JPS6177452A - 多値直交振幅変調方法および装置 - Google Patents
多値直交振幅変調方法および装置Info
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- JPS6177452A JPS6177452A JP59199980A JP19998084A JPS6177452A JP S6177452 A JPS6177452 A JP S6177452A JP 59199980 A JP59199980 A JP 59199980A JP 19998084 A JP19998084 A JP 19998084A JP S6177452 A JPS6177452 A JP S6177452A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
- H04L27/3411—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power reducing the peak to average power ratio or the mean power of the constellation; Arrangements for increasing the shape gain of a signal set
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、限られた帯域内での高能率なデータ伝送に適
する多イ16直交振幅変調方法および装置に関する。
する多イ16直交振幅変調方法および装置に関する。
多値直交振幅変調方式とは、互いに直交する位相関係に
ある搬送波を2系統に分けられて入力するベースバンド
信号でそれぞれ振幅変調し、その出力を合成し、位相平
面上で総計N2個の格子状に構成された信号点群を得る
方式である。
ある搬送波を2系統に分けられて入力するベースバンド
信号でそれぞれ振幅変調し、その出力を合成し、位相平
面上で総計N2個の格子状に構成された信号点群を得る
方式である。
本発明は、特に、その信号点群において、最短信号点間
距離(隣接する信号点間距離)を一定としたままでピー
ク振幅(原点と最も遠い信号点との距離)を小さくし、
ピーク振幅に必要とする最大パワーが低くかつ信号誤り
率が小さい信号配置に関するものである。
距離(隣接する信号点間距離)を一定としたままでピー
ク振幅(原点と最も遠い信号点との距離)を小さくし、
ピーク振幅に必要とする最大パワーが低くかつ信号誤り
率が小さい信号配置に関するものである。
多値ディジタル変調方式として主に直交振幅変調方式が
使われている。以下、この直交振幅変調方式の256値
(N”=2’)の場合について説明するが、同様の説明
を他のN(ただし、N=2”; i=4.5.6−・−
の整数)値の場合についても拡大することができる。
使われている。以下、この直交振幅変調方式の256値
(N”=2’)の場合について説明するが、同様の説明
を他のN(ただし、N=2”; i=4.5.6−・−
の整数)値の場合についても拡大することができる。
第4図は従来例の多値直交変調装置のブロック構成図で
あり、N2が256の場合を示す。第4図において、チ
ャネルPおよびチャネルQの2値4列ディジタル信号S
t、Szは、それぞれ2値4列ディジタルアナログ変換
回路2’ 、3’に入力され、16個の値を持つアナロ
グ信号Ss′、36′に変換され、それぞれ低域濾波器
4.5を通過させる。低域濾波器4.5で高域遮断され
たのちに、その出力信号はそれぞれリング変調36.7
に入力される。リング’<V !uJ器6.7では低域
濾波器4.5の出力信号の他に搬送波信号Ss、S、が
それぞれ入力されるが、チャネルPの回路には、π/2
移相回路8を設けてチャネルQへの搬送波信号S7より
位相がπ/2遅れた搬送波信号Sl+が入力される。リ
ング変調器6.7の出力信号は合成回路9に入力され、
合成された変調波信号S、′が出力される。
あり、N2が256の場合を示す。第4図において、チ
ャネルPおよびチャネルQの2値4列ディジタル信号S
t、Szは、それぞれ2値4列ディジタルアナログ変換
