JPH0787150A - 非線型16qam変復調方式 - Google Patents

非線型16qam変復調方式

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JPH0787150A
JPH0787150A JP5229815A JP22981593A JPH0787150A JP H0787150 A JPH0787150 A JP H0787150A JP 5229815 A JP5229815 A JP 5229815A JP 22981593 A JP22981593 A JP 22981593A JP H0787150 A JPH0787150 A JP H0787150A
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JP
Japan
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amplitude
signal
16qam
linear
discriminating
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Withdrawn
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JP5229815A
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Isao Ogata
庸 小形
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディジタル無線通信に用いられる非線型16
QAM変復調方式に関し、送信増幅器の消費電力を変え
ずにシステムゲインを高めることを目的とする。 【構成】 変調方式は、標準16QAMにおいて最大振
幅になるべき信号の入力を検出する最大振幅検出手段1
と、最大振幅検出手段1による前記信号の入力の検出に
基づき、前記信号の振幅を0.73倍に抑圧する振幅抑
圧手段2とを有する。復調方式は、受信した非線型16
QAM信号の象限を判別する象限判別手段3と、前記信
号の振幅を判別する振幅判別手段4と、前記信号の位相
を判別する位相判別手段5と、これら判別手段3,4,
5の各判別結果に基づき、前記受信非線型16QAM信
号が、標準16QAMの最大振幅になるべき信号である
か否かを判定する論理判定手段6と、論理判定手段6に
よる肯定の判定を受けて、前記受信非線型16QAM信
号の振幅を1.37倍に拡大する振幅復元手段7とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル無線通信に
用いられる非線型16QAM変復調方式に関し、特に標
準の線型16QAM変復調に対し、送信電力増幅器の消
費電力を増やさずにシステムゲインを高めるようにした
非線型16QAM変復調方式に関する。
【0002】一般に、受信機の雑音指数を改善したり、
増幅器の飽和出力を高める(消費電力が増大する)には
高価な代償を必要とする。本発明は、増幅器の消費電力
を変えずに、したがって、高価な代償を払わず約1dB
のシステムゲイン増加を実現した非線型16QAM変復
調方式に関する。
【0003】
【従来の技術】従来の標準16QAM(Quadrature Amp
litude Modulation)の信号配置は図19のようになる。
すなわち、最大振幅の信号は点1,4,13,16に示
す位置に配置され、最小振幅の信号は点6,7,10,
11に示す位置に配置され、そして、中間振幅の信号は
点2,3,5,8,9,12,14,15に示す位置に
配置される。最大振幅を1としたときの最小振幅信号間
距離a、およびBER(Bit Error Ratio)は下記式
(1),(2)でそれぞれ表される。
【0004】 a=21/2 /3=0.4714 ・・・ (1) BER=(5/8)erfc C/(10N) 1/2 ・・・ (2) なお、C/Nは搬送波電力対雑音電力比である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、ディジタル無
線通信では3次歪による符号間干渉を抑制する必要があ
り、そのためにはナイキスト無歪み条件が満たされる必
要がある。
【0006】しかし、送信機の増幅器の入力を増やして
いくと、入出力信号の振幅比(利得)、位相ともに直線
性を失い、ナイキスト無歪み条件が満たされなくなる。
したがって、直線性が保持される範囲内で送信増幅器を
使用しなければならず、そうした制約の下でシステムゲ
インを高めるには、従来、送信増幅機の飽和出力を高め
ざるを得なかった。しかし、これには送信機の消費電力
を増大させてしまうという問題があった。
【0007】なお、システムゲインは、送信機出力電力
