のこれらのシンボル（２に＋１ビツトを伝送する）を配置することを 選択する。しかしながら、ｋ　＋　１／２ビツトを伝送する各シンボルの代わり に、ここでは第１の位置のシンボルはに＋１ビツトを伝送し、第２の位置のシン ボルはにビットを伝送する。すなわち、第１の位置のシンボルは２に＋１点の星 座から導出され、第２の位置シンボルは２に点の星座から導出される。

したがって、 ２に＋１個の点の星座からの１個の（第１の）シンボルと、１．５Ｘ２に個の点 の星座からのｄ−２個の（第２の）シンボルと、 ２に個の点星座からのＡ−ｄ＋１個の（第３の）シンボルとが得られる。

非凡な結果に対して必ずｄ＞２であり、（本出願人の前の特許出願における状態 と異なって）状態ｄ−Ａが可能であることに留意されたい。

本発明の第３の実施例は参照された第１の方法に従うが、同期シンボルは１．５ Ｘ２に個の点を有する星座から導出されることが示されている。星座切替えを仮 定すると、残りの点に対して２つの星座が使用され、その中の大きい星座は２に 個の点を有し、小さいものは０．７５Ｘ２に個の点を有する。フレームの第１お よび第２の位置に１対のｄ個のシンボルを配置することを選択する（必ずｄ≧２ ）。始めからそれらはにビットをそれぞれ伝送する（合計２ｋ）。しかしながら 、同期を行うために、第１の位置のシンボルはに＋］／２ビットを伝送し、第２ の位置のものはに一１／２ビットを伝送する。したがって、第１の位置のシンボ ルは１．５Ｘ２に個の点星座から導出され、第２の位置の信号は０．７５Ｘ２に 個の点星座から導出される。

したがって、 ！、５Ｘ２に個の点の星座からの１個の（第１の）シンボルと、 ２に個の点の星座からのｄ−２個の（第２の）シンボルと、 Ｑ、７５Ｘ２に個の点の星座からのＡ−ｄ＋１個の（第３の）シンボルとが得ら れる。

戸ビットの同期している対へのコード化は、本出願人の前の特許出願に示された 奇数ビットのシンボル対へのコード化に類似した方法で実行される。簡単にする ために、ｋは４であると仮定する。コード化すべき８ビツトが得られ、１個のシ ンボルは２４個の点の星座から選択され、１個のシンボルは１２個の点の星座か ら選択される。星座は第１の複数の点を構成する１６個（または８個）の点およ び第２の複数の点を構成する８個（または４個）の点を有していると考えられる 。

必須ではないか、第２の複数の点は位相図において第１の複数の点の外側に配置 されることが好ましい。上記のように、“１”ビットは内側または外側の点のい ずれが使用されるべきかを決定する。内側である場合、第１のシンボルは４ビツ トを、また第２のものは３ビツトを伝送し、合計８ビツトを形成する。外側の点 が使用された場合、第２のビットはそれが使用されるべき第１または第２シンボ ルの外側の点を選択する。前者の場合、２つのシンボルは３ビツトをそれぞれ伝 送し、一方第２の場合には第１のシンボルが４ビツトを、また第２のものが２ビ ツトを伝送する。

この場合、実際のフレーム長で最後の状態ｄ−２およびｄ−Ａの両方は同時に適 応することはありそうにないが、両状態が可能であることに留意されたい。また 、異なる寸法の２つの星座の非べき数からのシンボルの“対に、された”コード 化も別の状況において有効であることに留意されたい。

０．７５Ｘ２に個の星座（ｋ　−１／２ビツトを伝送する）および１．５Ｘ２に 個の星座（ｋ　＋　１／２ビツトを伝送する）から導出されたシンボルが１対と してコード化されるこの実施例は、１．５Ｘ２ｐおよび１．５Ｘ２ｐ個の点の星 座からのシンボル（ｐ　＋　１／２およびｑ＋１／２ビットをそれぞれ伝送する ）は任意の整数ｐおよびｑに対して１対としてコード化されるもつと一般的な定 理を示しており、事実（１＋　１／２　）Ｘ２’個の点の星座（Ｐ、　＋　１／ ２’　ビットを伝送する）から導出されま たシンボルは整数Ｐ、（ｉ＝１・・・２’）の任意の組に対して区 ２１個のシンボルのグループとしてコード化されることにも留意されたい。