回路2’ 、3’に入力され、16個の値を持つアナロ
グ信号Ss′、36′に変換され、それぞれ低域濾波器
4.5を通過させる。低域濾波器4.5で高域遮断され
たのちに、その出力信号はそれぞれリング変調36.7
に入力される。リング’<V !uJ器6.7では低域
濾波器4.5の出力信号の他に搬送波信号Ss、S、が
それぞれ入力されるが、チャネルPの回路には、π/2
移相回路8を設けてチャネルQへの搬送波信号S7より
位相がπ/2遅れた搬送波信号Sl+が入力される。リ
ング変調器6.7の出力信号は合成回路9に入力され、
合成された変調波信号S、′が出力される。
第5図は従来例の多値直交変調装置の変調波信号の信号
点配置図である。第5図において、16個の信号点を有
する位相角0″のチャネルPの搬送波信号と他方同じ<
16個の信号点を有する位相角1〕0°のチャネルQの
搬送波信号との二つの搬送波信号が合成され、格子状に
構成された正方形の信号配置となる。
点配置図である。第5図において、16個の信号点を有
する位相角0″のチャネルPの搬送波信号と他方同じ<
16個の信号点を有する位相角1〕0°のチャネルQの
搬送波信号との二つの搬送波信号が合成され、格子状に
構成された正方形の信号配置となる。
しかし、この従来例の方式では、最短信号点間距離を2
dとす2と、ピーク振幅は約21.2 d (xs、
/Td)になり、振幅が大きい。各信号点を伝送するの
に必要とするパワーは各信号点の振幅の2乗に比例する
ので、伝送に用いられる増幅器の飽和特性を考えた場合
に、ピーク振幅時には一般にリニアな特性が得られず誤
りを生じさせることになる。また逆にそれを防ぐために
ピーク振幅を小さくする(dを小さくする。)と最短信
号点間距離が小さくなり、信号誤り率が大きくなる。し
たがって、従来例ではピーク振幅を小さくすると信号誤
り率が大きくなる欠点があった。
dとす2と、ピーク振幅は約21.2 d (xs、
/Td)になり、振幅が大きい。各信号点を伝送するの
に必要とするパワーは各信号点の振幅の2乗に比例する
ので、伝送に用いられる増幅器の飽和特性を考えた場合
に、ピーク振幅時には一般にリニアな特性が得られず誤
りを生じさせることになる。また逆にそれを防ぐために
ピーク振幅を小さくする(dを小さくする。)と最短信
号点間距離が小さくなり、信号誤り率が大きくなる。し
たがって、従来例ではピーク振幅を小さくすると信号誤
り率が大きくなる欠点があった。
本発明は上記の欠点を解決するもので、最短信号点間距
離は小さくせず、かつピーク振幅が小さい多値直交振幅
変調方法および装置を提供することを目的とする。
離は小さくせず、かつピーク振幅が小さい多値直交振幅
変調方法および装置を提供することを目的とする。
第一の発明は多値直交vK幅変調方法の発明であり、入
力する互いに直交する位相関係にある搬送波信号を2系
統の多値の信号で振幅変調し、その出力を合成して変、
i+!、l波信号を出力する多値直交振幅変調方法にお
いて、この変調波信号の位相平面上における各信号点の
配置が信号点群の最外側が円形に近くなるように入力信
号に論理変換を施すことを特徴とする。
力する互いに直交する位相関係にある搬送波信号を2系
統の多値の信号で振幅変調し、その出力を合成して変、
i+!、l波信号を出力する多値直交振幅変調方法にお
いて、この変調波信号の位相平面上における各信号点の
配置が信号点群の最外側が円形に近くなるように入力信
号に論理変換を施すことを特徴とする。
第二の発明は多値直交振幅変調装置の発明であり、入力
する互いに直交する位相関係にある搬送波信号を2系統
の多値の信号でそれぞれ振幅変調する2個の変調器と、
ごの2個の変調器の出力信号を合成して位41)・l’
1h目二で格子状に構成されたN2個(N=2” ;
i = 4. 5. 6−・・−の整数)の信号点群
を出力する合成回路とを備えた多値直交振幅変調装置に
おいて、2系統に分けられて入力する2値i列のディジ
タル信号を位相平面上における上記信号点群の最外側点
が円形に近づくようにこの信号点群の総数を変更せずに
2系統の2値(i+n)列(nは小さい数の自然数)の
ディジタル信号に変換する信号点変更論理手段と、この
