DE69033637T2

DE69033637T2 - Modulator-Demodulator mit der Fähigkeit, nicht-synchronisierte Rahmenzustände zu Erkennen

Info

Publication number: DE69033637T2
Application number: DE69033637T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kaku; Yasunao Mizutani
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: DE69030053D1; WO1990016123A1; DE69033637D1; EP0721265A3; CA2034007A1; EP0721265A2; EP0429674A4; DE69030053T2; EP0429674A1; EP0721265B1; EP0429674B1; US5319650A; CA2034007C; ES2098268T3; US5574737A; US5572537A

Description

[Technisches Gebiet]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Modulator-Demodulator-(Modem)-Vorrichtung für ein Phasenmodemsystem, ein Quadratur-Amplituden-Modemsystem und dergleichen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung, die einen nicht synchronisierten Rahmenzustand in einer Synchronisationsübertragung in einer Modemvorrichtung detektieren kann. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird z. B. für ein Modem in Endgerätvorrichtungen zur Datenkommunikation verwendet.

[Stand der Technik]

In einem Datenübertragungssystem vom Synchronisationstyp, das ein Phasenmodemsystem, ein Quadratur-Amplituden-Modemsystem und dergleichen übernimmt, wird eine Rahmensynchronisation zwischen der Senderseite und der Empfängerseite eingerichtet, indem vor der Übertragung der Daten ein Rahmensynchronisationssignal in einem Trainingssignal zum automatischen In-Synchronismus-Kommen des automatischen Entzerrers der Empfängerseite eingeführt wird, und während der Datenübertragung wird die Operation mit einer synchronisierten Rahmenphase ausgeführt, die während des Empfangens des Trainingssignals eingerichtet wird. Falls die Rahmenphase infolge einer Variation in den Charakteristiken des Datenübertragungsnetzwerkes abweicht und ein nicht synchronisierter Rahmenzustand auftritt, wird eine normale Datenübertragung verhindert; dieser nicht synchronisierte Rahmenzustand kann jedoch nur durch eine abnorme Bedingung empfangener Daten detektiert werden. Folglich wäre es wünschenswert, falls ein System realisiert werden könnte, in welchem die Rahmensynchronisation schnell und zuverlässig detektiert wird.
Für eine Übertragungsvorrichtung, die eine Analogleitung mit einer Übertragungsrate von 2400 bps bis 19200 bps verwendet, ist im allgemeinen die Datenübertragungsgeschwindigkeit auf eine ganze Zahl mal 2400 bps eingestellt. In einer Übertragungsvorrichtung, in der die Modulationsgeschwindigkeit als Intervall zum Synchronisieren von Daten und zum Senden und Empfangen synchronisierter Daten von 2400 bps verschieden ist und die Bitzahl der Übertragung, die auf einmal vorliegen kann, eine ganze Zahl ist, ist es somit notwendig, eine Übertragungsverarbeitung in einem rahmensynchronisierten Zustand zwischen einem Sender und Empfänger auszuführen, indem eine Rahmenphaseninformation verwendet wird, um mit der Übertragungsgeschwindigkeit eines ganzzahlig Vielfachen der standardmäßigen 2400 bps übereinzustimmen.
In einem System nach dem Stand der Technik wird eine Rahmenphasensynchronisation zwischen einer Senderseite und einer Emfängerseite eingerichtet, indem vor einer Datenübertragung ein Rahmensynchronisationssignal in einem Trainingssignal eingeführt wird, um die Rahmenphase der Empfängerseite mit der Rahmenphase der Senderseite übereinstimmen zu lassen, und während der Datenübertragung wird die Operation mit einer synchronisierten Rahmenphase ausgeführt, wenn das Trainingssignal empfangen wird.
Falls z. B. angenommen wird, daß ein Rahmen durch 8 Modulationen gebildet wird, wird ein Modulationssynchronisationssignal abgeleitet, indem jeder Fall einer Modulation demoduliert wird, wird eine Rahmenphaseninformation erzeugt, indem die Zahl dieser demodulierten Synchronisationssignale gezählt wird, und wird die Zeitsteuerung eines Löschens eines Zählers durch das Rahmenphasensynchronisationssignal vorbereitend bestimmt, wenn das Trainingssignal empfangen wird, und eine Rahmenphasensynchronisation zwischen der Senderseite und der Empfängerseite kann eingerichtet werden, selbst wenn das Rahmensynchronisationssignal während der Datenübertragung nicht empfangen wird.
Falls ein Teil des Modulationssignals innerhalb eines Rahmens infolge einer Variation in den Charakteristiken des Senders, wie z. B. einer durch Rauschen während der Datenübertragung erzeugten Verzerrung der Signalwellenform, eines momentanen, durch eine Durchtrennung der Leitung hervorgerufenen Signalverlustes oder dergleichen verloren wird, weicht jedoch in solch einem Rahmensynchronisationssignal nach dem Stand der Technik die Rahmenphase auf der Empfängerseite ab, und ein nicht synchronisierter Rahmenzustand tritt auf. Tritt der nicht synchronisierte Rahmenzustand einmal auf, kann eine Rahmensynchronisation nicht wiederhergestellt werden, wird eine normale Datenübertragung verhindert, und dieser nicht synchronisierte Rahmenzustand kann nur durch den abnormen Zustand der empfangenen Daten detektiert werden, was im Betrieb ein Problem hervorruft.
