JPH08116341A - ディジタル変調装置及び復調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誤り訂正符号を用いるディジタル変調方式に
おけるディジタル変調装置及び復調装置において、バー
スト誤りに対する誤り訂正能力を向上させる。 【構成】 入力データ列はスクランブラ１に入力され、
直並列変換手段２により分配され、符号器３，４，５，
６に入力される。各符号器の各１ビットからなるデータ
は、信号点マッピング手段７において、１つの信号点を
表わすデータに変換された後、変調手段９において搬送
波を変調し伝送路９に出力される。受信信号は、復調手
段１０において復調され、信号点判定および逆マッピン
グ手段１１に入力され、４系列の各１ビットからなるデ
ータに変換された後、復号器１２，１３，１４，１５に
入力される。各復号器の出力は、並直列変換手段１６に
より１系列に多重化されディスクランブラ１７に入力さ
れ出力データ列となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誤り訂正符号を用いる
ディジタル変調方式におけるディジタル変調装置および
ディジタル復調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平４−２６７６５０号公報に
記載されているように、ディジタル変調方式を用いてデ
ータを伝送する際、データ列を誤り訂正符号化したデー
タをディジタル変調して送信し、受信時にディジタル復
調したデータ列に誤り検出あるいは誤り訂正を行ない、
元のデータを得るものが知られている。このようにする
と、誤り訂正符号の生成多項式の次数を上げれば、ある
程度の訂正能力が得られる。しかし、ディジタル復調の
際に、１信号点の判定誤りが複数のビットに波及し、バ
ースト誤りを発生するため、誤り訂正能力に限界があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、誤り訂正符号を用いるディ
ジタル変調方式におけるディジタル変調装置及び復調装
置において、バースト誤りに対する誤り訂正能力を向上
させることを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、ディジタル変調装置において、送
信データを複数系列化する分配手段と、該分配手段の複
数系列出力ごとに誤り訂正符号化をする符号器と、該符
号器の複数系列出力の各少なくとも１ビットからなる１
グループのデータを入力し信号空間上の１つの信号点を
表わすデータを出力するマッピング手段と、該マッピン
グ手段の出力を入力し変調して送信信号とする手段を有
することを特徴とするものである。

【０００５】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載のディジタル変調装置において、前記送信デー
タは、入力データ列を入力するスクランブラの出力であ
ることを特徴とするものである。

【０００６】請求項３に記載の発明においては、ディジ
タル復調装置において、受信信号を復調する復調手段
と、該復調手段の出力から信号点を判定し逆マッピング
することにより各少なくとも１ビットからなる複数系列
のデータを出力する判定手段と、該判定手段の複数系列
の出力ごとに誤り訂正符号を復号する復号器と、各復号
器の複数系列出力を１系列に多重化して受信データとす
る手段を有することを特徴とするものである。

【０００７】請求項４に記載の発明においては、請求項
３に記載のディジタル復調装置において、前記受信デー
タは、ディスクランブラに入力され出力データ列となる
ことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、ディジタル変調装置及び復調
装置において、ディジタル変調信号の信号空間上の信号
点を決定する１グループを構成する各割当てビットに対
し複数系列の誤り訂正をするので、バースト誤りに対す
る誤り訂正能力が向上する。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を説明するための
ブロック図である。図中、１はスクランブラ、２は直並
列変換手段、３，４，５，６は符号器、７は信号点マッ
ピング手段、８は変調手段、９は伝送路、１０は復調手
段、１１は信号点判定および逆マッピング手段、１２，
１３，１４，１５は復号器、１６は並直列変換手段、１
７はディスクランブラである。入力データ列はスクラン
ブラ１に入力され、送信データとなる。送信データは、
直並列変換手段２により４系列のデータに分配される。
この４系列のデータは、それぞれ４系列の符号器３，
４，５，６に入力される。各符号器３，４，５，６の各
少なくとも１ビットからなる１グループのデータは、信
号点マッピング手段７に入力され、信号空間上の１つの
信号点を表わすデータに変換される。この信号点を表わ
すデータは、変調手段９に入力され、搬送波を変調し、
送信信号となり、伝送路９に出力される。伝送路９から
受信された受信信号は、復調手段１０に入力され復調信
号となる。復調信号は、信号点判定および逆マッピング
手段１１に入力され、４系列の各少なくとも１ビットか
らなる１グループのデータに変換される。この４系列の
データは、それぞれ４系列の復号器１２，１３，１４，
１５に入力される。各復号器の出力は、並直列変換手段
１６により１系列に多重化され送信データに対応する受
信データとなる。この受信データは、ディスクランブラ
１７に入力され入力データ列に対応する出力データ列と
なる。