2系統の2値(i+n)列のディジタル信号をそれぞれ
入力し、(N+2.n)値(N=2Mの信号に変換して
上記2個の変調器にそれぞれ出力するディジタルアナロ
グ変換手段とを備えたことを特徴とする。
する互いに直交する位相関係にある搬送波信号を2系統
の多値の信号でそれぞれ振幅変調する2個の変調器と、
ごの2個の変調器の出力信号を合成して位41)・l’
1h目二で格子状に構成されたN2個(N=2” ;
i = 4. 5. 6−・・−の整数)の信号点群
を出力する合成回路とを備えた多値直交振幅変調装置に
おいて、2系統に分けられて入力する2値i列のディジ
タル信号を位相平面上における上記信号点群の最外側点
が円形に近づくようにこの信号点群の総数を変更せずに
2系統の2値(i+n)列(nは小さい数の自然数)の
ディジタル信号に変換する信号点変更論理手段と、この
2系統の2値(i+n)列のディジタル信号をそれぞれ
入力し、(N+2.n)値(N=2Mの信号に変換して
上記2個の変調器にそれぞれ出力するディジタルアナロ
グ変換手段とを備えたことを特徴とする。
本発明は、入力する2系統の2値i列(i=4゜5.6
−・−・・の整数)のディジタル信号を信号点変更論理
手段で位相平面上における信号点群の最外側点が円形に
近づくようにこの信号点群の総数を変更せずに2系統の
2値(i+n)列(nは小さい数の自然数)のディジタ
ル信号に変換する。さ、らに2個のディジタルアナログ
変換手段で2系統の(N+2n)値(N=2i)の信号
に変換し、2この変調器で互いに直交する位相関係にあ
る搬送波信号を変調し、その出力を合成回路で合成して
変調波信号を出力することにより、最短信号点間距離を
小さくすることなく、ピーク振幅を小さくするごとがで
きる。
−・−・・の整数)のディジタル信号を信号点変更論理
手段で位相平面上における信号点群の最外側点が円形に
近づくようにこの信号点群の総数を変更せずに2系統の
2値(i+n)列(nは小さい数の自然数)のディジタ
ル信号に変換する。さ、らに2個のディジタルアナログ
変換手段で2系統の(N+2n)値(N=2i)の信号
に変換し、2この変調器で互いに直交する位相関係にあ
る搬送波信号を変調し、その出力を合成回路で合成して
変調波信号を出力することにより、最短信号点間距離を
小さくすることなく、ピーク振幅を小さくするごとがで
きる。
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明一実施例多値直交振幅変調装置のブロッ
ク構成図であり、N2が256値の場合を示す。第1図
において、図外からチャネルP、Qの2値4列ディジタ
ル信号s、、s、fJ<入力端子p1〜I’)2、ql
〜q2にそれぞれに入力される。
ク構成図であり、N2が256値の場合を示す。第1図
において、図外からチャネルP、Qの2値4列ディジタ
ル信号s、、s、fJ<入力端子p1〜I’)2、ql
〜q2にそれぞれに入力される。
ここで本発明の特徴とするところは、一点鎖線で囲む信
号点変更部分である。すなわち、入力端子p1〜pz
、ql 〜qzから2値4列ディジタル信号S+、Sz
が信号点変更論理回路1に接続される。信号点変更論理
回路lで2値4列ディジタル信号S+、Szが2値5列
ディジタル信号S3、S4に変換され、−2値5列ディ
ジタル信号S1、S4がそれぞれ2値5列ディジタルア
ナログ変換回路2.3に接続される。2値5列ディジタ
ルアナログ変換回路2.3の出力アナログ信号S6、S
6がそれぞれ低域濾波器4.5を介してリング変調器6
.7に接続される。図外より搬送波信号S、がリング変
調器7とπ/2移相回路8とに接続される。π/2移相
回路8からπ/2位相が遅れた搬送波信号S8がリング
変調器6に接続される。リング変調器6.7の出力変調
波信号が合成回路9に接続され、合成回路9から合成さ
れた変調波信号が出力端子10を介して図外に出力され
る。
号点変更部分である。すなわち、入力端子p1〜pz
、ql 〜qzから2値4列ディジタル信号S+、Sz
が信号点変更論理回路1に接続される。信号点変更論理
回路lで2値4列ディジタル信号S+、Szが2値5列
ディジタル信号S3、S4に変換され、−2値5列ディ
ジタル信号S1、S4がそれぞれ2値5列ディジタルア