CCITT Red Book, Band VIII, Assembly VIII.1, 1989, Genf, Seite 221 "Recommendations of the V series, V.32: Delta Communication over the Telephone Network", beschreibt die allgemeinen Bedingungen eines Empfängerkonditioniersignals und Ratensignals für die CCITT-Empfehlungen der V-Serie, V.32 Datenkommunikation über ein Telefonnetzwerk.
US-A-4837766 beschreibt ein Rahmenausstiegs-Detektiersystem in einem Datenübertragungssystem, das einen Faltungscode verwendet und das nicht auf einer Einfügung eines Rahmensynchronisationssignals in eine zu übertragende Datenkette beruht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Modulator-Demodulator-Vorrichtung geschaffen, die einen nicht synchronisierten Rahmenzustand detektieren kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in der Senderseite aufweist:
ein Fehlersteuerungs-Codiermittel zum Codieren des zu übertragenden Signals gemäß einer vorbestimmten Übergangsregel zum Beschränken des Übergangs von Signalpunkten auf der komplexen Ebene;
ein Modulationsmittel zum Modulieren des codierten Signals, das durch das Fehlersteuerungs-Codiermittel codiert wurde, um das modulierte Signal zum Kommunikationsnetzwerk zu übertragen;
ein erstes Übertragungssignal-Auswahlmittel zum Übertragen eines nicht codierten Signals, das durch das Fehlersteuerungs-Codiermittel nicht codiert wurde, während einer vorbestimmten Zeitspanne auf den Start einer Übertragung des nicht codierten Signals durch das Fehlersteuerungs-Codiermittel hin;
ein zweites Übertragungssignal-Auswahlmittel zum Übertragen eines vorbestimmten codierten Signals, das durch das Fehlersteuerungs-Codiermittel codiert wurde, während einer vorbestimmten Zeitspanne auf den Abschluß der Übertragung des nicht codierten Signals hin und Umschalten zu der Übertragung der Übertragungsdaten auf den Abschluß der Übertragung des codierten Signals hin;
und die Vorrichtung in der Empfängerseite aufweist:
ein Demodulationsmittel zum Demodulieren des Signalpunktes auf der komplexen Ebene von dem vom Kommunikationsnetzwerk empfangenen Signal;
ein Fehlersteuerungssignal-Decodiermittel zum Einstellen eines Auswertungswertes für jede der Übergangssequenzen einer Mehrzahl der empfangenen Signale auf der Basis der Übergangsregel der Senderseite, Aktualisieren des Auswertungswertes für jedes der empfangenen Signale und Auswählen der Übergangssequenz des mit maximaler Wahrscheinlichkeit empfangenen Signals auf der Basis der aktualisierten Auswertungsziffer (d. h. Wertes), um den Fehler in dem demodulierten Signalpunkt zu korrigieren; und
ein Auswertungswert-Einstellmittel zum Bezeichnen, für das Fehlersteuerungssignal-Decodiermittel, des Anfangswertes des Auswertungswertes, der durch das Codiersignal aktualisiert wurde, das auf das Umschalten von der Übertragung des nicht codierten Signals zur Übertragung des codierten Signals hin zuerst empfangen wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Vorrichtung liefern, um eine Rotation der Signalpunktkoordinaten auf einer komplexen Ebene zu veranlassen, die eine Bitsequenz von dem Fehlersteuerungs-Codiermittel in der Senderseite ist, die auf der Basis der Rahmenphaseninformation transformiert wurde, um eine Rotation der empfangenen Signalpunktkoordinaten in der Empfängerseite in der umgekehrten Richtung derjenigen der oben erwähnten Koordinationrotation auf der Basis der Rahmenbasisinformation zu veranlassen, um den Maximale-Wahrscheinlichkeit-Signalpunkt zu entscheiden durch Nutzen der Redundanz, die durch ein Fehlersteuerungs- Codiermittel an der Senderseite addiert wurde, um den nicht synchronisierten Rahmenzustand zu entscheiden auf der Basis der Distanz zwischen dem Entscheidungspunkt, der durch das den Maximale-Wahrscheinlichkeit-Signalpunkt entscheidende Mittel entschieden wurde, und einem demodulierten empfangenen Signalpunkt und um somit den nicht synchronisierten Rahmenzustand schnell zu detektieren und die Betriebszuverlässigkeit eines Modems zu steigern.

[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]

In den Zeichnungen:

Fig. 1 zeigt eine Modulator-Demodulator-Vorrichtung, die zum Verstehen der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
Fig. 2 zeigt Wellenformen von Signalen zum Erklären des Betriebs der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 3 zeigt eine Anordnung von Signalpunkten in der Gittercodiermodulation;
Fig. 4 zeigt eine Modulator-Demodulator-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5 zeigt Wellenformen von Signalen zum Erklären des Betriebs der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung.

[Bestes Verfahren zum Ausführen der Erfindung]

Eine Modulator-Demodulator-(Modem)-Vorrichtung, die zum Verstehen der vorliegenden Erfindung nützlich ist, ist in Fig. 1 dargestellt.
Die Operation des in Fig. 1 gezeigten Modems ist in Fig. 2 und Fig. 3 veranschaulicht.