この第１の方法は、第１の（同期する）位置において通常のべき数より大きいも のを有するシンボルの出現を保証しないことが認められる。このようなシンボル の確率（ｔ−１および“外側”の点に対して）は２５％である。しかしながら、 これはこのようなシンボルの比較的頻繁な出現を保証する。

同期が失われた場合、受信器は“通常の“大きい星座の外側にあるシンボルを検 出し、再同期工程を開始することができる。

このプロセスは伝送される通常のべき数より大きいシンボルを必要とするが、そ れは小さいシンボルと常に対にされる。

それらは連続的に伝送されることが好ましいが、これ（伝送フィルタ処理に続く ）は、非線形的なデジタル表示（Ａ法則／μ法則エンコーダのような）を使用し てビークパワーの増加が伝送リンクに与える軽い有害な効果を軽減するように機 能する。フレーム長が３０個のシンボルならば、伝送パワーにおける典型的な損 失は０．０３ｄＢである。この損失は同期シンボルの出現の比を減少することに よって減じられることができるが、これは当然受信機における再同期時間を増加 させる。

上記に示されたように、この第１の方法は（１＋１／ｈ）２に個の点の星座を使 用して１シンボル当りに＋１／ｈビツトをコード化することに等しく適応可能で あり、ここでｈは２のべき数であり、さらにプロセスは１シンボル当りｋ　＋３ ／４　＝　ｋ　＋　１／２　＋　１／４　ビットが（１＋ｌ／２　）　（１，＋ １／４　）　２に個の点の星座を使用して伝送されるこｂとができるように反復 されることができることに注意することによって、それはビットの他の非整数に 拡大されることかできる。

第２の方法の背景にある基本的な考えは、１シンボル当りｂビット（ｂは非整数 ）に対してｍ個の点を有する星座を使用することを含み、ここでｍは２ｂ以上の 最も小さい整数である。これは、結果的に第１の方法によるものより小さい星座 を生じさせることが多い。Ｄ個のシンボルのグループはＤｂビットを採用しくＤ ｂは整数）、これをＤｂビット２進数ト考え、Ｄデジット数ベースｍとしてそれ を表すことによって生成されることができる。この数の各デジットは、（せいぜ い）０乃至ｍ−１の範囲を有しく最大桁のデジ・ントは通常ｍ−１まで達しない 。）、各シンボルに対してｍ点の星座からの点を選択することができる。この考 えの変形は、星座が２のべき数に等しい多数の点をそれぞれ有するサブセットま たは領域に分割されることを可能にする。ビット／シンボルの数はに＋ｂ　（ｋ は整数、ｂは非整数）として表され、ｍは２５以上の２に倍の最小の整数である 。明らかに、ラウンディングオーバーヘッドは＋０乃至（１−０）ではなく、＋ ０乃至２ｋ　（１−０）の範囲であるため、これはｍの大きい値を提供すること が多いが、例えばコード化されたビットがサブセット上に適切にマツプされるこ とが可能である利点がある。

数学的な例を与えるために、１９．２ｋｂ／秒の情報が３２００ボー（すなわち ６情報ビツト／シンボル）で伝送され、２シンボル当り３ビツトが４を生成する ために回旋コーグによってコード化されると仮定する。したがって、伝送される べき１シンボル当りのビットの合計数は６１／２である。星座は１シンボル当り ２のコード化されたビットによって選択されるように４つのサブセットに分割さ れる（すなわちに−２）。ビット／シンボルの合計数は６．５−２＋４．５であ る（すなわちｂ−４，５）、したがって、２ｂ−２２，６であるため、ｍ−２３ であり、それ故星座は全体で２３Ｘ４　＝９２の点を有する。２つのシンボルを 取ると、この９のコード化されていないビットが得られる。この９ビツトは、０ 乃至（２２）　（６）　２３において２デジツトベースの２３数に変換された０ 乃至５１１１ｏの範囲の２進数を表す。各シンボルに対して、コード化されたビ ットのうちの２つはサブセットを識別し、ベース２３の結果の適切なデジットは そのサブセット内の特定の点を識別する。サブセットの数を１６に増加すること を決定した場合、ｋ−４，ｂ−２，５、２ｂ−５，６５およびｍ−６であり、星 座は６Ｘ１６−９６個の点を有する。