と、規定誤り率を達成するに必要な最小受信電力との比
をdBで表したものである。本発明はこのような点に鑑
みてなされたものであり、送信増幅器の消費電力を変え
ずにシステムゲインを高めることを図った非線型16Q
AM変復調方式を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は、上記目的を達成
するために成された本発明の原理を説明する図であり、
(A)は非線型16QAM変調方式を、(B)は非線型
16QAM復調方式を示す。
【0009】非線型16QAM変調方式は、標準16Q
AMにおいて最大振幅になるべき信号の入力を検出する
最大振幅検出手段1と、最大振幅検出手段1による前記
信号の入力の検出に基づき、前記信号の振幅を0.73
倍に抑圧する振幅抑圧手段2とを有することを特徴とす
る。
【0010】非線型16QAM復調方式は、受信した非
線型16QAM信号の象限を判別する象限判別手段3
と、前記受信非線型16QAM信号の振幅を判別する振
幅判別手段4と、前記受信非線型16QAM信号の位相
を判別する位相判別手段5と、象限判別手段3、振幅判
別手段4、および位相判別手段5の各判別結果に基づ
き、前記受信非線型16QAM信号が、標準16QAM
の最大振幅になるべき信号であるか否かを判定する論理
判定手段6と、論理判定手段6による肯定の判定を受け
て、前記受信非線型16QAM信号の振幅を1.37倍
に拡大する振幅復元手段7とを有することを特徴とす
る。
【0011】また、前記論理判定手段6および振幅復元
手段7に代わって、象限判別手段、振幅判別手段、およ
び位相判別手段の各判別結果に基づき、本来の復調信号
を組み立てる論理処理手段を有するようにしてもよい。
【0012】さらに、以上のような非線型16QAM変
調方式および非線型16QAM復調方式を有した非線型
16QAM変復調方式が提供される。
【0013】
【作用】まず、本発明に係る非線型16QAMの信号配
置を図2に示す。すなわち、点1,4,13,16の最
大振幅信号は、3次歪による符号間干渉を抑制する必要
から固定せざるを得ないため、そのままの位置にする。
その代わり、図19で示した点2,3,5,8,9,1
2,14,15の中間振幅信号を、最大振幅信号の点
1,4,13,16が形成する円周上に配置する。それ
らの配置位置を新たに点2a,3a,5a,8a,9
a,12a,14a,15aとする。図19で示した点
6,7,10,11の最小振幅信号については、それら
の最小振幅信号間距離aをb(b/a=1.1)に若干
大きくしてそれらの配置位置を新たに点6a,7a,1
0a,11aとする。
【0014】以上により、非線型16QAM信号では、
最大振幅を1とするとき最小振幅は0.366(=b/
1/2 )となる。中間振幅がなくなり、誤り発生率は大
幅に低減できる。また、中間振幅信号を円周上へ配置し
ても送信増幅器の消費電力は不変である。さらに、最小
振幅信号は標準比で若干大きくでき、これはBERの改
善に寄与する。
【0015】なお、実際の非線型16QAM変調では、
まず、最大振幅信号(点1,4,13,16に位置する
信号)だけを、中間振幅信号(点2,3,5,8,9,
12,14,15に位置する信号)が形成する円周上に
一度抑制(振幅を縮小)した後、最小振幅信号(点6,
7,10,11に位置する信号)を含めた全部の信号の
振幅を、抑制された最大振幅信号が元の最大振幅信号の
円周上に位置するまで拡大する。一方、実際の非線型1
6QAM復調では、最大振幅信号(点1,4,13,1
6に位置する信号)だけを、標準の16QAMの中間振
幅信号に相当する信号(点2a,3a,5a,8a,9
a,12a,14a,15aに位置する信号)から分離
して拡大して標準の16QAMに復元する。
【0016】図3は、非線型16QAM変調での最大振
幅信号の振幅の抑制比率と非線型16QAM復調での最
大振幅信号の振幅の復元比率とを説明する図である。す
なわち、図は第I象限だけを示すが、点16に位置する
最大振幅信号を、点12,15に位置する中間振幅信号
が形成する円周上に抑制したときの最大振幅信号の位置
を16aとし、この円周の半径を1とすると、点0−点
16a間距離が1であり、点0−点16間距離が(1+
1/2 /2)1/2 =1.366となる。
【0017】したがって、点16に位置する最大振幅信
号の振幅を1.366の逆数(0.732)倍すれば、
点16aに位置する最大振幅信号の振幅が得られる。逆
に、点16aに位置する最大振幅信号の振幅を1.36
6倍すれば、点16に位置する最大振幅信号の振幅が得
られることになる。
【0018】こうした点に着目して、図1に示す非線型
16QAM変調方式おいては、最大振幅検出手段1が、
標準16QAMにおいて最大振幅になるべき信号の入力
を検出する。振幅抑圧手段2は、最大振幅検出手段1に
よる前記信号の入力の検出に基づき、前記最大振幅にな
