JPS60117945A - 無線通信システム - Google Patents

無線通信システム

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JPS60117945A
JPS60117945A JP58225637A JP22563783A JPS60117945A JP S60117945 A JPS60117945 A JP S60117945A JP 58225637 A JP58225637 A JP 58225637A JP 22563783 A JP22563783 A JP 22563783A JP S60117945 A JPS60117945 A JP S60117945A
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Yoshimasa Ohora
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中邨 浩
Susumu Sasaki
進 佐々木
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    • H04L27/362Modulation using more than one carrier, e.g. with quadrature carriers, separately amplitude modulated

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

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】 発明の技術分野 本発明は無線通信システムに関するものである。
技術の背景 送信系より無線によってデータを送信し、受信系におい
てそのデータを復調し再生するという無線通信システム
においては、搬送波に対し、データに基づくデジタル変
調が加えられる。このデジタル変調としては従来より種
々の方式が実用に供されている。
この中に多値直交振幅変調方式(QAM:Quadra
ture Amplitude Modulation
 ) と称されるものがある。QAM方式の無線通信シ
ステムは、送信すべきデータの搬送波に、位相成分およ
び振幅成分について変調を加え、模式的に、データに対
応する多数の変調点を平面上に配置して送信するという
ものである。このため、一度に多量のデータを送信でき
、無線伝送路の伝送容量を大幅に増大することができる
従来技術と問題点 QAM方式においては、上述のように多数の変調点が形
成され、その数は16値、32値、64値、128値等
に及ぶ。この場合における受信系での重要な機能の1つ
として、同期検波用の基準搬送波の再生がある。この再
生搬送波は原データの復調に用いられる。
通常は、多値QAM方式のうちで16値QAM方式が主
に採用されているが、この場合の基準搬送波の再生回路
には、従来、データから搬送波位相で必要な成分を取り
出す選択制御型搬送波再生回路と、復調データに更に変
調をかけ受信波とかけて再生搬送波を作る逆変調回路と
が−ある。しかし、前者はエラーレートが悪いときには
S/Nの良い搬送波を再生することが難しく、また後者
は回路構成が複雑になるという欠点がそれぞれあり、し
かも両者とも多値の数がふえるにつれζS/Nが悪くな
るという欠点があった。更に、搬送波の引込み位相が不
確定となるため差動論理処理を施すことが必要であった
発明の目的 本発明は、上述した実情に鑑み、エラーレートに関係な
くS/Hの良い搬送波を再生し、絶対位相を得ることが
できて差動論理処理を不要にした無線通信システムを提
供することを目的とするものである。
発明の構成 上記目的を達成するために本発明は、送信系において、
送信されるべき各chのデータを相互間にフレームスロ
ットを有するフレームに分割し、各フレームのデータを
加算してめた積算値の理想的平均値からの偏差極性をめ
、一方今までの全フレームの偏差の平均値の極性をめ、
両極性を比較し同極性のとき現在のフレームのデータを
全て反転し、反転したことを示すフラグを反転したフレ
ームのフレームスロットに挿入することによって送信ず
べきデータがら直流及びその近傍の低周波成分を抑圧ず
べ(コーディングを行い、その後搬送周波数を注入し、
一方、受信系において、復調したデータ中のフレームス
ロットのフラグにより、そのフレームの全・データを反