２つの星座の非べき数を使用するこれらのシステムは、マツピングプロセスでシ ンボルの対比またはクループ化を固有に含んでいることが認められるであろう。

したがってコード化またはデータ考慮がそれを要求しない場合でも、同期は重要 である。

このタイプのシステムにおける同期の実行は、１つのサブセットに対して説明さ れる。前のように、同期に対して使用される１つのシンボルは通常の星座より大 きいものから選択される。“通常”のシンボル当りのビットの数がｂであり、“ 大きい”シンボル当りのビットの数がｂ＋ｘであり、ここでＸは典型的にある分 数値であると仮定する。通常の星座はｍ　＝整数［２ｂ］個の点、および演算子 ″整数［］”が“最小整数“以上として定められる大きい星座ｍ＋＝整数ｂ＋ｘ ［２］を有する。ｍ−整数［２ｂ−Ｘ］を有する“小さい”星座を定めるように 選択してもよい。

シンボルフレームが各Ｄシンボルの多数のデータフレームを含み、１つの（例え ば第１の）データフレームは同期シンボルを含むと仮定する。

非同期データフレームにおいて、星座の大きさは整数［２ｂ］である。第１のデ ータフレームにおいて、ｂ＋Ｘビットを伝送する１つのシンボルを有し、Ｄ−２ シンボルはｂビットを伝送し、１シンボルはｂ−ｘビットを伝送する。

前述のベース変換は、混合ベースシステムへの変換の１つになる（混合ベースシ ステムはフィートおよびインチでの測定に慣れている者に良く知られている）。

Ｄｂビット入力は数［２ｂ−一で１デジツトを有するＤデジット数に変換される 必要がある。

例えば、ｘ　＝　Ｉ／４ならば、４つのシンボルは１サブセット当り２１ビツト を伝送し、 ２進数（０−２０９７１５１，ｏ）として考えると、２１ビツトは１デジツトベ ース４６．２デジツトベース３９および１デジツトベース３２を持つ数として表 される。ベース４６数は最小桁デジットであり、前のように“大きい“および“ 小さい”シンボルは連続的に送信されることが好ましい。最小桁より１つ大きい 桁のデジットはベース３２に対すると仮定すると、範囲は０乃至［３６］３９［ ２０］３９［２２コ３２　［１１１４６である。

上記の例は、同期シンボルが含まれているか否かにかかわらず、１データフレー ム（４つのシンボル）当りのビットの数が一定であることを仮定しており、”通 常の”星座は変化しない。”通常より大きい”シンボルの余分なビット伝送能力 は“通常より小さいシンボル”の出現に反映される。これらの制限なしに、余分 な能力は小さい星座がフレームの全ての残りのシンボルに使用されることを可能 にするために使用されることができる。

（同じ基本的な数字に関して）最大の星座が４６で固定され、５．５ビツトを伝 送した場合、残りの３つのシンボルによって伝送されるビット数は１５．５、す なわち５１／６ビツト／シンボその代りとして、３つのシンボルのビット能力が ｂ′であり、同期シンボルのそれがｂ−＋０．２５と定めた場合、ｂ−＋０．２ ５＋　３　ｂ　−＝２１　；　ｂ　−＝２０．７５／４　＝５．１８７５テある 。整数ｂ　５．１８７５　ｂ＋０．２５ ［２］＝整数［２］＝３７；整数［２］−整数最小の星座（ｍ）が最大桁デジッ トに対して選択された場合、そのデジットの値は２９１ｏであり、これはベース がｍであるか否かにかかわらず事実玉輿である。すなわち、別のものの拡大をオ フセットするための１つのシンボルの星座の縮小は、最大桁デジットの数値範囲 が縮小することにおいて明らかに不要である。しかしながら、もちろん数値範囲 の縮小は、本質的に数的範囲が星座の点に対してどのようにマツプされたかに応 じてそのシンボルに対するパワーの減少を結果的に生じさせるか、或は生じさせ ない。