In dem Modem von Fig. 1 wird in der Senderseite das zu übertragende Signal auf einer komplexen Ebene auf der Basis der Rahmenphase rotiert, und in der Empfängerseite wird der empfangene Signalpunkt auf einer komplexen Ebene in der umgekehrten Richtung derjenigen der Senderseite rotiert, um zur ursprünglichen Position zurückgeführt zu werden. Der nicht synchronisierte Rahmenzustand wird dann auf der Basis der Differenz zwischen der Distanz einer harten Entscheidung und der Distanz einer weichen Entscheidung entschieden. In einem Netzwerk, wo der nicht synchronisierte Zustand nicht häufig auftritt, sind der Harte-Entscheidung-Signalpunkt und das Weiche-Entscheidung-Signal gewöhnlich der gleiche Punkt, und in solch einem Fall wird der nicht synchronisierte Zustand bestimmt und detektiert durch die Tatsache, daß die Differenz zwischen den Fehlern dieser beiden Punkte Null ist und daß die Differenz zwischen den Fehlern dieser beiden Punkte zunehmen wird, wenn ein nicht synchronisierter Zustand auftritt. Daher werden die Differenz zwischen dem Harte- Entscheidung-Wert und dem Empfangssignal, d. h. der erste Fehler, und die Differenz zwischen dem Weiche-Entscheidung-Wert und dem Empfangssignal, d. h. der zweite Fehler, berechnet, wird die Differenz zwischen dem ersten Fehler und zweiten Fehler z. B. durch Subtraktion erhalten, wird der erhaltene Wert einer Integrationsoperation oder dergleichen unterzogen, um einen Mittelwert zu bestimmen, und kann dann der nicht synchronisierte Rahmenzustand entschieden werden, wenn der Mittelwert größer als ein vorbestimmter Wert ist.
In der Vorrichtung von Fig. 1 enthält die Senderseite 1 eine Bitverarbeitungsschaltung 10 zum Abgeben der Bitsequenz der Übertragungsdaten in vorbestimmten Intervallen, eine Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 12 zum Erzeugen einer Rahmenphaseninformation, in der ein Intervall, das ein ganzzahlig Vielfaches des Intervalls der Bitsequenz ist, einen Rahmen bildet, eine Trainingssignal-Erzeugungsschaltung 14 zum Erzeugen eines ein Rahmensynchronisationssignal enthaltenden - Trainingssignals vor der Datenübertragung, eine Gittercodierschaltung 16 als die Fehlersteuerungs-Codierschaltung zum Addieren einer Redundanz gemäß einer vorbestimmten Prozedur zu der von der Bitverarbeitungsschaltung 10 zu übertragenden Bitsequenz und Codieren der Bitsequenz, eine Datensequenz-zu- Koordinatentransformationsschaltung 18 zum Transformieren der Bitsequenz von der Fehlersteuerungs-Codierschaltung 16 in die Koordinaten eines Signalpunktes auf der komplexen Ebene, eine Koordinationrotationsschaltung 20 zum Rotieren der transformierten Koordinaten des Signalpunktes, die durch die Datensequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 18 transformiert wurden, auf der Basis der Rahmenphaseninformation von der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 12 und ein Modulationsmittel 24 zum Phasenmodulieren oder Quadratur-Modulieren der Ausgabe der Koordinatenrotationsschaltung 20 und Abgeben der modulierten Ausgabe an das Kommunikationsnetzwerk 6.
Die Empfängerseite 2 enthält eine Demodulationsschaltung 26 zum Demodulieren der Koordinaten des empfangenen Signalpunktes auf der komplexen Ebene für das Signal von dem Kommunikationsnetzwerk 6, eine Rahmenphasen-Detektierschaltung 32 zum Steuern der Verzögerungsbetrages t der Variable- Verzögerungs-Schaltung 30, um eine Übereinstimmung zwischen der Rahmenphase von der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 28 und der empfangenen Rahmenphase von der Variable- Verzögerungs-Schaltung 30 zu veranlassen, eine Koordinatenrotationsschaltung 34 zum Anwenden einer Rotation in der umgekehrten Richtung derjenigen der Koordinatenrotation in der Senderseite auf der Basis der Rahmenphaseninformation der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 28, eine erste Entscheidungsschaltung 36 zum Entscheiden des nächsten Signalpunktes unter den Signalpunkten auf der komplexen Ebene mit der Mög lichkeit einer Übertragung bezüglich der Signalempfangspunktkoordinaten, die von der Koordinatenrotationsschaltung 34 abgegeben wurden, als die harte Entscheidung, eine zweite Entscheidungsschaltung 38 zum Entscheiden des Maximale- Wahrscheinlichkeit-Signalpunktes durch Nutzen der durch das Fehlersteuerungs-Codiermittel 16 der Senderseite addierten Redundanz und Korrigieren des Koordinatenfehlers des empfangenen Signalpunktes und eine einen nicht synchronisierten Rahmenzustand entscheidende Schaltung 5 zum Entscheiden des nicht synchronisierten Rahmenzustandes auf der Basis der Distanz zwischen dem Entscheidungspunkt durch die erste und/oder die zweite Entscheidungsschaltung 36, 38 und dem modulierten empfangenen Signalpunkt auf der komplexen Ebene.