転して送信系におけるコープインク:前の元のデータを
得るべくデコーディングを行うようにしている。
発明の実施例 以下図面に従って本発明に基づ<QAM方式の無線通信
システムの一例を説明する。
第1図は64値QAMシステムの送信系の変調器を示す
回路図である。図示しない入力段に印加されたPCM等
の例えば45Mビットバー秒(bps)の送信データば
I (Inphase ) −cl+ (channe
l )データとQ(口uadrature) −c++
データとからなる2つの二進データに分けられて直列/
並列・変換器(S/P)101にそれぞれ印加され、こ
こで並列データ信号にそれぞれ変換され、それぞれ15
Mbpsの各3ビツトの2系列に分けられる。このとき
クロ7クも1/3の周波数、15Ml1zになる。
並列データ信号は次に符号器102に印加され、ここで
、後で詳述する直流(D C)積分制御により、後のデ
ジタル/アナログ(D/A)変換後のスペクトラムの中
の直流及びその近傍の低周波成分が抑圧されるようなコ
ーディングが行われる。
このコーディングに当って6チヤンネルの各々は32ビ
ツトづつのフレームに構成される。更にここでフレーム
スロット1ビツトが付加され、合計で33ピントのフレ
ームが作られる。
コーディングされた各3ビツトの2系列の2進信号はデ
ジタル/アナログ・変換器(D/A)103,104に
それぞれ印加され、ここでデジタル/アナログ変換され
、各々8値のアナログデータ信号からなるパルス振幅変
調(PAM)信号が生成される。D/AlO3,104
の出力は帯域制限のための低域ろ波器105,106を
経、更に一方のる波器105の出力のみが加算器107
に至る。加算器107及びこれと協働する直流オフセン
ト源108は後述するキャリア注入のためのものである
一方に直流オフセットVdcが加えられたPAM信号は
更にミキサ109,110にそれぞれ至る。
ミキサ109,110には、π/2移相器111により
相互にπ/2だけ位相の異なるcosωt、sinωt
の2つの直交した搬送波が印加され、ここで変調が行わ
れる。直交する2系列の信号はハイブリッド回路112
にて合成された後、中間周波増幅器113にて増幅され
、所定帯域の信号成分を帯域ろ波器114にて取り出さ
れる。
帯域ろ波器114の出力信号は、その後図示しない高周
波セクションで4GIIzにアンプコンバートされ、高
出力送信増幅器に′て送信レベルまで増幅されアンテナ
に供給される。増幅された送信信号はアンテナから無線
伝送路を介して後述する64値QAMシステムの受信系
に伝送される。
第2図は64値QAMシステムの受信系の復調器を示す
回路図である。図示しないアンテナで受信した4GHz
の変調波は、ダウンコンバータ、低雑音増幅器、空間ダ
イパーシティ、等酒器を介して復調器の入力信号として
ハイブリッド回路201に印加される。ここで2系列に
分配された後、再生搬送波のcosωL及びsinωL
がミキサ202.203において乗ぜられて復調される
。この復調により得られた2系列のベースバンド受信信
号はそれぞれ低域ろ波器204,205を通り、ビット
タイミングリカバリイ (BTR)206、アナログ/
デジタル・変換器(A/D) 207 。
208に印加される。BTR206においてはクロック
が再生され、この再生されたクロックでA/D207,
208においてアナログ/デジタル変換される。デジタ
ル信号は、復号器209においてフレーム同期がとられ
た後、送信系でコーディングされた2進信号を得、これ
を更に元の信号にデコードする。デコードされた信号は
並列/直列・変換器(P/S)210によって並列/直
列・変換されて45 Mbps x 2の送信データが
復元される。
ミキサ202,203に印加される再生搬送波は、オフ
セントをかけていない側の一方のチャンネルにおける低
域ろ波器205の出力が常に0になるように、低域ろ波
器211を介して得られる低域ろ波器105の出力によ
って70MIIz電圧制御発振器212を制御し、その
出力をπ/2移相器213によりπ/2だけ相互に位相
を異なるようにすることによって得られる。
第3図はI −chデータとQ−chデータの変調点の
分布を模式的に表わしたパターン図であり、I−chを
横軸■に、Q −cbを縦軸Qにそれぞれとって64値
の場合について示している。同図中のQ′は従来の一般
的な64値QAMにおける縦軸の位置を示す。ところが
、第1図の直流オフセット源108によってI−chの
信号に直流オフセット■dcが加えられているため、本