この同期方法を実行する装置は図６に示されている。２７ビツトの連続したデー タフレームはそれぞれ入力１０３で受信されたビットクロックパルスφｂによっ て２７ビツト直列人力／並列出力の入力シフトレジスタ１０２にクロックされる 。これらのパルスはデータフレームクロックパルスφｄｆを生成するために分割 器１０４において２７により分割され、後者（同期シンボルが４つのデータフレ ーム中の１つに対して必要とされると仮定する）は第１のデータフレーム中高く 、他の３つの期間中低いパルスφＳ【を生成するために分割器１０５において４ によりさらに分割される。２１ビツトはパルスφｄ１によって２１ビツトレジス タ１０６に１フレーム当り１度負荷される。６ビツトは、各３ビツトに対して４ のコード化されたビットすなわち１フレーム当り８ビツトを生成する回旋コーグ １０７に導かれる。残りの２１ビツトはベース変換ユニット１０８に供給される 。これは、φｓｆが高いときに混合ベース４デジツト数（べ−４９，３９，３２ ，４６）に、或はφ５．が低いときに混合ベース４デジツト数ベース３９に受信 された２１ビツト２進数を変換する。４つの結果的なデジットｙｏ・・・ｙ３は 各出力に出力される。ベース変換ユニットは適切にプログラムされたマイクロプ ロセッサであると都合がよい。適切なプログラムは以下のように設定される（基 本言語で）。

１０　−ベース変換プログラム ２０′ ３０　ベース１＝３９　−不履行ベース設定４０Ｉ＝０乃至３に対して ５０Ｂ（１）＝ベース１ ６０　次のＩ ７０′ ８０　ＰＨＩＳＦ＝ＩＮ（制御入力）　゛制御信号獲得９ＱＷ＝ＩＮ（データ入 力）　−およびデータ１００′ １１０ＰＨＩＳＦ＝１ならば１８０に進む−ａに混合ベースを設定 ＋２０　Ｉ　＝　０乃至３に対して　′シンボルを同期１３０読取りＢ　（１） １４０次のＩ ＋５０データ４６．　３２．　３９．　３９＋７０Ｉ＝０乃至３に対して １８０　Ｙ　（１）　＝Ｗ−Ｂ　（Ｉ）　＊　Ｉ　ＮＴ　（Ｗ／Ｂ　（Ｉ）　） ′デジットー″ベースによる分割後の残りのちの２００　Ｗ＝　Ｉ　ＮＴ　（Ｗ ／Ｂ　（Ｉ）　）２１０次の１ ２４０　１　＝　０乃至３に対して ２５００ＵＴ　（Ｙ　（Ｉ）　）　−結果を出力４つのデジットはそれぞれシン ボルラベルを形成するために回旋コーグ１０７からの２ビツトにより結合され、 これらは８ビツト幅の４段並列人力／直列出力シフトレジスタ１０９に負荷され 、シンボル速度パルスφＳ　（φｄｆにロックされたクロック発生器１１０によ って発生された）によりクロックされる。各ラベルは、１８４　、１５６および １２８の点の星座の点の座標を蓄積する読取り専用メモリ１１１の形態のマツピ ングユニットをアドレスする。変調器１１２は前と同様に設けられる。

適切な星座は図７に示されている；４つのサブセットの点はａ、ｂ、ｃ、ｄのラ ベルを付けられている。前と同様に、小さい星座の点は大きいものの中において 制限されている。

明らかに、破線の境界内のデジット値は０乃至３１に及び、これと鎖線の境界と の間のものは３２乃至３８であり、鎖線の境界の外側のもの（上記の場合のサブ セットラベルで示された）は３９乃至４５である。