Die Schaltung 5 zur Entscheidung eines nicht synchronisierteren Rahmenzustandes entscheidet den nicht synchronisierten Rahmenzustand auf der Basis der Differenz zwischen der Distanz zwischen einem durch die erste Entscheidungsschaltung 36 entschiedenen Punkt und dem demodulierten Empfangspunkt und der Distanz zwischen einem durch die zweite Entscheidungsschaltung 38 entschiedenen Punkt und dem demodulierten Empfangspunkt.
Konkret berechnet die Schaltung 5 zur Entscheidung eines nicht synchronisierten Rahmenzustandes die Distanz zwischen dem Entscheidungspunkt der ersten Entscheidungsschaltung 36 und dem demodulierten Empfangspunkt als einen ersten Entscheidungsfehler E1 als den Harte-Entscheidung-Fehler, berechnet die Distanz zwischen dem Entscheidungspunkt der zweiten Entscheidungsschaltung 38 und dem demodulierten Empfangspunkt als einen zweiten Entscheidungsfehler als den Weiche- Entscheidung-Fehler E2 und entscheidet den nicht synchronisierten Rahmenzustand, wenn der Mittelwert der Differenzen zwischen dem ersten Entscheidungsfehler E1 und dem Entscheidungsfehler E2, "E1 - E2", größer als ein vorbestimmter Schwellenwert wird.
Jede der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltungen 12 und 32 erzeugt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, eine Rahmenphaseninformation zum Teilen eines Rahmens in den ersten Halbrahmen und den zweiten Halbrahmen. Die Koordinatenrotationsschaltung 20 der Senderseite veranlaßt eine vorbestimmte Koordinatenrotation der Signalpunktkoordinaten, die in dem ersten Halbrahmen ent halten sind, wobei die in dem zweiten Halbrahmen enthaltenen Signalpunktkoordinaten nicht rotiert gelassen werden. Die Koordinatenrotationsschaltung 30 der Empfängerseite veranlaßt eine vorbestimmte Koordinatenrotation der Empfangspunktkoordinaten, die im ersten Halbrahmen enthalten sind, in der umgekehrten Richtung derjenigen der Senderseite, wobei die in dem zweiten Halbrahmen enthaltene Empfangspunktkoordinate nicht rotiert gelassen wird.
Die Beziehung zwischen einer Koordinatenrotation und Nicht-Rotation in dem ersten Halbrahmen und dem zweiten Halbrahmen ist nicht auf die oben beschriebene Beziehung beschränkt, sondern umgekehrt kann der erste Halbrahmen von einer Nicht-Rotation sein und der zweite Halbrahmen kann von einer Rotation sein.
Ferner erzeugt jede der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltungen 12 und 32, die in der Senderseite bzw. der Empfängerseite vorgesehen sind, unabhängig und asynchron die gleiche Rahmenphaseninformation.
In der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung bezeichnet Bezugsziffer 1 die Senderseite, bezeichnet 2 die Empfängerseite, und die Senderseite 1 und die Empfängerseite 2 sind über das Kommunikationsnetzwerk 6 miteinander verbunden. Die Vorrichtung von Fig. 1 führt eine Datenübertragung mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 14400 bps aus.
In der Senderseite 1 empfängt die Bitverarbeitungsschaltung 10 die Übertragungsdaten von dem entsprechenden Endgerät. Die Bitverarbeitungsschaltung 10 teilt die Bitsequenz der Übertragungsdaten in jedes Modulationsbit, führt eine Verarbeitung wie z. B. ein Verwürfeln oder dergleichen aus und gibt die verwürfelten Daten aus. Da die Übertragungsgeschwindigkeit der Vorrichtung von Fig. 1 14400 bps beträgt, ergibt 14400 bps geteilt durch 2400 bps 6 Bit. Das heißt, die Bitverarbeitungsschaltung 10 gibt eine Bitsequenz aus 6 Bit pro Modulation "Q6n Q5n Q4n Q3n Q2n Q1n" aus.
Die Bitsequenz aus 6 Bit wird von der Bitverarbeitungsschaltung 10 an die Gittercodierschaltung 16 als die Fehlersteuerungs-Codierschaltung geliefert, und die Gittercodierschaltung 16 gibt eine Bitsequenz aus 7 Bit einschließlich eines Redundanzbit gemäß einer vorbestimmten Regel ab. In diesem Fall gibt die Gittercodierschaltung 16 untere 2 Bit "Q2n Q1n" der Bitsequenz von der Bitsequenzverarbeitungsschaltung 10 in die einen Differenzcodierer und einen Faltungscodierer enthaltende Codierschaltung ein und erzeugt eine Teilmenge aus 3 Bits "Y2n Y1n Y0n". Die 3-Bit-Teilmenge wird mit den oberen 4 Bit kombiniert, und die Bitsequenz aus 7 Bit "Q6n Q5n Q4n Q3n Y2n Y1n Y0n" ist erzeugt.
Die Ausgabe der Gittercodierschaltung 16 wird über die Umschalt-Schaltung 42 an die Datensequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 18 geliefert. Die Umschalt-Schaltung 42 schaltet die Ausgaben der Gittercodierschaltung 16 und der Trainingssignal-Erzeugungsschaltung 14 um. Die Umschalt- Schaltung 42 wählt nämlich vor der Datenübertragung das Trainingssignal von der Trainingssignal-Erzeugungsschaltung 14 aus und veranlaßt das In-Synchronismus-Kommen des automatischen Entzerrers der Empfängerseite 2 durch das Trainingssignal von der Trainingssignal-Erzeugungsschaltung 14.