るべき信号の振幅を0.73倍に抑圧する。
【0019】一方、非線型16QAM復調方式では、受
信した非線型16QAM信号に対し、象限判別手段3が
象限を判別し、振幅判別手段4が振幅を判別し、位相判
別手段5が位相を判別する。これら各判別手段の各判別
結果に基づき、前記受信した非線型16QAM信号が、
標準16QAMの最大振幅になるべき信号であるか否か
を判定する。振幅復元手段7は、論理判定手段6から肯
定の判定を受けて、前記受信した非線型16QAM信号
の振幅を1.37倍に拡大して元の最大振幅信号の振幅
を復元する。
【0020】なお、論理判定手段6および振幅復元手段
7に代わって、論理処理手段を設け、象限判別手段、振
幅判別手段、および位相判別手段の各判別結果に基づ
き、本来の復調信号を組み立てるようにしてもよい。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図4は、本発明の第1の実施例のブロック図であ
り、非線型16QAM変調装置を含むディジタル無線送
信機を示す。
【0022】Ich,Qchの大振幅および小振幅を表す2
値データのIchMSB,IchLSB,QchMSB,Qch
LSBが、Ich用D/A変換器21、Qch用D/A変換
器22へ入力するが、その入力の際に、後述する最大振
幅検出器23および振幅調整器24が介在する。すなわ
ち、最大振幅検出器23がIchMSB,IchLSB,Q
chMSB,QchLSBを基に最大振幅信号(図19の点
1,4,13,16に位置する信号)の入力を検出し、
その入力が検出されたとき、振幅調整器24がその最大
振幅信号の振幅を0.73倍に縮小する。
【0023】こうした最大振幅信号の振幅に縮小が行わ
れた信号がD/A変換器21,22へ送られる。その
後、低域フィルタ(LF)25,26、16QAM変調
器27、帯域フィルタ(BF)28、送信周波数変換器
29、送信電力増幅器30を経て非線型16QAM信号
の送信出力がアンテナ(図示せず)から送出される。な
お、送信周波数変換器29は、16QAM変調器27が
直接変調を行う場合には不要である。
【0024】図5は最大振幅検出器23の内部構成を示
すブロック図である。すなわち、最大振幅検出器23
は、AND回路23a〜23hおよびOR回路23iか
ら構成され、AND回路23a〜23dへIchMSB,
IchLSB,QchMSB,QchLSBが入力され、OR
回路23iの出力が制御出力として振幅調整器24へ送
られる。
【0025】例えば、図19の点1に位置する最大振幅
信号が入力した場合、IchMSB,IchLSB,QchM
SB,QchLSBはそれぞれ、「0,0,0,0」とな
るから、AND回路23a〜23dの出力はそれぞれ、
「0,1,0,1」となる。したがって、AND回路2
3e〜23hの出力はそれぞれ、「0,0,0,1」と
なり、第III象限の最大振幅信号が入力していること
が判る。OR回路23iの出力は「1」となり、これを
受けて振幅調整器24がこの最大振幅信号の振幅の縮小
を行う。
【0026】同様に、例えば、図19の点4に位置する
最大振幅信号が入力した場合、IchMSB,IchLS
B,QchMSB,QchLSBはそれぞれ、「1,1,
0,0」となるから、AND回路23a〜23dの出力
はそれぞれ、「1,0,0,1」となる。したがって、
AND回路23e〜23hの出力はそれぞれ、「0,
1,0,0」となり、第IV象限の最大振幅信号が入力
していることが判る。OR回路23iの出力は「1」と
なり、これを受けて振幅調整器24がこの最大振幅信号
の振幅の縮小を行う。
【0027】図19の点13,16に位置する最大振幅
信号がそれぞれ入力した場合、同様にOR回路23iの
出力が「1」となり、これを受けて振幅調整器24がこ
れらの最大振幅信号の振幅の縮小を行う。なお、図19
の点1,4,13,16に位置する最大振幅信号でない
信号が入力した場合、OR回路23iの出力は「0」と
なり、振幅調整器24では振幅の縮小を行わない。
【0028】振幅調整器24は、異なる抵抗値を有する
抵抗器を並列接続した回路を備え、最大振幅検出器23
から制御出力が送られたときに、入力した最大振幅信号
が、高い抵抗値を有する経路を通過するようにさせる。
これらの抵抗値を適切に設定することにより、図19の
点1,4,13,16に位置する最大振幅信号の振幅だ
けを0.73倍に抑圧する。
【0029】なお、こうした振幅調整器24をD/A変
換器21,22に内蔵させるように構成してもよい。図
6は、本発明の第2の実施例のブロック図であり、非線
型16QAM変調装置を含むディジタル無線送信機を示
す。第2の実施例の構成は第1の実施例の構成と基本的
には同じであるので、同一構成部分には同一の符号を付
してそれらの説明を省略する。
【0030】第2の実施例では、振幅調整器31の設置
