JPS63290050A

JPS63290050A - データ復元回路

Info

Publication number: JPS63290050A
Application number: JP63034143A
Authority: JP
Inventors: ヒー・ウォン
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 1987-03-04
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 1988-11-28
Also published as: DE3802446A1; GB8805159D0; GB2201870A; US4800576A; GB2201870B

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】産業上の利用分野この発明は電気通信方式、特に復号データ出力を発生す
るために畳込み積分方式を利用する差分ダイビット位相
シフト・キーイング（ＤＢＳに）データ復元回路に関す
る。

従来技術及び発明が解決しようとする問題点通信方式の
基本的な機能は、出所から宛先へ出来るだけ速く、且つ
正確に情報を伝達することである。出所及び宛先は互い
に物理的に離れていて、通信回線によって接続される。

情報源には２種類ある。アナログ情報源とｌｌ！１ｌｒ
ｌＩ情報録である。マイクのようなアナログ源は連続的
な振幅を持つ信号を発生する。ディジタル計口器のよう
な離＠源は一連の記号で構成された信号を発生する。標
本化及び母子化方式を利用することにより、アナログ信
号を離散信号に変換することができる。

名声伝送を扱うように設計された通信回線（即ち、電話
回線）は、２進数デイジツト又はビット・ストリームを
伝送するのが困難にな−るような特性を持っている。音
声回線を介してディジタル・データを伝送することが出
来るようにするためには、ディジタル・データを利用し
て、音声回線と両立性を持つ周波数を有する搬送波波形
を変調することが必要である。

所要の変調を行なう装置が一般的に「モデム」とｐＦば
れている。「モデム」と言う゛８葉は、変調器−復調器
の略号である。これは、この装置が共形的には、伝送信
号を変′Ｊ１するだけでｔよなく、受信信号を復調する
ことも出来るからである。

一般的に言うと、１）ｆｆに述べたように、変調器が情
報源から直列ディジタル・データ・ビット・ストリーム
を受取り、このビット・ストリームを、通信回線を介し
て伝送するのに適した波形に変換する。伝送信号の周波
数スベク１〜ルを通信回線の特性と合せる他に、変調器
上雑音及び通信回線の理想的でない性質によって起こる
信号歪みの影響を最小限に抑えるようにも作用する。

通信方式の受信側では、伝送信号を復調する。

即ち、伝送データを変調搬送波波形から分離し、又は復
元する。

更に高いデータ速度、即ち１２００ボー又はそれ以上を
用いる通信方式では、種々の形の位相シフト・キーイン
グ（ＰＳＫ）変調が利用される。

２相ＰＳＫ変調方式は、一方の２３ｉ数状態に対して搬
送波周波数の１つの位相を使い、他方の２進数状態に対
して別の位相を使う。２相は１８０°離れていて、到来
信号に対して既知の位相を持つ基準信号を受信機で使う
ことにより、同期復元装置によって検出される。

差分コヒーレントＰＳＫｔＤＰＳＫ）変調方式は、受信
機で基準信号を必要としない。ＤＰＳＫ方式では、復調
用の位相基準が、その前の信号区間の間の搬送波波形の
位相から取出される。受信機が位相差に基づいてディジ
タル情報を復元する。

１形式の４相ＤＰＳＫ通信方式では、伝送ずべき２進デ
ータが、ダイビットと呼ばれる２つのビットづつのブロ
ックに分けられる。この結果得られた考えられる４つの
ダイビットの組合せ、即ら００゜０１、１０及び１１が
、搬送波波形を差別的に位相変調づ°る。受信機が、伝
送信号中の位相差に比例する２つの出力を発生する。２
つの出力の特性に基づいて、入ノコビットが一意的に復
元される。復元されたダイビットを直列２進出力に変換
する。

一般的に言うと、畳込み積分は、同じ変数の関数を「平
滑」又は「平均コするために使われる数学的な操作であ
る。

従来のＤＢＰ５に復元回路は＾１０変換器を必要とする
。更に、こういうディジタル・データ処理方式は、消費
電力が大きく、システムのトグル周波数が非常に高くて
、その結果ＲＦＩ辿蔽に大きな投資を必要とするため、
高価につく。