来のQ′軸はVdcだけシフトされ、実際にはQ軸が存
在する。通常、Q′軸を中心として右側の相の成分も左
側の相の成分もほぼ同確率で現われる。これは64値の
変調点は全くランダムに発生するからである。結局、Q
′軸及びI軸に対してランダムに変調点が発生する場合
には特定の方向に搬送波成分が現われることはない。と
ころが、強制的にVdcだけオフセットをかけ、Q′よ
りQ軸ヘシフトさせると、Q軸を中心として右側の相の
成分と左側の成分は、5:3というアンバランスをもっ
て現われることになり2 (5−3)の分だけ余分にレ
ベルが現われ常に漏れ搬送波が見えてくる。結局変調信
号の中に常に搬送波が立つことになる。
第4図は送信系の出力のスペクトラムを示す図であり、
その横軸には周波数f、縦軸には電圧■をとって示す。
このスペクトラムは送信系の出力である変調された送信
信号を表わずが、通常は第4図中の点線で示す如くフラ
ットであり、搬送波成分は全く現われない。ところが、
上述のオフセントにより漏れ搬送波CR’が立つ。つま
り搬送波成分が、その変調された送信信号中に同時に現
われる。この場合、その漏れ搬送波の切り出しが容易に
なるように、第4図中の漏れ搬送波の近傍の信号成分が
後述のDC積分制御により抑圧されている。この抑圧成
分は第2図の復調器の復号器209において回復される
第1図および第2図における低周波抑圧の方法とそのた
めに必要な符号器102でのコーディングおよび復号器
209でのデコーディングについて以下説明するが、こ
こでは便宜上一方のチャンネル(1’ cl+)につい
て考える。
第5図においてS/P 101において変換された3ピ
ント並列の2進データDO,DI、D2は15MH2の
クロックCLKで符号器102内のエラスティックスト
ア1021に書き込まれる。クロックは変換率33/3
2の周波数変換器1022で周波数変換され、15.6
MlI2のクロックCLK′になる。この15.6M1
lzのクロックCLK’は1周期のうち32/33は上
記エラステインクストア1021から読み出しを行うが
、1/33の期間はREN (Read Out En
able)信号をdisableにすることにより読み
出しを停止する。これによりエラステインクストア10
21の出力にフレーム化したデータDAjAO、DAT
A I 、DATA 2’ (第6図)が得られる。こ
の3ビツトのデータは次のDC積分制御回路1023に
より変換された後、D/A 103により23=8値の
PAM信号AOυT (第6図)に変換される。ここで
はヅレームスロソトのデータは全て0とし、D/AlO
3のデータA OUTの信号は(000)の値にしであ
る。
D/A 103はデータ(DATAO、DATAI 、
DATA’2) −(0,0,0)〜(1、1。
■)について8値を作り出すので、入力信号系列DAT
AIN(DATAO、DATAI 、DATA2)は3
つまとめて0〜7の値をもつと考えられる。この3ビツ
トを1つにまとめて信号(xij)として次のような定
義をする。
xijHt番目のフレームのj番目のデータ(−■<i
<+ω、0≦j≦N。
0≦xij≦7) 但しNはlフレーム内のデータのスロット数で、ここで
はN=32である。
N+1;1フレーム内のタイムスロットの数(フレーム
スロットはlビット) Sift番目のフレームのフレーム内積算値(Siン 
;DATAi (i=o 、1 .2) で1と0が等
確率できたとした場合から のSiの偏差 X’ 1jiDc積算制御回路により変換された出力デ
ータ系列 (0≦j≦N+1) Dki制御により変換されたデータ系列のに番目のフレ
ーム内積算値の偏差 (−■<k<十〇) DnH変換されたデータ系列のn番目のフレームまでの
全ての系列の平均値の偏差 5GNSi; <Si>の極性(+l/−1)S G 
N Dn i D nの極性(+1/−1)C4;(x
ij)全系列に対するi番目のフレーム制御信号 以上の定義によりまず定性的な説明を行う。
xijは全て0から7までの値のどれか1つをとるから
、DATAiで1と0が等確率でくるとすればxijは
平均的に7 / 2 = 3.5の値をとる。ある特定
のフレーム(i番目)のデータ全てを加算した値Siが
平均値と予想される値(理想的平均値)3.5X32に
比べて大きいか小さいかを割成し、その極性5GNSi
を作る。この極性5GNSiが今まで来た全てのフレー
ムの合計の平均値の極性S G N Dnと同極性の場
合は今の系列(xij)を全て反転し、平均値が一方に
