JPH07264162A - ディジタル信号変復調方法 - Google Patents
ディジタル信号変復調方法Info
- Publication number
- JPH07264162A JPH07264162A JP6053820A JP5382094A JPH07264162A JP H07264162 A JPH07264162 A JP H07264162A JP 6053820 A JP6053820 A JP 6053820A JP 5382094 A JP5382094 A JP 5382094A JP H07264162 A JPH07264162 A JP H07264162A
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- Japan
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ゴーストに強く、非線形特性のある伝送路に
も耐性のあるディジタル信号変復調方法を提供する。 【構成】 変調側では入力ディジタル信号に２段階の直
並列変換を行った後、これらの信号に符号化を施し、お
のおのの信号で複数の直交搬送波を変調し、無線周波数
に変換して伝送し、復調側では変調側とは逆の手順によ
りもとの信号を再生する方法。
も耐性のあるディジタル信号変復調方法を提供する。 【構成】 変調側では入力ディジタル信号に２段階の直
並列変換を行った後、これらの信号に符号化を施し、お
のおのの信号で複数の直交搬送波を変調し、無線周波数
に変換して伝送し、復調側では変調側とは逆の手順によ
りもとの信号を再生する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル信号の伝
送に必要とされる変復調方法に係り、特に、伝送路のマ
ルチパス特性と非線形特性に強い変復調方法に関するも
のである。
送に必要とされる変復調方法に係り、特に、伝送路のマ
ルチパス特性と非線形特性に強い変復調方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディジタル変調方法にはＰＳＫ
（位相シフトキーイング）、ＦＳＫ（周波数シフトキー
イング）などの単一周波数による方法と、マルチパスに
強いマルチ周波数によるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequen
cy Division Multiplex)などの変調方法が用いられてい
る。
（位相シフトキーイング）、ＦＳＫ（周波数シフトキー
イング）などの単一周波数による方法と、マルチパスに
強いマルチ周波数によるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequen
cy Division Multiplex)などの変調方法が用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】地上放送では各種の
障害物によるマルチパス（ゴースト）の妨害が大きな問
題である。これはアナログ、ディジタル伝送いずれにも
共通する問題であり、従来、波形等化などの手法で対処
してきたが、近年、複数の直交搬送波を用いることでマ
ルチパス妨害に強い特性をもつＯＦＤＭといわれる変調
方法がディジタル伝送で用いられるようになった。しか
し、ＯＦＤＭは多数の搬送波を用いるため、伝送路に非
線形特性があると相互変調妨害が起きやすく、伝送機器
の特性に厳しい制限が課される欠点があった。
障害物によるマルチパス（ゴースト）の妨害が大きな問
題である。これはアナログ、ディジタル伝送いずれにも
共通する問題であり、従来、波形等化などの手法で対処
してきたが、近年、複数の直交搬送波を用いることでマ
ルチパス妨害に強い特性をもつＯＦＤＭといわれる変調
方法がディジタル伝送で用いられるようになった。しか
し、ＯＦＤＭは多数の搬送波を用いるため、伝送路に非
線形特性があると相互変調妨害が起きやすく、伝送機器
の特性に厳しい制限が課される欠点があった。
【０００４】ＯＦＤＭは図５に示すように入力ディジタ
ル信号を直並列変換し（この場合は１：４の変換比）、
各信号でそれぞれ直交した搬送波を変調するマルチ搬送
波による変調方法である。伝送信号を微細にみたときの
スペクトラムは図３となる。各搬送波で伝送するディジ
タルデータのデータ長（Ｔ）は入力信号のデータ長の直
並列の変換比だけ長くなり、直並列変換をおこなわない
ものよりゴーストに対し強い特性となる。一方、変換比
の分だけ搬送波が増えるため、伝送路に非線形特性があ
ると、搬送波間で相互変調を起し妨害信号が発生する。
ル信号を直並列変換し（この場合は１：４の変換比）、