In der Vorrichtung von Fig. 1 ist das Rahmensynchronisationssignal in dem in der Trainingssignal-Erzeugungsschaltung 14 erzeugten Trainingssignal enthalten. Dieses Rahmensynchronisationssignal wird von den Trainingssignalen in der Empfängerseite detektiert, und die Rahmensynchronisationssteuerung wird während einer Trainingszeit ausgeführt. Selbstverständlich wählt die Umschalt-Schaltung 42 die ausgewählte Gittercodierschaltung 16 während der Datenübertragung aus.
Die Datensequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 18 transformiert die Bitsequenz aus 7 Bit, die von der Gittercodierschaltung 16 erhalten wurde, in die den Signalpunkt auf der komplexen Ebene repräsentierenden Koordinaten. Zum Beispiel gibt die Datensequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 18 den Koordinatenwert des Signalpunktes auf der komplexen Ebene aus, der durch einen schwarzen Punkt in Fig. 3 angegeben ist, mit einer binären Zahl der Bitsequenz aus 7 Bit, die gemäß der Anordnung von Signalpunkten in der Gittercodiermodulation, die in Fig. 3 gezeigt ist, angeordnet ist, d. h. die Koordinatendaten, die durch die Amplitude der rellen Zahlenachse (Re) und die Amplitude der imaginären Zahlenachse (Im) gebildet werden. In der in Fig. 3 gezeigten Signalpunktanordnung sind A, B, C und D die Signalpunkte für niedrige Geschwindigkeit in dem ersten Halbabschnitt des Trainingssignals.
Nach der Datensequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 18 ist die Koordinatenrotationsschaltung 20 vorgesehen, um eine vorbestimmte Rotation auf die Signalpunktkoordinate auf der komplexen Ebene von der Datensequenz-zu- Koordinatentransformationsschaltung 18 auf der Basis der Rahmenphaseninformation von der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 12 anzuwenden.
Die Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 12 wird betätigt, wenn die Energieversorgung eingeschaltet wird, und unabhängig betrieben, um einen 8 Modulationen bildenden Rahmen in den ersten Halbrahmen und den zweiten Halbrahmen zu teilen, wie in einer Rahmenphaseninformation der Senderseite dargestellt ist (Fig. 2(2)).
Gemäß der Rahmenphaseninformation von der Rahmenphasen- Erzeugungsschaltung 12 wendet die Koordinatenrotationsschaltung 20 die Rotation 0 auf die komplexe Ebene, z. B. die Rotation θ von +90º, beispielsweise die Rotation im Uhrzeigersinn von 90º auf der komplexen Ebene, die in Fig. 3 dargestellt ist, auf die Signalpunktkoordinaten von der Datensequenz-zu- Koordinatentransformationsschaltung 18 an, die im ersten Halbrahmen A enthalten sind, wobei die im zweiten Halbrahmen enthaltene niedrigere Signalkoordinate nicht rotiert gelassen wird, und wiederholt die gleiche Operation für jeden Rahmen.
Die Ausgabe der Koordinatenrotationsschaltung 20 wird an die Modulationsschaltung 24 geliefert, durch eine Phasenmodulation, Quadratur-Modulation oder dergleichen moduliert, und die modulierte Ausgabe wird an das Kommunikationsnetzwerk abgegeben. Mit anderen Worten wird in der Modulationsschaltung 24 die Amplitude der reellen Zahlenachse (Re) der von der Koordinatenrotationsschaltung 20 abgegebenen Signalpunktkoordinaten durch sinωt moduliert, wird die Amplitude der imaginären Zahlenachse (Im) der Signalpunktkoordinate durch einen um einen um 90º vorgerückten sinωt moduliert, und nachdem beide Komponenten zusammengesetzt sind, werden die zusammengesetzten Daten an das Kommunikationsnetzwerk 6 abgegeben.
In der Empfängerseite gibt Bezugsziffer 26 eine Demodulationsschaltung zum Demodulieren der Empfangspunktkoordinaten an, das heißt der Signalpunktkoordinaten von dem Signal, das vom Kommunikationsnetzwerk 6 empfangen wurde. Mit anderen Worten wird die Amplitude der rellen Zahlenachse (Re) entschieden, indem die Synchronisation des empfangenen Signals durch cosωt detektiert wird, und die Amplitude der imaginären Zahlenachse (Im) wird entschieden, indem die Synchronisation durch sinxot detektiert wird. Die Demodulationsschaltung 26 enthält natürlich eine Schaltung zum Eliminieren des Netzwerkverschlechterungsfaktors, wie z. B. einen automatischen Entzerrer CAPC und dergleichen.
Nach der Modulationsschaltung 26 sind zum Ausführen einer Synchronisationssteuerung der Rahmenphase die Rahmenphasen- Erzeugungsschaltung 28, die Variable-Verzögerungs-Schaltung 30 und die Rahmenphasen-Detektierschaltung 32 vorgesehen.