傾かないようにする。
そして反転したことを示すフラグXFRMをフレームス
ロットに挿入し、受信側で元に戻せるようにしておく。
ここで反転/非反転を制御する信号をCiとし、制御さ
れた変換データ系列を(x’ ij)とした。また全て
のフレームの平均値はこの変換されたデータ系列につい
て行われなければならないのでDkは(X’ ij)に
ついての積算値とフラグを加えたものになる。
すなわち、 <si>=st−112 0≦Si≦224だから(St)は正又は負の値をとる
。また、 であり、XFIIM は反転/非反転を示すために挿入
されるフラグのデータである。従って、非反転の場合、 Dk”Sk −112(XFRM=0)反転の場合、 Dk=112−ssc+xpRM となり、反転を示すフラグXFRMはいがようにも決め
ることができるが、ここではxFRM= (1+ 11
1)−7とした。
そしてDkは次の漸化式を満す。
Dk=Dk−x+Dk (D−=0 すなわち、Dnはn番目のフレームまでの全てのフレー
ム内のデータの積算値であり、反転/非反転を行わなけ
ればDnはn→■のとき発散してしまう。発散とは全て
のデータの極性が一方に偏ってしまうことであり、この
ようにならないようにDkは制御され、n−+■は数フ
レームで収束する。
5GNSi=+、gn (S i −112) −(1
)〜 SGNDi=sgn (Di) ・=(21第7図は上
述のDC積分制御の手順を示すフローチャートであり、
この実現に当って問題となるのはフレーム内積算値fa
x= 15.6 Mllzと高速であるため、上式[1
) 、 (2)の演算を凡用マイクロプロセッサで実用
することが不可能であることである。
従って演算回路をランダムロジックで構成しなければな
らない。
第8図はDC積分制御回路の構成を示し、データ(DA
TAO、DATAI 、DATA2)はフリップフロッ
プ(FF)1023−1と共に積算器を構成している全
加算l:11023−2の入力と(33+α)ビットの
シフトレジスフからなるディレーバッファー023−3
の入力にλカされる。
全加算器1023−2の出方には積算値を介して演算回
路(ALU>1023−5と比較器1023−6に入力
される。比較器1023−εば112とSiの大小関係
を比較し、その結果を5GNSiとして出力する。
ALL+1023−5は制御信号C3によってDi−1
、すなわち制御により変換されたデータ系列の1つの前
のフレーム内積算値の偏差とDi−1すなわち1つ前ま
での変換されたデータ系列の全ての系列の平均値の偏差
とを演算する。演算命令は15.6 M llzのクロ
ック(CLK’ )をカウントする33進カウンタ10
23−7の出力をデコードする命令デコーダ1023−
8によって作られる。
ALU1023−5の出力に得られるDi−1はフリッ
プフロップ1023−9を介して比較器1023−10
の入力に入力されると共に、次の演算のためALU10
23−5の他の入力にも入力されている。比較器102
3−10はDi−1と0との大小関係を比較し、その結
果をS G N Di−1として出力する。
上記5GNSiとS G N Di−tとはエクスクル
−シブオア回路(EX−OR)1023−11において
排他的論理和がとられ、その出力に制御信号Ciが得ら
れる。この制御信号Ciは上記命令デコーダ1023−
8の他、反転/非反転回路1023−12とフラグ挿入
回路1023−13に印加され、5GNSiとS G 
N ot−iが同極性のときディレーバッファ1023
−3の出力xijが反転/非反転回路1023−12に
おいて反転され、フラグ挿入回路1023−13におい
てフレームスロットにフラ・グXFRMが挿入される。
なお上記各信号のとりうる値は次の通りである。
0≦xij≦7 0≦Si≦224 Dkは反転/非反転で異なり、非反転の場合は、−11
2≦Dk=Sk−112≦112反転の場合は、 一108≦Dk=116−3k=116従って、 一112≦Dk≦116 以上より8ビツトの演算で必要十分なデータを取り扱え
、演算用のレジスタ、データバスは8ビツト(2’=2
56)にしている。
第9図は第8図中(7)ALUI 023−5(7)具
体的な構成を示す。
第8図中のカウンタ1023−’7の出力から作られる
タイミングパルスと制御信号Ckによって命令デコーダ
1023−8において命令(INST)が決定され演算
部51に演算命令を出す。このとき演算対象(オペラン
ド)は2つのレジスタ(RA 、RB) 52.53に