各信号でそれぞれ直交した搬送波を変調するマルチ搬送
波による変調方法である。伝送信号を微細にみたときの
スペクトラムは図３となる。各搬送波で伝送するディジ
タルデータのデータ長（Ｔ）は入力信号のデータ長の直
並列の変換比だけ長くなり、直並列変換をおこなわない
ものよりゴーストに対し強い特性となる。一方、変換比
の分だけ搬送波が増えるため、伝送路に非線形特性があ
ると、搬送波間で相互変調を起し妨害信号が発生する。
【０００５】そこで本発明の目的は、前述の問題を解決
し、入力信号に２段階の直並列変換を行なった後、これ
らの信号に符号化を施し、符号化された信号で複数の直
交搬送波を変調することにより、マルチパスに強く、非
線形特性のある伝送路にも耐性のあるディジタル信号変
復調方法を提供せんとするものである。
し、入力信号に２段階の直並列変換を行なった後、これ
らの信号に符号化を施し、符号化された信号で複数の直
交搬送波を変調することにより、マルチパスに強く、非
線形特性のある伝送路にも耐性のあるディジタル信号変
復調方法を提供せんとするものである。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明ディジタル信号変復調方法は、すなわち、デ
ィジタルデータを複数の変調波を用いて伝送するディジ
タル信号変復調方法において、変調側にあっては、入力
ディジタル信号を2 段階の時系列変換を行なう直並列変
換回路により直並列変換し、当該直並列変換された複数
の各出力信号に直交又は直交性の高いコード信号系列を
順次に乗算して符号化し、当該符号化された複数の出力
信号で複数の直交搬送波を変調した後、その出力ディジ
タル信号をアナログ信号に変換し所要の無線周波数に周
波数変換して伝送するとともに、復調側にあっては、前
記変調側とは逆の手順によりもとの前記入力ディジタル
信号を再生することを特徴とするものである。
め、本発明ディジタル信号変復調方法は、すなわち、デ
ィジタルデータを複数の変調波を用いて伝送するディジ
タル信号変復調方法において、変調側にあっては、入力
ディジタル信号を2 段階の時系列変換を行なう直並列変
換回路により直並列変換し、当該直並列変換された複数
の各出力信号に直交又は直交性の高いコード信号系列を
順次に乗算して符号化し、当該符号化された複数の出力
信号で複数の直交搬送波を変調した後、その出力ディジ
タル信号をアナログ信号に変換し所要の無線周波数に周
波数変換して伝送するとともに、復調側にあっては、前
記変調側とは逆の手順によりもとの前記入力ディジタル
信号を再生することを特徴とするものである。
【０００７】
【実施例】以下添付図面を参照し実施例により本願発明
を詳細に説明する。図１に本発明方法に係るディジタル
信号変調装置の全体構造図（ａ）とその部分符号化器の
構成図（ｂ）および図２にディジタル信号復調装置の全
体構成図（ａ）とその部分復号化器の構成図（ｂ）を示
す。図１，２図示の本発明の第１の実施例では、ディジ
タル入力信号Ｘの時系列変換を行なう直並列変換器１
と、この変換出力信号をさらに時系列変換を行なう別の
直並列変換器３とコード信号１２，１３，…，１４をそ
れぞれ前記別の直並列変換器３の各変換出力信号に乗算
する乗算器８と、乗算されたすべての信号を加算する加
算器９とを具えた符号化器２と、この複数の符号化器出
力信号で複数の直交搬送波を変調する逆ＦＦＴ（Fast F
ourier Transform) ４および並直列変換器５と、アナロ
グ信号へ変換するＤ／Ａ変換器６および低域通過フィル
タ（ＬＰＦ）７と、所定の無線周波数に周波数変換する
ための変換信号発生器（ｆ１）１１、乗算器８、９０°
移相器１０および加算器９とを具備するディジタル信号
変換装置と当該変調装置とは逆の信号処理をして原信号
を再生するディジタル信号復調装置とより構成されてい
る。
を詳細に説明する。図１に本発明方法に係るディジタル
信号変調装置の全体構造図（ａ）とその部分符号化器の
構成図（ｂ）および図２にディジタル信号復調装置の全
体構成図（ａ）とその部分復号化器の構成図（ｂ）を示
す。図１，２図示の本発明の第１の実施例では、ディジ
タル入力信号Ｘの時系列変換を行なう直並列変換器１
と、この変換出力信号をさらに時系列変換を行なう別の
直並列変換器３とコード信号１２，１３，…，１４をそ
れぞれ前記別の直並列変換器３の各変換出力信号に乗算
する乗算器８と、乗算されたすべての信号を加算する加
算器９とを具えた符号化器２と、この複数の符号化器出
力信号で複数の直交搬送波を変調する逆ＦＦＴ（Fast F
ourier Transform) ４および並直列変換器５と、アナロ
グ信号へ変換するＤ／Ａ変換器６および低域通過フィル