Die Rahmenphasen-Detektierschaltung 32 detektiert das im Trainingssignal von der Senderseite 1 enthaltene Rahmensynchronisationssignal und stellt den Verzögerungsbetrag 'r der Variable-Verzögerungs-Schaltung 30 ein, so daß die Rahmenphaseninformation von der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 28 der Empfängerseite mit der Phase der Rahmenphaseninformation der Senderseite der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung I2 in der Senderseite übereinstimmt.
Sowohl die Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 12 der Senderseite als auch die Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 28 der Empfängerseite werden unabhängig betätigt, wenn die Vorrichtung eingeschaltet wird, um die Rahmenphaseninformation des Rahmens zu erzeugen, der in den ersten Halbrahmen und in den zweiten Halbrahmen geteilt wurde; jedoch wird die Übereinstimmung zwischen den Rahmenphasen der Senderseite und der Empfängerseite nicht eingerichtet. In der Rahmenphasen- Detektierschaltung 32 wird die Rahmenphase der Senderseite durch das von den Trainingssignalen detektierte Rahmensynchronisationssignal entschieden, wird der Fehler der Rahmenphase der Empfängerseite in Beziehung zur Rahmenphase der Senderseite, d. h. dem Verzögerungsbetrag τ, erhalten, und der Verzögerungsbetrag der Variable-Verzögerungs-Schaltung 30 wird dementsprechend eingestellt. Gemäß der Signalverzögerung durch die Variable-Verzögerungs-Schaltung 30 kann man die Rahmenphasen der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltungen 12 und 28 der Senderseite und der Empfängerseite miteinander übereinstimmen lassen.
Die Koordinatenrotationsschaltung 34 wendet eine Rotation in der umgekehrten Richtung derjenigen der Senderseite auf der komplexen Ebene auf die Empfangspunktkoordinate an, die durch die Variable-Verzögerungs-Schaltung 30 erhalten wurde, basierend auf der Rahmenphaseninformation von der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 28.
In der Vorrichtung von Fig. 1 wendet in der Senderseite die Koordinatenrotationsschaltung 20 der Senderseite die Rotation z. B. θ von beispielsweise +90º für den ersten Halbrahmen an, wobei der zweite Halbrahmen nicht rotiert gelassen wird, und folglich wendet die Koordinatenrotationsschaltung 34 die Rotation A, d. h. - 90º als θ in der umgekehrten Richtung derjenigen der Senderseite auf die im ersten Halbrahmen enthaltenen Empfangspunktkoordinaten auf der Basis der Rahmenphaseninformation von der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 28 an, wobei der zweite Halbrahmen nicht rotiert gelassen wird.
Daher kehren die durch die Koordinatenrotationsschaltung 34 in der Senderseite rotierten Signalpunktkoordinaten zu den anfänglichen Signalpunktkoordinaten zurück, bevor sie in der Empfängerseite rotiert werden, vorausgesetzt die Rahmensynchronisation ist korrekt eingerichtet.
Die Empfangspunktkoordinaten von der Koordinatenrotationsschaltung 34 werden an jede der ersten Entscheidungsschaltung 36 als das Harte-Entscheidung-Mittel und der zweiten Entscheidungsschaltung 38 als das Weiche-Entscheidung-Mittel abgegeben.
Die erste Entscheidungsschaltung 36 entscheidet den nächsten Signalpunkt unter den Signalpunkten auf der komplexen Ebene mit der Möglichkeit einer Übertragung und gibt den zum empfangenen Signalpunkt nächstgelegenen Koordinatenpunkt als den Entscheidungspunkt aus.
Die zweite Entscheidungsschaltung 38 entscheidet den Maximale-Wahrscheinlichkeit-Signalpunkt auf der komplexen Ebene, der vorbereitend bestimmt wurde, indem das Redundanzbit gemäß der durch die Gittercodierschaltung 16 der Senderseite durchgeführten Gittercodierung genutzt wird, und korrigiert den Fehler des empfangenen Signalpunktes. Zum Beispiel stellt die zweite Entscheidungsschaltung 38 den Auswertungswert für jede der Übergangssequenzen einer Mehrzahl der empfangenen Signale auf der Basis der Übergangsregel gemäß der Gittercodierung in der Senderseite ein, aktualisiert den Auswertungswert für jeden Empfang der Signale und wählt die Übergangssequenz des mit maximaler Wahrscheinlichkeit empfangenen Signals auf der Basis der aktualisierten Auswertungsziffer aus, um den Fehler in dem demodulierten Signalpunkt zu korrigieren. Diese Operation wird als Viterbi-Decodierentscheidung bezeichnet. Für eine Erklärung einer Viterbi-Decodierentscheidung sei z. B. auf "The Viterbi Algorithm", Proceedings of the IEEE, Bd. 61, Nr. 3, Seiten 268-278, veröffentlicht von I. E. E. E., U. S. A., März 1973 verwiesen.
Der durch die zweite Entscheidungsschaltung 38 entschiedene Signalpunkt wird an die Koordinaten-zu-Datensequenztransformationsschaltung 44 ausgegeben, und die Koordinatenzu-Datensequenzintransformationseinheit 44 ist mit der Abbildungsschaltung mit binären Zahlen der 6-Bit-Daten für jede der Signalpunktanordnungen versehen. Der Entscheidungskoordinatenpunkt wird in 6-Bit-Daten transformiert, und die transformierten Daten werden an eine Bitverarbeitungsschaltung 46 abgegeben. Die Bitverarbeitungsschaltung 46 führt ein Entwürfeln und dergleichen aus, kombiniert, die 6-Bit-Daten und gibt die empfangenen Daten an das Endgerät ab.