【００１０】図１に示された本発明の一実施例の送信側
の動作を説明する。スクランブラ１においては、入力デ
ータ列を降べきの順の係数で表わしたメッセージ多項式
をスクランブラ生成多項式によって除算することによ
り、入力データ列をランダム化した送信データを出力す
る。送信データは、並直列変換手段２により４系列のデ
ータに分配される。

【００１１】４系列の符号器３，４，５，６において
は、各系列のデータを個別に誤り訂正符号に符号化す
る。誤り訂正符号という用語は、誤り訂正符号と誤り検
出符号の総称として用いている。バースト誤りに対する
誤り訂正能力を向上させるということは、バースト誤り
の検出に対する誤り検出能力を向上させることに置き換
えられる。誤り訂正符号には、ハミング符号やファイア
符号等のブロック符号、岩垂符号やハーゲルバーガ符号
等の畳み込み符号などがある。本発明においては、任意
の誤り訂正符号を採用することができる。

【００１２】信号点マッピング手段７においては、４系
列の符号器３，４，５，６から各少なくとも１ビットか
らなるデータを得て、これらのデータの集合を１グルー
プのデータとして、信号空間上の１つの信号点にマッピ
ングする。この信号点は、ディジタル変調において、搬
送波に対する位相および相対振幅を決定する。何ビット
を１グループとするかは、採用するディジタル変調方式
によって異なる。例えば、４相位相変調方式においては
２ビットであり、後述する１６点直交振幅変調方式にお
いては４ビットとなる。変調器８においては、この信号
点を表わすデータを入力して搬送波を変調する。

【００１３】図１に示された本発明の一実施例の受信側
の動作を説明する。復調手段１０においては、伝送路９
上の受信信号を入力し、変調手段８で用いたのと同じ周
波数の搬送波を用いて復調する。信号点判定および逆マ
ッピング手段１１は、復調信号から信号点を判定し逆マ
ッピングすることにより各少なくとも１ビットからなる
４系列のデータを出力する。これら４系列のデータは、
送信側の符号器３，４，５，６において誤り訂正符号に
変換されたものに対応する。したがって、復号器１２，
１３，１４，１５においては、１グループ４系列のデー
タをそれぞれ入力して復号する。並直列変換手段１６に
おいては、各復号器１２，１３，１４，１５の出力を１
系列に多重化して受信データとする。ディスクランブラ
１７においては、受信データ列を降べきの順の係数で表
わした再生多項式にスクランブラ生成多項式を乗算する
ことにより、送信側の入力データ列に対応する出力デー
タ列を出力する。

【００１４】一般に、スクランブラ，ディスクランブラ
は、入力データ列に特定の繰り返しパターンが到来し、
ディジタル変調された信号の位相が連続したときに、受
信クロックが不安定になったり、スペクトラムの集中に
より漏話が発生することを防止するためのものである。
この目的からすれば、ディジタル変調される直前、すな
わち、信号点マッピング手段７への入力データ列をスク
ランブラ１に入力しこの出力を信号点マッピング手段７
に入力するのが通常の使用形態である。しかし、本発明
では、データを誤り訂正符号化するものであり、誤り訂
正符号化したデータに対し、スクランブラをかけると、
受信側において、ディスクランブラをかけた後に復号を
しなければならなくなる。そうすると、誤りビットがデ
ィスクランブラ内で増加してしまう。したがって、本発
明では、送信側において、スクランブラ１の出力を直並
列変換手段２を介して符号器３，４，５，６に入力し、
受信側においては、復号器１２，１３，１４，１５の出
力を並直列変換手段１６を介してディスクランブラ１７
に入力する。このようにしても、誤り訂正符号自体があ
る程度ランダムデータに近い特性を有するため、スクラ
ンブラの機能は損なわれない。なお、以上のことは、１
系列のみの符号器，復号器を用いた場合でも同様であ
る。

【００１５】上述した実施例は、入力データ列をスクラ
ンブラ１に入力して送信データとし、受信データをディ
スクランブラ１７に入力して出力データ列を得るもので
ある。しかし、スクランブラ１，ディスクランブラ１７
を用いず、入力データ列を直接送信データとし、受信デ
ータを直接出力データとしてもよい。