タ（ＬＰＦ）７と、所定の無線周波数に周波数変換する
ための変換信号発生器（ｆ１）１１、乗算器８、９０°
移相器１０および加算器９とを具備するディジタル信号
変換装置と当該変調装置とは逆の信号処理をして原信号
を再生するディジタル信号復調装置とより構成されてい
る。
【０００８】直列信号であるディジタルデータＸは直並
列変換器１により複数のデータＸ１，Ｘ２，Ｘ３…に変
換される。これらおのおののデータは符号化器２におい
てさらに別の直並列変換器３により複数のデータＸ１
１，Ｘ１２，…，Ｘ１ｎに変換される。図１（ｂ）では
信号Ｘ１がＸ１１，Ｘ１２，…，Ｘ１ｎに変換されるこ
とを示している。それぞれの変換信号は符号化信号であ
るｓ１，ｓ２，…，ｓｎと乗算される。符号化信号とし
ては直交性の高い信号が選ばれる。例えば、図４に示す
アダマール信号を使うことができるが、Ｍ系列などの疑
似ランダム信号またはウエーブレット信号などでもよ
い。乗算された複数の信号は加算器９において加算さ
れ、Ｘ１とデータレートの等しいＸ２１の信号となる。
符号化器の出力信号Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３…でＯＦＤ
Ｍと同様に複数の直交搬送波を変調４し、この信号から
並直列変換器５、Ｄ／Ａ変換器６および周波数シフト回
路により所定の周波数帯の信号を得る。
列変換器１により複数のデータＸ１，Ｘ２，Ｘ３…に変
換される。これらおのおののデータは符号化器２におい
てさらに別の直並列変換器３により複数のデータＸ１
１，Ｘ１２，…，Ｘ１ｎに変換される。図１（ｂ）では
信号Ｘ１がＸ１１，Ｘ１２，…，Ｘ１ｎに変換されるこ
とを示している。それぞれの変換信号は符号化信号であ
るｓ１，ｓ２，…，ｓｎと乗算される。符号化信号とし
ては直交性の高い信号が選ばれる。例えば、図４に示す
アダマール信号を使うことができるが、Ｍ系列などの疑
似ランダム信号またはウエーブレット信号などでもよ
い。乗算された複数の信号は加算器９において加算さ
れ、Ｘ１とデータレートの等しいＸ２１の信号となる。
符号化器の出力信号Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３…でＯＦＤ
Ｍと同様に複数の直交搬送波を変調４し、この信号から
並直列変換器５、Ｄ／Ａ変換器６および周波数シフト回
路により所定の周波数帯の信号を得る。
【０００９】復調装置は変調装置の特性と相対の特性と
なっている。ＦＦＴ１７の出力信号である復号化器１８
の入力Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３…は変調装置の符号化器
３の出力と同一になる。この信号はそれぞれ変調装置の
符号化信号ｓ１，ｓ２，…，ｓｎと同一の信号と乗算８
を行ない、時間τの積分とτ毎のサンプリングにより変
調装置と同一の信号Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎを得る。この信
号を並直列変換１９すれば変調装置入力信号Ｘが再生さ
れる。
なっている。ＦＦＴ１７の出力信号である復号化器１８
の入力Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３…は変調装置の符号化器
３の出力と同一になる。この信号はそれぞれ変調装置の
符号化信号ｓ１，ｓ２，…，ｓｎと同一の信号と乗算８
を行ない、時間τの積分とτ毎のサンプリングにより変
調装置と同一の信号Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎを得る。この信
号を並直列変換１９すれば変調装置入力信号Ｘが再生さ
れる。
【００１０】符号化器２、復号化器１８は相関検出の手
法を用いており、相関のない信号を排除できる特性があ
る。すなわち、伝送路に非線形特性があると複数の伝送
信号間で相互変調歪が生じ各伝送路に妨害信号が混入す
る。しかし、相関検出法では希望波に対しては相関出力
が大きくなり、妨害波に対しては相関が小さいためその
出力が小さくなり、相互変調妨害に強い特性となる。一
方、ＯＦＤＭと同様に複数の低レートの直交搬送波伝送
となっているのでマルチパスに強い特性ともなってい
る。
法を用いており、相関のない信号を排除できる特性があ
る。すなわち、伝送路に非線形特性があると複数の伝送
信号間で相互変調歪が生じ各伝送路に妨害信号が混入す
る。しかし、相関検出法では希望波に対しては相関出力
が大きくなり、妨害波に対しては相関が小さいためその
出力が小さくなり、相互変調妨害に強い特性となる。一
方、ＯＦＤＭと同様に複数の低レートの直交搬送波伝送
となっているのでマルチパスに強い特性ともなってい