位置が第1の実施例と異なる。すなわち、振幅調整器3
1が、D/A変換器21,22と16QAM変調器27
との間に設けられる。なお、第2の実施例でも16QA
M変調器27の前後には低域フィルタ25および帯域フ
ィルタ28が設けられるが、図示を省略してある。
【0031】振幅調整器31は、最大振幅検出器23か
ら制御出力を送られると、D/A変換器21,22から
の最大振幅信号の振幅に係る出力電圧を0.73倍に抑
圧する。
【0032】図7は、本発明の第3の実施例のブロック
図であり、非線型16QAM変調装置を含むディジタル
無線送信機を示す。第3の実施例の構成は第1の実施例
の構成と基本的には同じであるので、同一構成部分には
同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【0033】第3の実施例では、振幅調整器32の設置
位置が第1の実施例と異なる。すなわち、振幅調整器3
2が、16QAM変調器27と送信周波数変換器29と
の間に設けられる。なお、第3の実施例でも16QAM
変調器27の前後には低域フィルタ25および帯域フィ
ルタ28が設けられるが、図示を省略してある。
【0034】振幅調整器32は、最大振幅検出器23か
ら制御出力を送られると、16QAM変調器27からの
最大振幅信号の振幅に係る出力電圧を0.73倍に抑圧
する。
【0035】図8は、本発明の第4の実施例のブロック
図であり、非線型16QAM変調装置を含むディジタル
無線送信機を示す。第4の実施例の構成は第1の実施例
の構成と基本的には同じであるので、同一構成部分には
同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【0036】第4の実施例では、振幅調整器33の設置
位置が第1の実施例と異なる。すなわち、振幅調整器3
3が、送信電力増幅器30の入力部に設けられる。な
お、第4の実施例でも16QAM変調器27の前後には
低域フィルタ25および帯域フィルタ28が設けられる
が、図示を省略してある。
【0037】振幅調整器33は、最大振幅検出器23か
ら制御出力を送られると、最大振幅信号の振幅に係る送
信電力増幅器30への入力電圧を0.73倍に抑圧す
る。つぎに、このようにして送出された非線型16QA
M信号を受信して復調する非線型16QAM復調方式に
ついて説明する。
【0038】図9は、本発明の第5の実施例のブロック
図であり、非線型16QAM復調装置を含むディジタル
無線受信機を示す。非線型16QAM信号を受信する
と、後に詳述する最大振幅検出器34によって、図2に
示す点1,2a,3a,4,5a,8a,9a,12
a,13,14a,15a,16に位置する大振幅信号
の中から、最大振幅信号になるべき点1,4,13,1
6の信号を検出する。一方、入力した非線型16QAM
信号は遅延回路35を経て振幅調整器36へ送られる。
遅延回路35は、最大振幅検出器34の処理時間に相当
する遅延時間だけ非線型16QAM信号の通過を遅らせ
る。
【0039】振幅調整器36は、最大振幅検出器34か
ら、最大振幅信号になるべき点1,4,13,16の信
号のいずれかが入力したことを知らされると、その信号
の振幅だけを1.37倍に拡大し、これによって線型の
16QAM信号を復元する。この復元された信号が標準
16QAM復調器37およびA/D変換器38を経てI
chMSB,IchLSB,QchMSB,QchLSBとして
出力される。
【0040】次に、最大振幅検出器34について説明す
る。図10は最大振幅検出器34の原理を説明する図で
ある。すなわち、非線型16QAM信号の復調に、標準
の16QAM復調器をそのまま用いたのでは符号誤り率
を改善できない。符号誤り率を改善するためには、本来
の最大振幅信号を検出して元の振幅に復元する必要があ
る。本来の最大振幅信号を検出するには、受信した非線
型16QAM信号に対して象限判定(象限判定部34
a)、位相判定(位相判定部34b)、振幅判定(振幅
判定部34c)を行い、これらの各判定結果に基づき論
理処理部34dで最大振幅信号になるべき点1,4,1
3,16の信号を検出する。
【0041】つまり、例えば、象限判定部34aにおい
て第I象限と判定されれば、入力した信号は図2の点1
1a,12a,15a,16のいずれかに位置する信号
であり、さらに、位相判定部34bにおいて45度の位
相であると判定されれば、入力信号は点11a,16の
いずれかに位置する信号に限定され、一方、振幅判定部
34cにおいて大振幅であると判定されれば、入力信号
は点12a,15a,16のいずれかに位置する信号に
限定される。したがって、論理処理部34dにより入力
信号は点16に位置する信号と特定される。
【0042】図11は最大振幅検出器34の具体的構成
を示すブロック図である。すなわち、非線型16QAM