【００１６】送信データを単に誤り訂正符号化するとい
うだけであるならば、送信データをそのまま１系列の符
号器に入力すればよい。しかし、誤り訂正符号化したデ
ータは、信号点マッピング手段７および変調手段８によ
りディジタル変調される。この信号点マッピング手段７
において、誤り訂正符号化したデータ列は、複数ビット
ごとに区切られ、この区切られた連続する複数ビットか
らなる１グループのデータを信号空間上の１つの信号点
に対応づける。伝送路上で発生したノイズあるいは波形
歪は、復調信号を入力する信号点判定および逆マッピン
グ手段１１において、信号点の判定を誤らせる。その結
果、信号点判定および逆マッピング手段１１の出力は、
送信側の信号点マッピング手段７においてこの信号点に
マッピングした元の４系列の１グループのデータとは一
致しなくなる。１グループ内の複数ビットデータ中、最
悪の場合、全てのデータが誤ることになる。したがっ
て、連続する複数ビットデータが誤るというバースト誤
りを発生する。ところが、誤り訂正できる誤りの連続数
には、個々の誤り訂正符号により理論的に限界がある。
したがって、採用すべき誤り訂正符号の選定基準が厳し
くなる。

【００１７】本発明においては、送信データは、４系列
のデータに分配され、それぞれを４系列の符号器３，
４，５，６において個別に誤り訂正符号化する。最初
に、４系列の符号器３，４，５，６から各１ビットのデ
ータを信号点マッピング手段７に入力し、１つの信号点
にマッピングするときについて説明する。信号点の１度
の判定誤りにより１グループ中の全ビットが誤る場合を
想定する。この場合でも、各系列それぞれにおいては、
１個の単独誤りとなる。したがって、バースト誤りに対
して訂正能力がなく、１ビットの単独誤りを訂正できる
誤り訂正符号でも４ビットのバースト誤りを訂正するこ
とができる。

【００１８】符号器を２系列３，４として、各２ビット
のデータを信号点マッピング手段７に入力し、１つの信
号点にマッピングするときについて説明する。信号点の
１度の判定誤りにより１グループ中の全ビットが誤る場
合を想定する。この場合、１グループの中の全ビットの
誤りは、各系列においては、２個のバースト誤りとな
る。したがって、バースト誤りに対する訂正能力が２で
ある誤り訂正符号で４ビットバースト誤りを訂正するこ
とができる。

【００１９】複数系列の符号器は、必ずしも同じビット
数のデータを出力するものでなくてもよい。例えば、符
号器を３系列とし、符号器３からは、２ビットのデータ
を出力し、他の符号器４，５からは、１ビットのデータ
を出力し個別に誤り訂正符号化してもよい。このように
するためには、直並列変換器２が符号器３に毎回２ビッ
トを分配するようにし、符号器３が２倍の速度で処理を
する手法をとればよい。なお、符号器により誤り訂正符
号を異ならせる場合に符号器によって出力するビット数
が異なる場合がありうるが、このような場合にも、同じ
手法をとることができる。

【００２０】以上の説明では、信号点の単独の判定誤り
について想定したが、連続して２回以上判定誤りを起こ
す場合でも、個々の系列での連続誤り数が減少するか
ら、同様の作用効果を有する。

【００２１】系列の総数は、２系列以上であればよい。
各系列において採用する誤り訂正符号は同一のものを採
用しても、あるいは、系列ごとに誤り訂正能力の異なる
ものを採用してもよい。複数系列の符号器および復号器
は、個別の構成としても、あるいは、時分割多重処理を
し、１個の符号器、復号器の処理を複数のタイムスロッ
トに分割しこのタイムスロットに各系列の符号化及び復
号の処理を順次割り当ててもよい。

【００２２】図２は、１６点直交振幅変調方式を説明す
る説明図である。図２（Ａ）はその信号点マッピングを
説明する説明図であり、図２（Ｂ）はその信号空間を説
明する説明図である。図中、２０は１グループのデー
タ、２１は先頭ビット、２２は後続のビット群である。
図２に示される１６点直交振幅変調は、ＩＴＵ−Ｔ規格
のＶ．２９における９，６００ＢＰＳのモードで用いる
ものである。信号点数は１６で、１グループの割当てビ
ット数は４である。