格納されている。演算結果Fは2つのDk−を用のレジ
スタ(RD K)54.55に格納される。この値は必
要に応じてデータバスを介して再びRA又はRBにスト
アされ演算される。
第8図中の全加算器1023−2の出力であるランチ回
路1023−4の出力SkはSk用のレジスタ(R3K
)56にストアされる。セレクタ(SEL)57は制御
信号Ckの状態に応じて112又は116のいずれか一
方を選択する。アドレスデコーダ58はタイミングパル
スをデコードして3−ステートバッファ (358FR
)59〜62へのイネーブル信号(R3KEN、5EL
EN、FEN 、RDKEN)を独立に作り、イネーブ
ル信号によりデータバス(DATABUS)を解放して
レジスタへの書き込み、レジスタの読み出しを行う。デ
ータバスは3−ステートコントロールされ、アドレスデ
コーダ58からのイネーブル信号により出力が許される
とき以外は、レジスタ出力はハイインピーダンス状態に
なる。
演算部51が実行する命令(INST)は加算(AD)
’A+B、減算(SB)A−B 、B−Aの3種頬であ
る。RA52 、RB53 、RDK54.55に対す
るロード(LD)、ストア(sT)はカウンタ1023
−7の出方をデコードしζ17゜られるタイミングによ
り1フレームの間の決まった時間に行われる。各命令に
対するオペランド1.2の組み合せは下表の如く限定さ
れていて、そのため汎用性はなくなるが、回路の規模を
最小にし、演算時間の短縮を実現している。
なお、演算回路1023−5における演算の実行過程を
第10図のフローチャー1−と第11図のタイミングチ
ャートにそれぞれ示し、制御タイミングを第12図に示
す。
特に第12図においては入力データ系列(DAT A 
I−N)と出力データ系列(DATAOUT)の時間関
係を示す。(i−1)番目のデータ系列(xi 1tj
)は、そのフレーム内積算値5i−tの比較器112の
出力S G N 5i−1とその1つ前までの全フレー
ム積算値S G N Di−2との排他的論理和によっ
て反転/非反転制御信号を作る。(xijとSi−+は
1フレームの時間差があるので、ckによって制御され
るデータば1フレーム遅延されなければ成らない。リタ
イミングをとられたCkのため、更に生ずる遅延を含め
(xijlはディレーバンファ1023−3で36ビツ
ト遅らされる反転/非反転及びフラグの挿入はセレクタ
によって行われる。また、フレーム位置は、元の時間位
置を示すフレームパルス(FRM)から新たなパルス(
SGNLP>にのりがえている。これは、ここの制御で
1フレ一ム以上、すなわち36ビツトのデータの遅延が
あるからである。
上述したDC積分制御回路1o23による変換の具体例
を第13図に示す。なお、点線は変換前の各フレームの
積算値、実線は変換後の各フレームの積算値をそれぞれ
示し、直流レベルDC=0に対して片側に傾いしていな
いことが判る。
発明の効果 (kl 注入搬送波の近傍の信号成分がカントされてい
るため、簡単に生成搬送波を得ることができ、1 従来
のような複雑な回路構成を必要としない。
(2) エラーレートに関係なく、従ってエラーレート
が悪いところでもS/Nのよい搬送波の再生ができ、ま
た絶対位相を得ることができるため、差動論理回路が不
要になる。
、4、図面の簡単な説明 第1図は本発明に基づ<QAM方式の無線通信システム
の送信系の変調器の一例を示す回路図、第2図は同シス
テムの受信系の復調器の一例を示す回路図、第3図はI
−chデデーとQ−chデータの変調点の分布を模式的
に表わしたパターン図、第4図は第1図の送信系のデー
タスベグトラムを示す図、第5図は第1図中の符号器の
概略構成を示す回路図、第6図は第1図中の直列/並列
・変換後のデータと、デジタル/アナログ・変換後のデ
ータとを示す図、第7図は第5図中のDC積分制御回路
における制御手順を示すフローチャート、第8図は第5
図中のDC積分制御回路の具体例を示す回路図、第9図
は第8図中の演算回路の詳細を示す回路図、第10図は
第9図の演算回路における演算フローチャート、第11
図は第9図の演算回路における演算処理タイムチャート
、第1′2図は第8図のDC積分制御回路の制御タイミ
ングチャート、及び第13図は第8図のDC積分制御回
路による変換の具体例を示す図である。
102・・・・・・符号器 107・・・・・・加算器 108・・・・・・直流バイアス回路 111・・・・・・π/2移相器 112・・・・・・ハイブリット回路 202・・・・・・ハイブリ・7ト回路209・・・・