ナログ変換回路2.3に接続される。2値5列ディジタ
ルアナログ変換回路2.3の出力アナログ信号S6、S
6がそれぞれ低域濾波器4.5を介してリング変調器6
.7に接続される。図外より搬送波信号S、がリング変
調器7とπ/2移相回路8とに接続される。π/2移相
回路8からπ/2位相が遅れた搬送波信号S8がリング
変調器6に接続される。リング変調器6.7の出力変調
波信号が合成回路9に接続され、合成回路9から合成さ
れた変調波信号が出力端子10を介して図外に出力され
る。
このような構成の多値直交振幅変調装置の動作について
説明する。第1図において、チャネルPおよびチャネル
Qの2値4列ディジタル信号S9、S2は、信号点変更
論理回路1に入力され、信号点変更を要する信号に対し
ては2値4列ディジタル信号を新しい信号点の信号に変
換するとともに、全ての入力信号に対して2値5列ディ
ジタル信号S3、S4に変換する。この2値5列ディジ
タル信号S3.54はそれぞれ2値5列ディジタルアナ
ログ変換回路2.3に入力され、18個の値を持つアナ
ログ信号Ss、Sbとなり、それぞれ低域濾波器4.5
に入力される。低域濾波器4.5で高域遮断されたのち
に、その出力信号はそれぞれリング変調器6.7に入力
される。リング変調器6.7では低域濾波器4.5の出
力信号の他に搬送波信号S7、S、がそれぞれ入力され
るが、チャネルPの回路には、π/2移相図路8を設け
てチャネルQ・\の搬送波信号S7より位相がπ/2遅
れた搬送波(Δ−号S8が入力される。リング変調器6
.7の出力信号は合成回路9に入力され、合成された変
lid波信号S9が出力される。
説明する。第1図において、チャネルPおよびチャネル
Qの2値4列ディジタル信号S9、S2は、信号点変更
論理回路1に入力され、信号点変更を要する信号に対し
ては2値4列ディジタル信号を新しい信号点の信号に変
換するとともに、全ての入力信号に対して2値5列ディ
ジタル信号S3、S4に変換する。この2値5列ディジ
タル信号S3.54はそれぞれ2値5列ディジタルアナ
ログ変換回路2.3に入力され、18個の値を持つアナ
ログ信号Ss、Sbとなり、それぞれ低域濾波器4.5
に入力される。低域濾波器4.5で高域遮断されたのち
に、その出力信号はそれぞれリング変調器6.7に入力
される。リング変調器6.7では低域濾波器4.5の出
力信号の他に搬送波信号S7、S、がそれぞれ入力され
るが、チャネルPの回路には、π/2移相図路8を設け
てチャネルQ・\の搬送波信号S7より位相がπ/2遅
れた搬送波(Δ−号S8が入力される。リング変調器6
.7の出力信号は合成回路9に入力され、合成された変
lid波信号S9が出力される。
第2図は本発明の多値直交変調装置の変調波信号の信号
点配置図である。第2図において、この変31)波信号
S、の信号点配置は最短信号点間距離を従来例同様2d
とし、かつピーク振幅が最小となるように信号点群全体
の形状を正方形から円形に変えたものである。すなわち
、第5図に示す従来例の正方形の形状に対して、正方形
各頂点付近にある偶数個の信号点を正方形各辺中央付近
に移動させて、ピーク振幅が最小になるように配置され
ている。すなわち、各信号点間の格子状の配置および信
号点の総数を変えずに全体の形状を従来例の正方形のt
)のから円形のものに変え、かつその円の大きさを最小
になるように配置しである。
点配置図である。第2図において、この変31)波信号
S、の信号点配置は最短信号点間距離を従来例同様2d
とし、かつピーク振幅が最小となるように信号点群全体
の形状を正方形から円形に変えたものである。すなわち
、第5図に示す従来例の正方形の形状に対して、正方形
各頂点付近にある偶数個の信号点を正方形各辺中央付近
に移動させて、ピーク振幅が最小になるように配置され
ている。すなわち、各信号点間の格子状の配置および信
号点の総数を変えずに全体の形状を従来例の正方形のt
)のから円形のものに変え、かつその円の大きさを最小
になるように配置しである。
これにより最短信号点間距離が2dでピーク振幅は約1
7.7d (End)となり、従来例のピーク振幅より
3.5d小さくなっている。
7.7d (End)となり、従来例のピーク振幅より