問題点を解決する為の手段この発明の目的は、畳込み積分を利用する差分ダイビッ
トＰＳＫ（ＤＢＰＳＫ）データ復元回路を提供すること
である。

この発明の別の目的は、調整を必要としない０ＢＰＳＫ
デ一タ復元回路を提供することである。

この発明の別の目的は、高度に集積可能なりＢＰＳＫデ
ータ復元回路を提供することである。

この発明の上記並びにその他の目的が、到来ＰＳＫ信号
を復号するために畳込み積分方式を利用するデータ復元
回路を提供することによって達成される。これから説明
するこの発明の実施例では、到来信号が４相鈴分コヒー
レント・ダイビットＰＳＫ信号である。データ復元回路
が、到来ＰＳＫ信号を表わす位相ベクトルのアレーを発
生する。加重曲線に対して位相ベクトルを畳込み積分し
て、到来信号の位相を表わす復号出力を発生する。

この発明の上記並びにその他のＶ１徴及び利点は、以下
図面についてこの発明の詳細な説明するところから十分
に理解されよう。

実施例第１図は受信機回路のブロック図である。第２Ａ図乃至
第２Ｄ図は、この発明の畳込み積分データ復元回路（１
０）を含む、第１図に示した受信機の実際の回路構成を
示す。

第１図に承りように、到来ＰＳＫ信号を電話線路（１２
）からスイッチ・キトパシタ・フィルタ（１４）が受信
する。このフィルタがピロ交差検出器（１６）に対して
出力を発生する。ゼロ交差検出２！；　（１６）が、到
来変調ダイビットＰＳＫ信月中のゼロ交差を決定し、畳
込み積分データ復元回路（１０）に対するろ波信号を供
給Ｊると共に、搬送波同１ｙ］装置（１８）に対りる搬
送波同期ストローブを発生する。搬送波向１す」装置（
１８）が搬送波クロックを復元し、それをデータ復元回
路（１０）に対する２番目の人力として供給する。デー
タ復元回路（１０）の復号出力が微分器／ストローブ発
生器（２０）に供給される。微分器／ストローブ発生器
（２０）が、シンボル同期装置（２２）に対するストロ
ーブと、差分ダイビット復号器（２４）に対するＰＳＫ
ダイビット信号との両方を出力として発生する。シンポ
ルｌ１ｉ１期装置（２２）が３つの出力、（ｉ）搬送波
同期装置（１８）が使う搬送波窓ゲ１−信号、（爾）ダ
イビット復号器（２４）及びデースクランブラ（２６）
のクロック動作に使われる復元シンボル・クロック、及
び（ｉｉｉＨｊＪ元データ・少データを発生する。差分
ダイビット復号器（２４）がデスクランブラ（２６）に
対してビット・ストリームを供給し、デスクランブラが
ビット・ストリームの順序を定めて、復元データ出力信
号（２８）を発生する。

第２Ｂ図について説明すると、この発明の畳込み積分デ
ータ復元回路（１０）が、８ピツトシフトレジスタ（３
０）、２５６Ｘ３　ＲＯＭ（３２）　、ＸＯＲゲート（
３４）、２ビット割惇器（３６）、１６Ｘ２　ＲＯＨ（
３８）　、及び２ビツトゲートつぎＤ形フリップフＯツ
ブ（４０）を含む。

データ復元回路（１０）は２つの入力を必要とする。

ゼロ交差検出器（１６）によって寄与されるろ波したＤ
ＢＰ５Ｋ入力信号が、シフトレジスタ（３０）の゛°Ｄ
″入力端子に供給される。搬送波同期装置（１８）によ
って発生される復元搬送波クロック信号ＲＥＣＬには、
ＤＢＰ５Ｋ入力信号の搬送波周波数の４＠である。

信号ＲＥＣＬＫの周波数は、低帯域では約４．８ｋｌｌ
Ｚ　。

高帯域では９．６ｋｌｌＺである。その正に向う縁が、
到来搬送波波形の４５”　、　　１３５°、２２５°、
３１５゜の点と整合している。

到来ＤＢＰ５に信号と復元信号ＲＥＣＬＫの間の位相関
係を示す時間線図が第３図に示されている。信号Ｒ［Ｃ
Ｌにを使って、畳込み積分データ復元回路（１０）の３
つのフリップフロップ（３０）、　（３６）、　（４０
）にクロック動作を行わせる。

データ復元回路（１０）の復号出力が、フリップフロッ
プ（４０）の２つの出力端子に出る。これらの２つの出
力は２通船重である。出力の大きさが、到来０ＢＰＳＫ
信号の４相のうちの１つを表わす。