信号が16QAM復調器41へ入力し、16QAM復調
器41からIchMSB,QchMSBが出力される。これ
らのIchMSB,QchMSBが論理処理部47へ象限判
定情報として送られ、論理処理部47で象限判定が行わ
れる。また、16QAM復調器41には振幅判定部4
2、奇象限位相判定部43、偶象限位相判定部44が接
続され、そのうちの振幅判定部42の出力はそのまま論
理処理部47へ、奇象限位相判定部43、偶象限位相判
定部44の各出力はA/D変換部45、46を経て論理
処理部47へ接続される。
【0043】これら各部の具体的構成を以下に説明す
る。図12は振幅判定部42の具体的な構成を説明する
図であり、(A)は構成を、(B)は識別方法を、
(C)は基準値を示す。
【0044】非線型16QAM信号の標準の16QAM
復調器41への入力を取り出し、それを整流・平滑部4
2aで処理し、(B)に示すような出力値を得るように
する。すなわち、(B)に示す波形51は、(C)に示
す点1,2a,3a,4,5a,8a,9a,12a,
13,14a,15a,16に位置する大振幅信号が入
力したときの出力値であり、または(B)に示す波形5
2は、点6a,7a,10a,11aに位置する小振幅
信号が入力したときの出力値である。波形51の振幅を
1としたとき波形52の振幅は0.366になる。
(A)に戻って、振幅識別部42bで、整流・平滑部4
2aからの出力値をサンプリングして基準値0.683
と比較し、入力した非線型16QAM信号が大振幅信号
であるか、小振幅信号であるかを識別する。基準値0.
683は(B)に点線で示すレベルであり、また、
(C)に示す点線の円に相当し、したがって、確実に入
力信号の大小振幅識別ができる。
【0045】図13,14は奇象限位相判定部43、偶
象限位相判定部44の具体的な構成を説明する図であ
り、図13の(A)はそれらの構成を、(B)は位相検
出用基準キャリアを示す。図14の(A)は奇象限での
信号を、(B)は位相検出結果を示す。
【0046】標準の16QAM復調器41で復調された
Ich,Qch信号を基に、基準キャリア再生回路53は、
Ich用復調用基準キャリアおよびQch用復調用基準キャ
リアを作成し16QAM復調器41へ戻すとともに、I
ch用基準キャリアおよびQch用基準キャリアを45度回
転して、奇(I,III)象限位相検出用基準キャリア
54および偶(II,IV)象限位相検出用基準キャリ
ア55を作成し、位相検出器56へ出力する。位相検出
器56は、これらの位相検出用基準キャリア54、55
で非線型16QAM信号を位相検波して最大振幅信号が
位置すべき位相上にある信号を識別する。
【0047】位相検出器56の動作を図14を参照して
説明する。すなわち、位相検出器56が、例えば、奇
(I,III)象限位相検出用基準キャリア54で非線
型16QAM信号を位相検波したとすると、第I,II
I象限には(A)に示す8つの信号が存在するが、その
うち、点1,6a,11a,16に位置する信号が位相
検出器56へ入力している場合だけ位相検出器56の出
力は0Vとなる。これにより、最大振幅信号がとる位相
上にある信号が検出できる。
【0048】図15(A)は振幅判定部42の他の構成
例を示すブロック図であり、図15(B)は論理処理部
47で行われる象限判定を説明する図である。非線型1
6QAM信号が標準の16QAM復調器57で復調さ
れ、A/D変換器58を経てIchMSB,IchLSB,
QchMSB,QchLSBとして出力される。そのうちの
IchMSB,QchMSBが論理処理部47へ象限判定情
報として送られる。論理処理部47では、(B)に示す
ように、(1,1)が入力されれば、入力した非線型1
6QAM信号は第I象限にあると判断し、(0,1)が
入力されれば、入力した非線型16QAM信号は第II
象限にあると判断し、(0,0)が入力されれば、入力
した非線型16QAM信号は第III象限にあると判断
し、(1,0)が入力されれば、入力した非線型16Q
AM信号は第IV象限にあると判断する。
【0049】また、IchMSB,IchLSB,QchMS
B,QchLSBがOR回路59またはNAND回路60
へ入力する。入力した非線型16QAM信号が大振幅信
号であれば、OR回路59あるいはNAND回路60が
「1」を出力し、小振幅信号であれば、「0」を出力す
る。これにより、振幅判定ができる。
【0050】図16は、本発明の第6の実施例のブロッ
ク図である。第6の実施例の構成は、第5の実施例の構
成と基本的に同一であるが、ただし、振幅調整器61が
標準16QAM復調器37とA/D変換器38との間に
設けられる点だけが第5の実施例と異なっている。振幅
調整器61は、最大振幅検出器34から、最大振幅信号
になるべき点1,4,13,16の信号のいずれかが入
力したことを知らされると、その信号の振幅だけを1.