受信機は、減少した桁の順序でデジットを処理しなければならないためこの順序 でデジットを受信することが好ましい。

したがって、図６において最小桁のデジットを伝送する同期シンボルはデータフ レーム中の最後のものであり、最小のベースは最小桁より１つ大きい桁のデジッ トに対して使用されるため、シンボルはそれらが伝送するデジットの桁の下がっ ていく順序で送信されることが可能であり、一方“大きい”および“小さい”シ ンボルは連続した状態である。

上記のように、最大のベースは混合ベース数の最小桁デジットに対して使用され ることが好ましい。これは、（通常の場合のように）混合ベース数の範囲が要求 される範囲を越えたとき、最小桁のデジットが最も均一な分布の数を有し、した がって星座中の点はほとんど等しい確率であるからである。

最大のベースが最大桁デジットに対して使用された場合、一般にいくつかの数（ 例えば実施例の中の３０．３１）は全く発生せず、また数が半径方向に増加する と仮定ならば、最高点のうちの２つは送信されることはない。同期シンボルはそ れが星座の外側の点から選択されたときにのみ、このようなものとして認識可能 であるため、これは明らかに望ましくない。

しかしながら、別の方法は最低数に星座の最高パワーの点を割当てることであり 、この場合もちろん平均パワーは増加するが、同期に対して頻繁な外側点に関し て、最大のベースが最大桁のデジットに対して使用されることは利点である。こ の場合、同期シンボルは最初に送信され、次のシンボルは最大桁より１つ小さい 桁のデジットを伝送しく最も小さいベースで）、残りのシンボル（中間ベース） はそれらが伝送する下がっていくデジットの順序で送信される。

国際調査報告　。ｒＴ＃！Ｏ０つ７ｎｎｃｃｔ、　Ｉｌ＋　ＰＣＴ／ＧＢ　９２ １００５６３フロントページの続き （３１）優先権主張番号　９１１２３１６．６（３２）優先日　１９９１年６月 ７日 （３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（３１）優先権主張番号　９１２１８ ８１．８（３２）優先日　１９９１年１０月１５日（３３）優先権主張国　イギ リス（ＧＢ）（３１）優先権主張番号　９１２１９８５．７（３２）優先日　１ ９９１年１０月１６日（３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（３１）優先権 主張番号　９１２２８２２．１（３２）優先日　１９９１年１０月２８日（３３ ）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ， ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＳＥ）、　ＣＡ、 ＪＰ、　ＵＳ （７２）発明者　ウィリアムス、リチャード・ガイ・カリントン イギリス国、アイビー３・８ビーゼツト、サフォーク、イブスウィッチ、トムラ イン・ロード　４７