In der Vorrichtung von Fig. 1 ist ferner die Schaltung 5 zur Entscheidung eines nicht synchronisierten Rahmenzustandes vorgesehen. Für die Schaltung 5 zur Entscheidung eines nicht synchronisierten Rahmenzustandes werden der demodulierte Empfangspunkt von der Koordinatenrotationsschaltung 34, der Harte-Entscheidung-Punkt von der ersten Entscheidungsschaltung 36 und der Weiche-Entscheidung-Punkt von der zweiten Entscheidungsschaltung 38 abgegeben.
Die Schaltung 5 zur Entscheidung eines nicht synchronisierten Rahmenzustandes wird durch Fehlerberechnungsschaltungen 50 und 52, eine Differenzberechnungsschaltung 54, eine Mittelwertbestimmungsschaltung 56 und eine Entscheidungsschaltung 58 gebildet.
Die Fehlerberechnungsschaltung 50 berechnet die Distanz auf der komplexen Ebene zwischen dem demodulierten Empfangspunkt und dem Entscheidungspunkt der ersten Entscheidungs schaltung 36, um einen Harte-Entscheidung-Fehler E1 abzuleiten.
Die Fehlerberechnungsschaltung 53 berechnet die Distanz auf der komplexen Ebene zwischen dem demodulierten Empfangspunkt und dem Weiche-Entscheidung-Punkt der zweiten Entscheidungsschaltung 36, um einen Weiche-Entscheidung-Fehler E2 abzuleiten.
Der durch die Fehlerberechnungsschaltung 50 berechnete Harte-Entscheidung-Fehler E1 und der durch die Fehlerberechnungsschaltung 52 berechnete Weiche-Entscheidung-Fehler E2 werden an die Differenzberechnungsschaltung 54 abgegeben, und die Differenz zwischen den Entscheidungsfehlern "E2 - E1" wird in der Differenzberechnungsschaltung 54 berechnet. Die Ausgabe der Differenzberechnungsschaltung 54 wird an die Mittelwertbestimmungsschaltung 56 geliefert. Die Mittelwertbestimmungsschaltung 56 bestimmt den mittleren Differenzwert zwischen z. B. mehreren Rahmen. Schließlich vergleicht die Entscheidungsschaltung 58 den bestimmten Mittelwert mit einem vorbestimmten Schwellenwert und erzeugt eine Ausgabeentscheidung eines nicht synchronisierten Rahmenzustandes, wenn der Mittelwert mehr als der vorbestimmte Schwellenwert wird.
Als nächstes wird die Operation der Vorrichtung von Fig. 1 bezugnehmend auf die in Fig. 2 dargestellten Signalwellenformen beschrieben.
Wenn die Energie in der Senderseite 1 und der Empfängerseite 2 eingeschaltet wird, werden die Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 12 der Senderseite 1 und die Rahmenphasen- Detektierschaltung 32 der Empfängerseite 2 unabhängig betätigt und erzeugen eine Rahmenphaseninformation, die den ersten Halbrahmen und den zweiten Halbrahmen unabhängig angibt (Fig. 2 (2) und (6)).
Die Umschalt-Schaltung 42 wird zur Seite des Trainingssignals 14 geschaltet, und das das Rahmensynchronisationssignal enthaltende Trainingssignal wird von der Trainingssignal-Erzeugungsschaltung 14 zur Empfängerseite 2 übertragen. Die Empfängerseite 2 führt auf den Empfang des Trainingssignals von der Senderseite 1 hin eine Netzwerkkompensierungsverarbeitung aus, die das In-Synchronismus-Kommen des in der Demodulationsschaltung 26 vorgesehenen automatischen Entzerrers und dergleichen einschließt, detektiert das im Trainingssignal enthaltene Rahmensynchronisationssignal durch die Rahmenphasen-Detektierschaltung 32 und detektiert die Zeitsteuerung der Rahmenphase der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 12 der Senderseite 1. In der Rahmenphasen- Detektierschaltung 32 wird somit der Phasenfehler zwischen der Rahmenphaseninformation der Senderseite und der Rahmenphaseninformation der Empfängerseite, d. h. der Verzögerungsbetrag τ detektiert, und die Rahmenphasen-Detektierschaltung 32 stellt den Verzögerungsbetrag der Variable-Verzögerungs- Schaltung 30 auf den detektierten Verzögerungsbetrag τ ein. Selbst wenn die Übereinstimmung zwischen den Rahmenphasen der Senderseite und der Empfängerseite nicht eingerichtet ist, wird dementsprechend der Rahmen des empfangenen Signals, das durch die Signalverzögerung der Variable-Verzögerungs- Schaltung 30 erhalten wurde, mit der Rahmenphaseninformation der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 28 übereinstimmend, indem der Verzögerungsbetrag τ der Variable-Verzögerungs- Schaltung 30 auf der Basis des Rahmensynchronisationssignals eingestellt wird.