37倍に拡大し、これによって線型のIch,Qch信号を
復元する。
【0051】図17は本発明の第7の実施例のブロック
図である。第7の実施例は、第5の実施例や第6の実施
例のように最大振幅信号になるべき点1,4,13,1
6の信号の振幅を1.37倍に拡大することは行わず、
論理処理によって、直接、標準のIchMSB,IchLS
B,QchMSB,QchLSBを復元してしまう装置であ
る。
【0052】すなわち、非線型16QAM信号は位相判
定部63,64、および16QAM復調器67へ入力さ
れる。16QAM復調器67は復調信号を振幅判定部6
2へ出力し、また基準キャリアを位相判定部63,64
へ出力し、さらに象限判定情報を論理処理部68へ出力
する。位相判定部63,64の各出力はA/D変換器6
5,66を経て論理処理部68へ送られ、また論理処理
部68には振幅判定部62の出力と、16QAM復調器
67からの象限判定情報とが送られる。論理処理部68
は標準のIchMSB,IchLSB,QchMSB,QchL
SBを出力する。なお、振幅判定部62へは、図に点線
で示すように、非線型16QAM信号を直接加え、IF
入力による振幅判定を行うようにしてもよい。
【0053】振幅判定部62、位相判定部63、位相判
定部64、16QAM復調器67、A/D変換器65,
66は、図11に示す振幅判定部42、奇象限位相判定
部43、偶象限位相判定部44、16QAM復調器4
1、A/D変換器45,46とそれぞれ対応して同じ機
能を備えている。
【0054】論理処理部68は、振幅判定部62、位相
判定部63,64、16QAM復調器67からの判定情
報に基づき、図2に示す各信号を特定し、その上で、図
2に示す各信号と図19に示す各信号との対応付けテー
ブルを参照して標準のIchMSB,IchLSB,QchM
SB,QchLSBを出力する。
【0055】以上のように、図2に示すような非線型1
6QAM信号を利用することにより、送信増幅器の消費
電力を変えずにシステムゲインを約1dB改善すること
が可能となる。
【0056】すなわち、前述のように最小振幅信号間距
離が標準16QAM信号ではa、非線型16QAM信号
ではbであり、b/aが1.1になっている。一方、C
/N改善量は20log(b/a)と表される。したが
って、非線型16QAMにおけるC/N改善量は0.8
1dBとなる。
【0057】ところで、非線型16QAMでのBERは
下記式(3)で表せる。 BER=(5/12)erfc C/(8.3N) 1/2 ・・・ (3) ここで、BER10-6点でのC/Nを、式(3)のBE
Rに10-6を代入して求めると、 C/N=19.6554 dB ・・・ (4) また、式(3)の係数(5/12)を3/2(=誤り低
減係数32/48)倍し、式(3)のBERに10-6
代入してC/Nを求めると、 C/N=19.8025 dB ・・・ (5) 式(4),(5)で示される値の差0.1471dB
は、係数変化によるBER10-6点での等価C/N改善
量である。
【0058】したがって、システムゲインの増加は、
0.81dBと0.1471dBとの和0.96dB、
すなわち約1dBとなる。システムゲイン約1dBの改
善は送信機出力の1dB増や受信機の雑音指数の1dB
減と等価な効果である。
【0059】図18は、式(3)および前述の式(2)
をグラフ化したものであり、式(3)が図の非線形16
QAMに対応し、式(2)が図の線形16QAMに対応
する。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、中間振
幅信号の振幅を最大振幅信号の振幅と同じにした非線型
16QAM信号を利用することにより、送信増幅器の消
費電力を変えずにシステムゲインを約1dB改善するこ
とが可能となる。これは、送信機出力が1dB増加した
ことや受信機の雑音指数が1dB減少したことに相当
し、装置コストの低下に寄与すること甚大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明に係るの非線型16QAM信号の配置図
である。
【図3】非線型16QAM変調での最大振幅信号の振幅
の抑制比率と非線型16QAM復調での最大振幅信号の