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）キャリアが選択された位相および振幅をそれぞれ有している連続した 出力シンボルを生成するために制御可能な変調手段と、 （ｂ）データを受信し、位相平面上においてそれらのいくつかが予め定められた 境界部の外側に存在し、他のものがその内側に存在している複数の信号点を有す る第１の信号点星座、および第１の星座のものより少い数の点を有し、前記予め 定められた境界部の内部に存在する１つ以上の別の星座にしたがって変調を制御 するマップ手段と、（ｃ）フレームの１つの予め定められた位置で伝送される各 シンボルに対して、シンボルが第１の星座から選択され、フレームの他のシンボ ルが別の星座から選択されるようにマップ手段を制御するように伝送の予め定め られたフレーム構造にしたがって動作するフレーム同期手段とを備えている直角 位相振幅変調を使用してデータを伝送する装置。
2. ２．複数の前記別のシンボルは第１の前記別の星座から選択され、１つ以上の前 記別の星座は第１の前記別の星座より少ない数の点を有する第２の前記別の星座 から選択される請求項１記載の装置。
3. ３．マッビング手段は、前記別のシンボルが２のべき数の個数の第１の復数の点 、およびｈを２のべき数として第１の復数のものと同数の１／ｈ倍の個数の第２ の複数の点からなる第１の別の信号点星座から選択された偶数個の復数のシンボ ルを含んで構成され、前記シンボルは各ブロックが第２の複数の点から選択され た最大で１つのシンボルを含むようにｈ個のシンボルのブロックでコード化され 、第１の星座は前記第１の複数の点の２倍の数に等しい数の点を有している請求 項１記載の装置。
4. ４．ｈ＝２である請求項３記載の装置。
5. ５．第１の信号点星座の第２の複数の点は第１の複数の点より高い平均パワーを 有している請求項３または４記載の装置。
6. ６．前記別のシンボルは前記第１の複数の点の数に等しい数の点を有する第２の 別の信号点星座から選択された１つ以上のシンボルを有している請求項３、４ま たは５記載の装置。
7. ７．マッビング手段は、前記別のシンボルが２のべき数の個数の第１の復数の点 、およびｈを２のべき数として第１の複数のものと同数の１／ｈ倍の個数の第２ の複数の点からなる第１の別の信号点星座から選択された（ｈ−１）個のシンボ ルを含んでいるように構成され、第１の星座は第１の別の星座の第１の複数の点 の２倍の個数の第１の複数の点および第１の別の星座の第２の複数の点の２倍の 個数の第２の複数の点から構成され、第１の星座から選択されたシンボルおよび 第１の別の星座から選択された（ｈ−１）個のシンボルはブロックが適切な星座 の第２の複数の点から選択された最大で１つのシンボルを含むようにｈ個のシン ボルのブロックとしてコード化されている請求項１記載の装置。
8. ８．前記別のシンボルは第１の別の星座から選択されたｈまたはｈの倍数の付加 的なシンボルを含み、前記シンボルは各ブロックが第２の複数の点から選択され た最大で１つのシンボルを含むようにｈ個のシンボルのブロックでコード化され る請求項７記載の装置。
9. ９．ｈ＝２である請求項７または８記載の装置。
10. １０．第１の星座の第２の複数の点は第１の複数の点より高い平均パワーを有し 、第１の別の星座の第２の複数の点は第１の複数の点より高い平均パワーを有し ている請求項７、８または９記載の装置。
11. １１．前記別のシンボルは、第１の別の星座の前記第１の複数の点の個数の２倍 に等しい数の点を有する第２の別の信号点星座から選択された１つ以上のシンボ ルを含んでいる請求項７乃至１０のいずれか１項記載の装置。
12. １２．少なくとも１つの星座は２のべき数に等しくない多数の点を含み、マッビ ング手段はシンボルのグループにより伝送されるビットのグループを受信し、２ 進数と考えられるビットグループから混合ベース数のデジットを発生するように 動作可能なベース変換手段を含み、各デジットのベースは各シンボルの選択のた めに使用される星座中の点の数であり、マッビング手段は適切な星座から点を選 択するように各デジットに対する各シンボルに応答する請求項１または２記載の 装置。
13. １３．各星座は複数（２ｋ個）（２の整数べき数に等しい）の点のサブセットを 含み、所定の星座の各サブセットは同数の点を含み、少なくとも１つの星座は２ のべき数に等しくない１サブセット当りの数の点を有し、マッビング手段はシン ボルのグループによって伝送されるべきビット（前記各シンボルに対してｋビッ ト以外）のグループを受信し、混合ベース数のデジットを２進数と考えられるビ ットグループから発生するように動作するベース変換手段を含み、各デジットの ベースは各シンボルに対して使用された星座の１サブセット当りの点の数であり 、マッビング手段は各シンボルに対してサブセットを選択するように別のビット の各ｋに、およびサブセット内の点を選択するために各デジットに応答する請求 項１または２記載の装置。