【００２３】図２（Ａ）に示される１グループのデータ
２０は、図２（Ｂ）に示される信号空間上の１つの信号
点にマッピングされる。第１ビット２１は、信号点の相
対信号エレメント振幅を表わす。絶対位相が０゜，９０
゜，１８０゜，２７０゜であるエレメントにおいては、
Ｑ１＝０のとき相対信号エレメント振幅が３、Ｑ１＝１
のとき相対信号エレメント振幅が５となる。絶対位相が
４５゜，１３５゜，２２５゜，３１５゜であるエレメン
トにおいては、Ｑ１＝０のとき相対信号エレメント振幅
が√２、Ｑ１＝１のとき相対信号エレメント振幅が３√
２となる。後続のビット群２２は、信号点の位相変化を
表わす。Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４＝０，０，１のとき位相変化
が０゜、同じく０，０，０のとき４５゜、０，１，０の
とき９０゜、０，１，１のとき１３５゜、１，１，１の
とき１８０゜、１，１，０のとき２２５゜、１，０，０
のとき２７０゜、１，０，１のとき３１５゜となる。

【００２４】本発明におけるディジタル変調方式として
図２に示される１６点直交振幅変調方式を用いる場合の
１具体例について説明する。入力データ列は、スクラン
ブラ１においてスクランブルされ送信データとなり、１
グループのデータ２０の４ビットＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ
４が１つの信号点にマッピングされる。この直交振幅変
調方式においては、位相の決定を位相変化で定めている
から、１つの信号点で判定誤りを起こすと、その次に続
く信号点でも判定誤りを起こすことになる。したがっ
て、最悪の場合、２グループ８ビット分のバースト誤り
を発生する。４系列の符号器３，４，５，６，復号器１
２，１３，１４，１５を用いると、８ビットのバースト
誤りは、各系列において、２ビットのバースト誤りに減
少する。この結果、誤り訂正符号としては２ビットのバ
ースト誤りを訂正できるものでよい。

【００２５】なお、第１ビット２１と２２とは、信号点
への対応付けが異なるから、誤り特性も異なる。したが
って、第１ビット２１の系列と後続のビット群２２とで
は、誤り特性に応じて、採用する誤り訂正符号を異なら
せてもよい。

【００２６】以上の説明は、ディジタル変調方式におい
て、誤り訂正符号を用いるものである。しかし、ディジ
タル変調方式を用いずに、伝送路上をベースバンド伝送
する場合においても、送信側において送信データを複数
系列化し各系列ごとに個別に誤り訂正符号化した上で１
系列に多重化して送信信号とし、受信側において受信信
号を多重分離した上で各系列ごとに個別に誤り訂正復号
を行ない１系列に多重化することにより、バースト誤り
に対する誤り訂正能力を向上させることができる。ま
た、必要に応じて、スクランブラ，ディスクランブラを
用いることもできる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、誤り訂正符号を用いるディジタル変調方式に
おけるディジタル変調装置及び復調装置において、簡単
な構成でバースト誤りに対する誤り訂正能力を向上させ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するためのブロック図
である。

【図２】１６点直交振幅変調方式を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１…スクランブラ、２…直並列変換手段、３，４，５，
６…符号器、７…信号点マッピング手段、８…変調手
段、９…伝送路、１０…復調手段、１１…信号点判定お
よび逆マッピング手段、１２，１３，１４，１５…復号
器、１６…並直列変換手段、１７…ディスクランブラ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信データを複数系列化する分配手段
   と、該分配手段の複数系列出力ごとに誤り訂正符号化を
   する符号器と、該符号器の複数系列出力の各少なくとも
   １ビットからなる１グループのデータを入力し信号空間
   上の１つの信号点を表わすデータを出力するマッピング
   手段と、該マッピング手段の出力を入力し変調して送信
   信号とする手段を有することを特徴とするディジタル変
   調装置。
2. 【請求項２】 前記送信データは、入力データ列を入力
   するスクランブラの出力であることを特徴とする請求項
   １に記載のディジタル変調装置。
3. 【請求項３】 受信信号を復調する復調手段と、該復調
   手段の出力から信号点を判定し逆マッピングすることに
   より各少なくとも１ビットからなる複数系列のデータを
   出力する判定手段と、該判定手段の複数系列の出力ごと
   に誤り訂正符号を復号する復号器と、各復号器の複数系
   列出力を１系列に多重化して受信データとする手段を有
   することを特徴とするディジタル復調装置。
4. 【請求項４】 前記受信データは、ディスクランブラに
   入力され出力データ列となることを特徴とする請求項３
   に記載のディジタル復調装置。