振幅の復元比率とを説明する図である。
【図4】本発明の第1の実施例のブロック図であり、非
線型16QAM変調装置を含むディジタル無線送信機を
示す。
【図5】最大振幅検出器の内部構成を示すブロック図で
ある。
【図6】本発明の第2の実施例のブロック図であり、非
線型16QAM変調装置を含むディジタル無線送信機を
示す。
【図7】本発明の第3の実施例のブロック図であり、非
線型16QAM変調装置を含むディジタル無線送信機を
示す。
【図8】本発明の第4の実施例のブロック図であり、非
線型16QAM変調装置を含むディジタル無線送信機を
示す。
【図9】本発明の第5の実施例のブロック図であり、非
線型16QAM復調装置を含むディジタル無線受信機を
示す。
【図10】最大振幅検出器の原理を説明する図である。
【図11】最大振幅検出器の具体的構成を示すブロック
図である。
【図12】振幅判定部の具体的な構成を説明する図であ
る。
【図13】奇象限位相判定部、偶象限位相判定部の具体
的な構成を説明する図である。
【図14】奇象限位相判定部、偶象限位相判定部の具体
的な構成を説明する図である。
【図15】振幅判定部の他の構成例を説明する図であ
る。
【図16】本発明の第6の実施例のブロック図であり、
非線型16QAM復調装置を含むディジタル無線受信機
を示す。
【図17】本発明の第7の実施例のブロック図であり、
非線型16QAM復調装置を含むディジタル無線受信機
を示す。
【図18】BERとC/Nとの関係を示すグラフであ
る。
【図19】従来の標準16QAMの信号配置図である。
【符号の説明】 1 最大振幅検出手段 2 振幅抑圧手段 3 象限判別手段 4 振幅判別手段 5 位相判別手段 6 論理判定手段 7 振幅復元手段

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル無線通信に用いられる非線型
    16QAM変調方式において、 標準16QAMにおいて最大振幅になるべき信号の入力
    を検出する最大振幅検出手段(1)と、 前記最大振幅検出手段(1)による前記信号の入力の検
    出に基づき、前記信号の振幅を0.73倍に抑圧する振
    幅抑圧手段(2)と、 を有することを特徴とする非線型16QAM変調方式。
  2. 【請求項2】 前記最大振幅検出手段(1)は、ディジ
    タル変調器の前段のD/A変換器の前に設けられること
    を特徴とする請求項1記載の非線型16QAM変調方
    式。
  3. 【請求項3】 前記振幅抑圧手段(2)は、ディジタル
    変調器の前段のD/A変換器の入力部に設けられること
    を特徴とする請求項1記載の非線型16QAM変調方
    式。
  4. 【請求項4】 前記振幅抑圧手段(2)は、D/A変換
    器とディジタル変調器と間に設けられることを特徴とす
    る請求項1記載の非線型16QAM変調方式。
  5. 【請求項5】 前記振幅抑圧手段(2)は、ディジタル
    変調器の後段に設けられることを特徴とする請求項1記
    載の非線型16QAM変調方式。
  6. 【請求項6】 前記振幅抑圧手段(2)は、電力増幅器
    の入力部に設けられることを特徴とする請求項1記載の
    非線型16QAM変調方式。
  7. 【請求項7】 ディジタル無線通信に用いられる非線型
    16QAM復調方式において、 受信した非線型16QAM信号の象限を判別する象限判
    別手段(3)と、 前記受信非線型16QAM信号の振幅を判別する振幅判
    別手段(4)と、 前記受信非線型16QAM信号の位相を判別する位相判
    別手段(5)と、 前記象限判別手段(3)、振幅判別手段(4)、および
    位相判別手段(5)の各判別結果に基づき、前記受信非
    線型16QAM信号が、標準16QAMの最大振幅にな
    るべき信号であるか否かを判定する論理判定手段(6)
    と、 前記論理判定手段(6)による肯定の判定を受けて、前
    記受信非線型16QAM信号の振幅を1.37倍に拡大
    する振幅復元手段(7)と、 を有することを特徴とする非線型16QAM復調方式。
  8. 【請求項8】 標準16QAM復調器をさらに有し、 前記振幅復元手段(7)は、前記標準16QAM復調器