る。
【００１１】符号化器，復号化器の相関検出の機能につ
いて更に以下に説明する。図４のアダマール信号を符号
化信号として用いた場合について説明する。図４でハイ
レベルを＋１、ロウレベルを−１に対応させる。直並列
変換された信号Ｘ１１に着目しこれを希望信号とする。
ここでは、この信号がτ時間＋１とする。ｓ１との乗算
の結果、τ時間＋１の信号となる。復調装置は復号化器
により再度ｓ１とτ時間にわたる積和がとられ、τ時間
後に標本化された値（ここでは正値）で信号の有無を判
定する。一方、別の搬送波からの妨害信号をここではα
ｓ２（α：妨害の大きさを表わす係数）とする。復号化
器ではｓ１とこの妨害信号とのあいだでτ時間にわたっ
て積和がとられた結果、図４に示す直交性によりこの妨
害信号による出力は零となり希望信号に影響しない。こ
の動作を相関検出という。
いて更に以下に説明する。図４のアダマール信号を符号
化信号として用いた場合について説明する。図４でハイ
レベルを＋１、ロウレベルを−１に対応させる。直並列
変換された信号Ｘ１１に着目しこれを希望信号とする。
ここでは、この信号がτ時間＋１とする。ｓ１との乗算
の結果、τ時間＋１の信号となる。復調装置は復号化器
により再度ｓ１とτ時間にわたる積和がとられ、τ時間
後に標本化された値（ここでは正値）で信号の有無を判
定する。一方、別の搬送波からの妨害信号をここではα
ｓ２（α：妨害の大きさを表わす係数）とする。復号化
器ではｓ１とこの妨害信号とのあいだでτ時間にわたっ
て積和がとられた結果、図４に示す直交性によりこの妨
害信号による出力は零となり希望信号に影響しない。こ
の動作を相関検出という。
【００１２】第２の実施例として変調装置では入力初段
の直並列変換器１と次段の符号化器２の順序を替え、復
調装置では終段の並直列変換器１９とその前段の復号化
器１８の順序を替えることで第１の実施例と同様の効果
を実現することができる変調装置を図６、復調装置を図
７に示す。以上２つの実施例により本願発明を説明して
きたが、本発明はこれらの実施例に限定されることはな
く、発明の要旨内で各種の変形、変更の可能なことは自
明であろう。例えば符号化信号は直交性の高い信号であ
ればアダマール信号に限定されるものではなく、前述の
Ｍ系列などの疑似ランダム信号、ウエーブレット信号な
どでも良く、また、直交搬送波の変復調には多数搬送波
の同期変復調回路でもよく、逆ＦＦＴ、ＦＦＴ回路に限
定されるものではない。
の直並列変換器１と次段の符号化器２の順序を替え、復
調装置では終段の並直列変換器１９とその前段の復号化
器１８の順序を替えることで第１の実施例と同様の効果
を実現することができる変調装置を図６、復調装置を図
７に示す。以上２つの実施例により本願発明を説明して
きたが、本発明はこれらの実施例に限定されることはな
く、発明の要旨内で各種の変形、変更の可能なことは自
明であろう。例えば符号化信号は直交性の高い信号であ
ればアダマール信号に限定されるものではなく、前述の
Ｍ系列などの疑似ランダム信号、ウエーブレット信号な
どでも良く、また、直交搬送波の変復調には多数搬送波
の同期変復調回路でもよく、逆ＦＦＴ、ＦＦＴ回路に限
定されるものではない。
【００１３】
【発明の効果】従来ディジタル伝送で用いられている変
調方法はマルチパス妨害による信号劣化が大きいとか、
非線形特性に弱いという欠点があり、この問題を同時に
解決できる変調方法がなかった。本発明は、将来主要な
メディアとなるディジタル伝送および放送システムにお
いて、上記の欠点を直交あるいは直交性の高い信号を用
いた符号化方法と直交搬送波手法を用いた簡易な構成で
解決できる利点があり、今後、ディジタル変調方法の主
要な技法となる可能性が高い。
調方法はマルチパス妨害による信号劣化が大きいとか、
非線形特性に弱いという欠点があり、この問題を同時に
解決できる変調方法がなかった。本発明は、将来主要な
メディアとなるディジタル伝送および放送システムにお
いて、上記の欠点を直交あるいは直交性の高い信号を用
いた符号化方法と直交搬送波手法を用いた簡易な構成で
解決できる利点があり、今後、ディジタル変調方法の主
要な技法となる可能性が高い。
【図１】本発明方法に係るディジタル信号変調装置第１
の実施例の全体構成（ａ）とその部分符号化器の構成
（ｂ）を示す図。
の実施例の全体構成（ａ）とその部分符号化器の構成
（ｂ）を示す図。
【図２】本発明方法に係るディジタル信号復調装置第１
の実施例の全体構成（ａ）とその部分復号化器の構成
（ｂ）を示す図。
の実施例の全体構成（ａ）とその部分復号化器の構成
（ｂ）を示す図。
【図３】従来のＯＦＤＭディジタル変調方法のスペクト
ル図。
ル図。