3.5d小さくなっている。
第3図は本発明の多値直交振幅変調装置の変調波信号の
信号点配置変更を示す図である。本発明では第3図の点
線に囲まれた信号点の配置が変更される。これら信号点
を含め全信号点につきチャネルPおよびチャネルQのそ
れぞれで2値4列のディジタル信号と対応している。点
線で囲まれた信号点に相当するチャネルP、Qのディジ
タル信号が入力すると、信号点変更論理回路1によって
、変更した新しい信号点に対応するディジタル信号が変
換される。このときに、2値4列のディジタル信号S、
、S2ではこの信号点に対応させることができないの
で、他の信号点も含めて全て2値5列のディジタル信号
S3、S4で対応させる。
信号点配置変更を示す図である。本発明では第3図の点
線に囲まれた信号点の配置が変更される。これら信号点
を含め全信号点につきチャネルPおよびチャネルQのそ
れぞれで2値4列のディジタル信号と対応している。点
線で囲まれた信号点に相当するチャネルP、Qのディジ
タル信号が入力すると、信号点変更論理回路1によって
、変更した新しい信号点に対応するディジタル信号が変
換される。このときに、2値4列のディジタル信号S、
、S2ではこの信号点に対応させることができないの
で、他の信号点も含めて全て2値5列のディジタル信号
S3、S4で対応させる。
これは第3図に示すテーブルP1をテーブルP1′に、
テーブルQ、をテーブルQ1′にそれぞれ1対1に変換
する論理により実現できる。この論理はハードウェアで
構成することも可能であるが、この実施例ではマイク「
゛z7″コセソサのソフトウェアにより構成した。
テーブルQ、をテーブルQ1′にそれぞれ1対1に変換
する論理により実現できる。この論理はハードウェアで
構成することも可能であるが、この実施例ではマイク「
゛z7″コセソサのソフトウェアにより構成した。
送信電力は原点から最遠の信号点までの距離の2東に比
例するので、この例では必要な送信電力は に経済化されるごとになる。
例するので、この例では必要な送信電力は に経済化されるごとになる。
以上はNZが256値(2a)の場合について述べたが
、本発明は他のN (N=2’ ; i=4.5゜f
i−−−−−一の整数)値の場合についても同様に実施
することができる。
、本発明は他のN (N=2’ ; i=4.5゜f
i−−−−−一の整数)値の場合についても同様に実施
することができる。
以上説明した。1;うに15本発明は、最短信号点間距
離を小さく・[Lずにピーク振幅を小さくすることがで
きる優れた効果がある。したがって、信号誤υ)率を劣
化させずに増幅器に必要とされる直線性を狭い範囲に川
1えることができるので、送信電力が小さくなる利点が
ある。送信電力は上述のように、原点と最遠の信号点と
の距離の2乗に比例するのでその効果は顕著である。
離を小さく・[Lずにピーク振幅を小さくすることがで
きる優れた効果がある。したがって、信号誤υ)率を劣
化させずに増幅器に必要とされる直線性を狭い範囲に川
1えることができるので、送信電力が小さくなる利点が
ある。送信電力は上述のように、原点と最遠の信号点と
の距離の2乗に比例するのでその効果は顕著である。
第1図は本発明一実施例多値直交振幅変調装置のブロッ
ク構成図。 第2図は本発明の多値直交振幅変調装置の変調波信号の
信号点配置図。 第3図は本発明の多値直交振幅変調装置の変調波信号の
信号点配置変更を示す図。 第4図は従来例の多値直交振幅変調装置のブロック構成
図。 第5図は従来例の多値直交振幅変調装置の変調波信号の
信号点配置図。 L・・・信号点変更論理回路、2.3・・・2値5列デ
ィジタルアナログ変換回路、2′、3′・・・2値4列
ディジタルアナログ変換回路、4.5・・・低域濾波器
、6.7・・・リング変調器、8・・・π/2移相回路
、9・・・合成回路、10・・・出力端子、St、Sz
・・・2値4列ディジタル信号、S3 、S4・・・2
値5列ディジタル信号、Ss、Sb・・・16値のアナ
ログ信号、Ss ’ 、Sb ’−18値のアナログ信
号、S。 ・・・搬送波信号、SR・・・π/2位相が遅れた搬送
波信号、Sq、Sq’・・・変調波信号。
ク構成図。 第2図は本発明の多値直交振幅変調装置の変調波信号の