    の前に設けられてIF信号の振幅を1.37倍に拡大す
    ることを特徴とする請求項7記載の非線型16QAM復
    調方式。
  9. 【請求項9】 標準16QAM復調器をさらに有し、 前記振幅復元手段(7)は、前記標準16QAM復調器
    の後に設けられて復調された信号の振幅を1.37倍に
    拡大することを特徴とする請求項7記載の非線型16Q
    AM復調方式。
  10. 【請求項10】 ディジタル無線通信に用いられる非線
    型16QAM復調方式において、 受信した非線型16QAM信号の象限を判別する象限判
    別手段と、 前記受信非線型16QAM信号の振幅を判別する振幅判
    別手段と、 前記受信非線型16QAM信号の位相を判別する位相判
    別手段と、 前記象限判別手段、振幅判別手段、および位相判別手段
    の各判別結果に基づき、本来の復調信号を組み立てる論
    理処理手段と、 を有することを特徴とする非線型16QAM復調方式。
  11. 【請求項11】 ディジタル無線通信に用いられる非線
    型16QAM変復調方式において、 標準16QAMにおいて最大振幅になるべき信号の入力
    を検出する最大振幅検出手段(1)と、前記最大振幅検
    出手段(1)による前記信号の入力の検出に基づき、前
    記信号の振幅を0.73倍に抑圧する振幅抑圧手段
    (2)とを、少なくとも有する非線型16QAM変調方
    式と、 受信非線型16QAM信号の象限を判別する象限判別手
    段(3)と、前記受信非線型16QAM信号の振幅を判
    別する振幅判別手段(4)と、前記受信非線型16QA
    M信号の位相を判別する位相判別手段(5)と、前記象
    限判別手段(3)、振幅判別手段(4)、および位相判
    別手段(5)の各判別結果に基づき、前記受信非線型1
    6QAM信号が、標準16QAMの最大振幅になるべき
    信号であるか否かを判定する論理判定手段(6)と、前
    記論理判定手段(6)による肯定の判定を受けて、前記
    受信非線型16QAM信号の振幅を1.37倍に拡大す
    る振幅復元手段(7)とを、少なくとも有する非線型1
    6QAM復調方式と、 からなる非線型16QAM変復調方式。
  12. 【請求項12】 ディジタル無線通信に用いられる非線
    型16QAM変復調方式において、 標準16QAMにおいて最大振幅になるべき信号の入力
    を検出する最大振幅検出手段(1)と、前記最大振幅検
    出手段(1)による前記信号の入力の検出に基づき、前
    記信号の振幅を0.73倍に抑圧する振幅抑圧手段
    (2)とを、少なくとも有する非線型16QAM変調方
    式と、 受信非線型16QAM信号の象限を判別する象限判別手
    段と、前記受信非線型16QAM信号の振幅を判別する
    振幅判別手段と、前記受信非線型16QAM信号の位相
    を判別する位相判別手段と、前記象限判別手段、振幅判
    別手段、および位相判別手段の各判別結果に基づき、本
    来の復調信号を組み立てる論理処理手段とを、少なくと
    も有する非線型16QAM復調方式と、 からなる非線型16QAM変復調方式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004051953A1 (ja) * 2002-12-05 2004-06-17 Hitachi Kokusai Electric Inc. 通信方法
JP2008005067A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Yokohama National Univ シングルキャリア変調方法、およびシングルキャリア変調装置

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WO2004051953A1 (ja) * 2002-12-05 2004-06-17 Hitachi Kokusai Electric Inc. 通信方法
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