14. １４．第１の星座から点を選択するために使用されるデジットは混合ベース数の 最小桁デジットである請求項１２または１３記載の装置。
15. １５．第１の星座から点を選択するために使用されるデジットは最大桁デジット であり、マッビング手段はそのデジット値とデジットの最小値が大きいパワーを 有する点に対応する第１の星座の点（またはそのサブセット）との間における割 当てを定める請求項１２または１３記載の装置。
16. １６．第２の別の星座から選択されたシンボルは第１の星座から選択されたシン ボルのそれに隣接したフレームの中の位置を占有している請求項２，６，１１お よび１２乃至１５のいずれか１項記載の装置。
17. １７．添付図面の図１および２または図３および４を参照して記載されているデ ータ伝送装置。
18. １８．変調されたキャリアが信号点星座によって定められた許容可能な位相／振 幅組合せの組から選択された位相および振幅を有する出力シンボルの連続したフ レームを伝送される連続したグループのビットに対して発生し、各フレームが、 一部の点が位相座標平面上において予め定められた境界の外側に存在し、他の点 がその内側に存在している複数の点を有する第１の信号点星座から選択されたフ レーム内の予め定められた位置に配置された１つのシンボルと、第１の星座の点 より個数が少なく、前記予め定められた境界内に存在する点を有する１つ以上の 別の信号点星座から選択された復数の別のシンボルとを含んでいる直角位相振幅 変調を使用してデータを伝送する方法。
19. １９．伝送されるべきＢビットの各グループがＡシンボルによって伝送される直 角位相振幅変調を使用してデータを伝送する方法において、 Ａシンボルが、（ｉ）２のべき数の個数の第１の複数の点および第１の複数の点 の半分の個数であって、第１の復数の点より高い平均パワーを有する第２の複数 の点から構成され、各対が第２の複数の点からの最大で１つのシンボルを含むよ うに対でコード化されている第１の信号星座から選択された偶数の複数の第１の シンボルと、 （ｉｉ）前第１の複数の点の個数に等しい数の点を有する第２の信号点星座から 選択される１つ以上の第２のシンボルとを含み、 少なくともいくつかのグループは前記第１の複数の点の数の２倍に等しい個数の 点を有する第３の信号点星座から選択された第３のシンボルを含み、第３のシン ボルはグループ内の同じ予め定められた位置に常に配置されている伝送方法。
20. ２０．伝送されるべきＢビットの各グループがＡシンボルによって伝送される直 角位相振幅変調を使用してデータを伝送する方法において、 Ａシンボルが、（ｉ）２のべき数の個数の第１の複数の点および第１の複数の点 の半分の個数であって、第１の複数の点より高い平均パワーを有する第２の複数 の点から構成され、各対が第２の複数の点からの最大で１つのシンボルを含むよ うに対でコード化されている第１の信号星座から選択された偶数の復数の第１の シンボルと、 （ｉｉ）前第１の複数の点の２倍に等しい数の点を有する第２の信号点星座から 選択される１つ以上の第２のシンボルとを含み、 少なくともいくつかのグループは別の第１のシンボルおよび第１の星座の第１の 複数の点の数の２倍の個数の第１の複数の点および第１の星座の第２の複数の点 の２倍の個数の第２の複数の点からなる第３の信号星座から選択された第３のシ ンボルを含み、別の第１のシンボルおよび第３のシンボルは適切な星座の第２の 複数の点から選択された最大で１つのシンボルを含み、第３のシンボルはグルー プ内の同じ予め定められた位置に常に配置されている伝送方法。
21. ２１．少なくとも１つの星座は２のべき数に等しくない数の点を含み、混合ベー ス数のデジットをシンボルのフレームによって伝送されるビットのグループから 発生し、ビットグループは２進数と考えられ、各デジットのベースは各シンボル を選択するために使用される星座中の点の数であり、各シンボルに対して各デジ ットに応答する適切な星座から点を選択する請求項１８記載の方法。
22. ２２．明細書に記載されているデータ伝送方法。
23. ２３．伝送は第１および第２の信号点星座から導出されたシンボルを含み、各星 座は２のべき数に等しい個数の第１の複数の点および第１の複数の点の半分の個 数であって、第１の復数の点より高い平均パワーを有する第２の複数の点から構 成されており、第１の星座は第２の星座より大きい合計数の点を有し、前記シン ボルの少なくともいくつかは、各対が適切な星座の第２の複数の点からの最大で １つのシンボルを含むようにコード化された第１の星座から選択された１つのシ ンボルおよび第２の星座から選択された１つのシンボルを含む対でコード化され る直角位相振幅変調を使用してデータを伝送する方法。