・・復号器 1021・・・・・・シフトレジスフ 1023・・・・・・DC積分制御回路1023−2・
旧・・全加算器 1023−5・・・・・・演算回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (Inphase ) −cb (channel
     )系のデータとQ (Quadrature) −c
    h (channel )系のデータとを、相互に位相
    がπ/2異なる2つの搬送波で変調したのち合成した信
    号を送信する送信系と;伝送路を介して送信された前記
    信号を受信し、前記1−cb系のデータを含む第1受信
    信号と前記Q−ch系のデータを含む第2受信信号とに
    分波したのち、相互に位相がπ/2異なる2つの再生搬
    送波によって復調し、元の前記データを再生する受信系
    ;とを備えるQAM (Quadrature Amp
    litudeModulation)方式による無線通
    信システムにおいて、 前記送信系は、送信されるべき各chのデータを相互間
    にフレームスロットを有するフレームに分割する手段と
    、各フレームのデータを加算してめた積算値の理想的平
    均値からの偏差極性をめる手段と、今までの全フレーム
    の偏差の平均値の極性をめる手段と、両極性を比較し同
    極性のとき現在のフレームのデータを全て反転する手段
    と、反転したことを示すフラグを反転したフレームの前
    記フレームスロットに挿入するフラグ挿入手段により送
    信するデータから直流及びその近傍の低周波成分を抑圧
    すべくコーディングを行う符号器と、コーディング後搬
    送周波数を注入する手段とを備え; 受信系は、復調したデータ中のフレームスロットのフラ
    グによりそのフレームの全データを反転して送信系にお
    けるコーディング前の元のデータを得るべくデコーディ
    ングを行う復号器を備えることを特徴とする無線通信シ
    ステム。
JP58225637A 1983-11-30 1983-11-30 無線通信システム Granted JPS60117945A (ja)

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JP58225637A JPS60117945A (ja) 1983-11-30 1983-11-30 無線通信システム
CA000468397A CA1232022A (en) 1983-11-30 1984-11-22 Radio communication system
KR1019840007560A KR890000573B1 (ko) 1983-11-30 1984-11-30 무선 통신 시스템
DE8484114524T DE3483089D1 (de) 1983-11-30 1984-11-30 Radiouebertragungssystem.
EP84114524A EP0144083B1 (en) 1983-11-30 1984-11-30 Radio communication system
US06/693,341 US4665532A (en) 1983-11-30 1985-01-22 Radio communication system

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JPH0516217B2 JPH0516217B2 (ja) 1993-03-03

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007536879A (ja) * 2004-05-10 2007-12-13 ハリス コーポレイション ベースバンドキャリア注入を使用したセルラ通信システム及び関連する方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5686556A (en) * 1979-12-17 1981-07-14 Fujitsu Ltd Alarm system for opposing station

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JPH0516217B2 (ja) 1993-03-03

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