ＤＢＰ５に入力は差分符号化されているから、絶対値は
実際の入力の位相を表わさない。

第１図に戻って説明すると、差分ダイビット復号器（２
４）によって差分復号が行なわれる。前に述べたように
、復号ｍ（２４）の出力が、デスクランブラ（２６）に
対する直列ビット・ストリームである。

差分／ストローブ発生器（２０）がデータ復元回路（１
０）からの復号出力のコードの変化を感知し、シンボル
同期装置（２２）に対する「シンボル同期ストローブ」
を発生する。

データ復元回路（１０）の出力より後の全ての回路は、
この発明の範囲外である。従って、この明細書では詳し
く説明しない。然し、明細書の終りの付録へには、第２
Ｄ図に参照番号（４２）で示した差分復号器ＲＯＭのソ
ースリスト“ＤＰＤ、ＲＡＳ　”が示されている。

第２Ｂ図に戻って説明すると、８ビツト・シフトレジス
タ（３０）に接続された４×クロック信号ＲＥＣＬＫが
到来ＤＢＰ５に信号をシフトレジスタ（３０）にシフト
させ、このシフトレジスタがその８個の出力（ピン３−
６及びＩＱ−１３）に位相ベクトル・アレーを発生する
。これらのベクトルを２５６ｘ　３１？０Ｎ（３２）に
予め記憶されている加重曲線“ＣＤＲ１゜ＲＡＳ　”に
対して岩込み積分する。ＲＯＭ　（３２）のプログラム
“ＣＤＲ１，ＲＡＳ”の原始リストが明細書の終りの付
録Ｂに示されている。プログラムＣＤＲ１，ＢＡＳは次
のように構成されている。

１０００　　　　ファイルの名称１０１０　　　　プログラムに使われる全ての変数を定
義する。

１０２０　　　　データ区域（＃　１２９０）に入って
いる数を゛°Ｘ″アレーにｊ７ｅ込む。数はデータ送信
機のインパルス応答特性から発生される。付録Ｂの“’　１ＭＰＩＪｔＢＡＳ　
”及び°“Ｃ１圓、ＢＡＳ”と記したプログラムがこの
ためにある。

１０３０　　　　片側の重みの数から完全な°“Ｘ′′
アレーを構成する。

１０４０　　　　両側の重みの和の中点を見つける。

この数が位相の推定過程の間、位相比較器の判定レベルを設定する。

１０５０及び１０６ＲＯ１０６ＲＯの２５６個の位首の全部を走査するルー
プを形成する。

１０７０乃至１１２０ＲＯＭ（３２）の入力を２ビツトオーバーラツプ間隔で
マスクすることにより、Ｐ”アレーを埋める。ＲＯＭ（３２）に対して８個の入
力があるから、Ｐ　” アレーには７個の要素がある。ステートメント１１００でマスクされた値から項“Ｂ及び
３″を減算することにより、搬送波除去過程が挿入される。°“Ｐ″アレー記憶される各々の数は、その期間に於ける到来位相を選定する２ビツト数である。

１１４０乃至１１７０ “Ｐ　”アレーに加重関数を適用し、最大の重みを持つ位相を拾い出す。

１１８０　　　　最大の重みが生のの点を超えるかどう
かを検査する。超えなければ、数゛４″が復号される。数“４パはフリップフロップ（４０）が無効なコードに更新されるの
を防止する。

１１９０乃至１２５０変数のプリントアウト１２７０乃至１２８０この結！ｔ！得られたＲＯＭコードをＦＲＯＭのプログ
ラミングのためにファイルに送る。

ＣＤＲ１，ＢへＳプログラムの試行により、コーディン
グ・アルゴリズムの見通しが得られる。明細書の終りの
付録Ｃに示ザデータは、このプログラムの実行によって
得られたものである。３３゛′から始まる行の列“’Ｉ
？ＯＨ八ＤＲ“′には、復号された位相が゛Ｏパである
明白な例がある。入力が１６進コード・・３３・・　（
２進数で表わすと００１１００１１”　）を持つから、
１１０Ｍ　（３２）がこのコードを変調なしの連続搬送
波として取扱う。この場合、１１　Ｐ　１１アレーに記
憶されている全ての数は、ＩＩ　Ｏ１１であり、勿論、
加算後の最大の重みは”位相０″に専用になる。