信号点配置図。 第3図は本発明の多値直交振幅変調装置の変調波信号の
信号点配置変更を示す図。 第4図は従来例の多値直交振幅変調装置のブロック構成
図。 第5図は従来例の多値直交振幅変調装置の変調波信号の
信号点配置図。 L・・・信号点変更論理回路、2.3・・・2値5列デ
ィジタルアナログ変換回路、2′、3′・・・2値4列
ディジタルアナログ変換回路、4.5・・・低域濾波器
、6.7・・・リング変調器、8・・・π/2移相回路
、9・・・合成回路、10・・・出力端子、St、Sz
・・・2値4列ディジタル信号、S3 、S4・・・2
値5列ディジタル信号、Ss、Sb・・・16値のアナ
ログ信号、Ss ’ 、Sb ’−18値のアナログ信
号、S。 ・・・搬送波信号、SR・・・π/2位相が遅れた搬送
波信号、Sq、Sq’・・・変調波信号。
Claims (2)
- (1)入力する互いに直交する位相関係にある搬送波信
号を2系統の多値の信号で振幅変調し、その出力を合成
して変調波信号を出力する多値直交振幅変調方法におい
て、 この変調波信号の位相平面上における各信号点の配置が
信号点群の最外側が円形に近くなるように入力信号に論
理変換を施す ことを特徴とする多値直交振幅変調方法。 - (2)入力する互いに直交する位相関係にある搬送波信
号を2系統の多値の信号でそれぞれ振幅変調する2個の
変調器と、 この2個の変調器の出力信号を合成して位相平面上で格
子状に構成されたN^2個(N=2^i;i=4、5、
6・・・の整数)の信号点群を出力する合成回路と を備えた多値直交振幅変調装置において、 2系統に分けられて入力する2値i列のディジタル信号
を位相平面上における上記信号点群の最外側点が円形に
近づくようにこの信号点群の総数を変更せずに2系統の
2値(i+n)列(nは小さい数の自然数)のディジタ
ル信号に変換する信号点変更論理手段と、 この2系統の2値(i+n)列のディジタル信号をそれ
ぞれ入力し、(N+2n)値(N=2^i)の信号に変
換して上記2個の変調器にそれぞれ出力するディジタル
アナログ変換手段と を備えたことを特徴とする多値直交振幅変調装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59199980A JPS6177452A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 多値直交振幅変調方法および装置 |
US06/779,217 US4675619A (en) | 1984-09-25 | 1985-09-23 | Multiple quadrature-phase amplitude modulating system capable of reducing a peak amplitude |
EP85112137A EP0176089B1 (en) | 1984-09-25 | 1985-09-24 | Multiple quadrature-phase amplitude modulating system capable of reducing a peak amplitude |
CA000491461A CA1251526A (en) | 1984-09-25 | 1985-09-24 | Multiple quadrature-phase amplitude modulating system capable of reducing a peak amplitude |
AU47832/85A AU572064B2 (en) | 1984-09-25 | 1985-09-24 | Multiple qam modulating system |
DE8585112137T DE3585480D1 (de) | 1984-09-25 | 1985-09-24 | Vielfach-amplituden im phasenquadratur-modulationssystem, faehig zur abschwaechung eines spitzenwertes. |
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