【図４】直交符号化信号の一例としてのアダマール信号
の波形図。
の波形図。
【図５】直並列変換の信号処理方法を説明する図。
【図６】本発明方法に係るディジタル信号変調装置第２
の実施例の全体構成（ａ）とその部分符号化器の構成
（ｂ）を示す図。
の実施例の全体構成（ａ）とその部分符号化器の構成
（ｂ）を示す図。
【図７】本発明方法に係るディジタル信号復調装置第２
の実施例の全体構成（ａ）とその部分復号化器の構成
（ｂ）を示す図。
の実施例の全体構成（ａ）とその部分復号化器の構成
（ｂ）を示す図。
１ 直並列変換器 ２ 符号化器 ３ 別の直並列変換器 ４ 逆高速フーリェ変換器（逆ＦＦＴ） ５ 並直列変換器 ６ Ｄ／Ａ変換器 ７ 低域通過フィルタ（ＬＰＦ） ８ 乗算器 ９ 加算器 １０ ９０°移相器 １１ 周波数変換信号発生器 １２，１３，１４ コード信号 １５ Ａ／Ｄ変換器 １６ 直並列変換器 １７ 高速フーリェ変換器（ＦＦＴ） １８ 復号化器 １９ 並直列変換器 ２０ 積分器 ２１ スイッチ
Claims (4)
- 【請求項１】 ディジタルデータを複数の変調波を用い
て伝送するディジタル信号変復調方法において、変調側
にあっては、入力ディジタル信号を2 段階の時系列変換
を行なう直並列変換回路により直並列変換し、当該直並
列変換された複数の各出力信号に直交又は直交性の高い
コード信号系列を順次に乗算して符号化し、当該符号化
された複数の出力信号で複数の直交搬送波を変調した
後、その出力ディジタル信号をアナログ信号に変換し所
要の無線周波数に周波数変換して伝送するとともに、復
調側にあっては、前記変調側とは逆の手順によりもとの
前記入力ディジタル信号を再生することを特徴とするデ
ィジタル信号変復調方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記特定
のコード信号系列を順次に乗算して符号化する手順が、
１段階目の直並列変換手順の後に行なわれ、その後２段
階目の直並列変換が行なわれることを特徴とするディジ
タル信号変復調方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の方法において、
前記コード信号系列がアダマール信号、Ｍ系列の疑似ラ
ンダム信号およびウエーブレット信号のいずれか１つの
信号であることを特徴とするディジタル信号変復調方
法。 - 【請求項４】 請求項１から３いずれか１項に記載の方
法において、前記直交搬送波を変調する手順が逆高速フ
ーリエ変換であり、復調側のこれとは逆の手順が高速フ
ーリエ変換であることを特徴とするディジタル信号変復
調方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05382094A JP3703861B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | ディジタル信号変調装置および復調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05382094A JP3703861B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | ディジタル信号変調装置および復調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07264162A true JPH07264162A (ja) | 1995-10-13 |
| JP3703861B2 JP3703861B2 (ja) | 2005-10-05 |
Family
ID=12953434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05382094A Expired - Lifetime JP3703861B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | ディジタル信号変調装置および復調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3703861B2 (ja) |
-
1994
- 1994-03-24 JP JP05382094A patent/JP3703861B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3703861B2 (ja) | 2005-10-05 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
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