２番目の例は、ＲＯＨＡＤＲ”が３に等しい場合である
。１１　Ｐ　ＩＩアレーの位相ベクトル゛Ｏ”′は最大
の重みを持ち、このため出力位相は０″と（１［定され
る。

上に述べた搬送波除去過程は、ベクトルから一定の搬送
波位相を減算することを仮定している（ステートメント
＃１１００）。ベクトルが連続的にレジスタにシフトす
るから１、復号出力位相はクロック速度で回転する。こ
れは次のコードを回路に逐次的に適応すれば、容易に分
る。

３３．６６、９９．　ＣＣ，３３・・・等回転パターン
を除くことが、カウンタ（３６）及びＩｔＯＨ（３８）
によって行なわれる。カウンタ（３６）は２ビット割口
器であり、ＲＯＭ（３８）に対して基準搬送波位相を供
給する。ＲＯＭ（３８）は１６×２のＲＯＭであって、
明細書の終りの付録Ｂに示すリスト“ＣＤＩ？２゜ＢＡ
Ｓ　”に従って符ｙ′ｉ化される。ステートメント＃１
０６０が、出力が入力位相と基準搬送波位相の間の差で
あることを表ね１″唯一のキー・ステートメントである
。

フリップフロップ（４０）は無効コードがデータ復元回
路（１０）から出て行かないようにする。

シフトレジスタ（３０）の長さは、回路が低帯域周波数
で動作する時、到来ＤＩＰＳＫ信号のダイビット周期全
体をカバーする。高帯域モードでは、データ・ビットを
限定する搬送波サイクルの数が２倍になるために、回路
が発生する誤りは小さくなる傾向がある。この回路の構
成は、レジスタ（３０）の長さを長くすることにより、
又はダイビット周期の端数に基づいて市みを修正するこ
とにより、性能を最適にするにうに拡張することができ
る。然し、実験結果によると、価格／性能の兼合いが主
な関心串である場合、その何れにするのも経済的ではな
いことが分った。

好ましい実施例では、２つのＲＯ）Ｉ　（３２）及び（
３８）のコーディングは、回路を集積するための、ＰＬ
＾形式に更に分解される。

この発明を実施する時、ここに示した実施例に神々の変
更を加えることが出来ること、並びに特許請求の範囲に
含まれる回路及びその均等物はこの発明に属することを
承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の畳込み積分データ復元回路を用いる
受信機の簡略ブロック図、第２Ａ図乃至第２Ｄ図は併Ｕ
てこの発明の畳込み積分データ復元回路を用いる受信機
回路の回路図、第３図は到来ＤＢＰ５Ｋ信号と４×搬送
波り０ツクの間の位相関係を示す時間線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）到来位相シフト・キーイング（ＰＳＫ）信号を受
取つて、それからデータを復元する形式の受信機に用い
るデータ復元回路に於いて、到来ＰＳＫ信号を復号する
ために畳込み積分方式を利用するデータ復元回路。
（２）特許請求の範囲第１項に記載したデータ復元回路
に於いて、２進加重の復号出力信号を発生し、該出力信
号の大きさが到来ＰＳＫ信号の位相を表わすデータ復元
回路。
（３）特許請求の範囲第１項に記載したデータ復元回路
に於いて、到来ＰＳＫ信号が４相差分コヒーレント・ダ
イビットＰＳＫ信号であり、データ復元回路が２つの２
進加重出力を発生し、該出力の大きさが到来ＰＳＫ信号
の４相のうちの１つを表わすデータ復元回路。
（４）到来位相シフト・キーイング（ＰＳＫ）信号を受
取って、それからデータを復元する形式の受信機で、到
来ＰＳＫ信号から搬送波クロックを復元するデータ復元
回路に於いて、到来ＰＳＫ信号を表わす位相ベクトルの
アレーを発生する手段と、加重曲線に対して位相ベクト
ルを畳込み積分して復号データ出力を発生する手段とを
有するデータ復元回路。
（５）到来ＰＳＫ信号から復号データ信号を発生する受
信機回路に利用される形式のデータ復元回路に於いて、
シフトレジスタにシフトさせた到来ＰＳＫ信号に基づい
て位相ベクトルのアレーを発生するシフトレジスタと、
加重曲線に対して位相ベクトルを畳込み積分して加重出
力を発生する手段と、加重出力から搬送波基準位相を除
去する手段と、到来ＰＳＫ信号の位相と基準搬送波位相
の間の差を表わす復号データ信号を発生する手段とを有
するデータ復元回路。
（６）特許請求の範囲第５項に記載したデータ復元回路
に於いて、無効データ信号がデータ復元回路から出て行
かないようにする手段を有するデータ復元回路。