Auf den Abschluß einer Übertragung des Trainingssignals hin startet die Senderseite 1 die Übertragung von Daten von dem Endgerät.
In der Bitverarbeitungsschaltung 10 wird die Bitsequenz aus 6 Bit pro Modulation von den Übertragungsdaten synchron mit dem Modulationssynchronisationssignal abgeleitet, wird ein einzelnes Redundanz-1-Bit zu der 6-Bit-Sequenz addiert, indem die unteren 2 Bit in der Gittercodierschaltung 16 codiert werden, um die 6-Bit-Sequenz in eine 7-Bit-Sequenz zu transformieren, und die transformierte Bitsequenz wird durch die Umschalt-Schaltung 42 an die Datensequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 18 abgegeben. Ein Beispiel der Signalpunktanordnung in der Gittercodiermodulation ist in Fig. 4 dargestellt. Die Datensequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 18 transformiert die 7-Bit-Sequenz zu den Signalpunktkoordinaten durch eine Abbildungsschaltung mit einer Signalpunktanordnung entsprechend den binären Zahlen der 7- Bit-Sequenz, die von der Gittercodierschaltung abgegeben wurden und gibt die transformierten Daten an die Koordinatenrotationsschaltung 20 ab.
Die Rahmenphaseninformation wird von der Rahmenphasen- Erzeugungsschaltung 12 an die Koordinatenrotationsschaltung 20 geliefert, und die Koordinatenrotationsschaltung 20 veranlaßt eine vorbestimmte Koordinatenrotation θ von z. B. +90º als θ auf der komplexen Ebene von 4 Signalpunktkoordinaten, die im ersten Halbrahmen der Rahmenphaseninformation enthalten sind, wobei die in dem zweiten Halbrahmen enthaltenen 4 Signalkoordinaten nicht rotiert gelassen werden, und gibt die Signalpunktkoordinaten an die Modulationsschaltung 24 ab. Die durch die Koordinatenrotationsschaltung 20 nacheinander abgegebenen Signalpunktkoordinaten werden somit in der Modulationsschaltung 24 moduliert, und die modulierten Signalpunktkoordinaten werden an das Kommunikationsnetzwerk 6 abgegeben. In diesem Fall wird der Koordinatenwert der reellen Zahlenachse (Re) durch cosat moduliert, während der Koordinatenwert der imaginären Zahlenachse (Im) durch einen um 90º vorgerückten sincot moduliert wird, und das synthetische Signal beider Komponenten wird an das Kommunikationsnetzwerk abgegeben.
In der Empfängerseite 2 werden die Signalpunktkoordinaten von dem empfangenen Signal vom Kommunikationsnetzwerk 6 durch die Demodulationsschaltung 26 demoduliert, wendet die Variable-Verzögerungs-Schaltung 30 die Signalverzögerung mit Verzögerungsbetrag τ, der während eines Empfangens des Trainingssignal eingestellt wird, auf die demodulierten Signalpunktkoordinaten an, so daß die Signalpunktkoordinaten mit der Rahmenphasen synchronisiert und an die Koordinatenrotationsschaltung 34 abgegeben werden. Basierend auf der Phaseninformation von der Rahmenphasen-Erzeugungsschaltung 28, d. h. der Rahmenphaseninformation (Fig. 2 (6)), veranlaßt die Koordinatenrotationsschaltung 34 die Koordinatenrotation θ, z. B. θ = -90º, in der umgekehrten Richtung derjenigen der Senderseite für die Empfangspunktkoordinaten des ersten Halbrahmens eines Rahmens, wobei dessen zweiter Halbrahmen nicht rotiert gelassen wird. Der von der Koordinatenrotationsschaltung 34 abgegebene Empfangspunkt kehrt somit zum ursprünglichen Signalpunkt zurück, bevor in der Senderseite rotiert wird.
Die durch die Koordinatenrotationsschaltung 34 rotierten Empfangspunktkoordinaten werden an die zweite Entscheidungs schaltung 38 abgegeben. Die zweite Entscheidungsschaltung 38 korrigiert den Fehler des demodulierten Empfangspunktes, indem der Maximale-Wahrscheinlichkeit-Signalpunkt auf der komplexen Ebene gemäß der Viterbi-Decodierverarbeitung entschieden wird, die Koordinaten-zu-Datensequenztransformationsschaltung 44 transformiert den fehlerkorrigierten empfangenen Signalpunkt in 6-Bit-Daten unter Verwendung der Abbildungsschaltung, die Bitverarbeitungsschaltung 46 führt eine Verarbeitung wie z. B. ein Entwürfeln und dergleichen an den 6-Bit- Daten aus, kombiniert dann danach die 6-Bit-Daten jeder sukzessiven Modulation und überträgt die kombinierten Daten zur entsprechenden Endgerätseite.
In der Schaltung 5 zur Entscheidung eines nicht synchronisierten Rahmenzustandes berechnen die Fehlerberechnungsschaltungen 50 und 52 den Harte-Entscheidung-Fehler E1 und den Weiche-Entscheidung-Fehler E2 durch Verwenden des Entscheidungspunktes, der von der ersten Entscheidungsschaltung 36 und der zweiten Entscheidungsschaltung 38 an jedem der empfangenen Modulationssignale einer Modulation erhalten wurde, findet die Differenzoperationsschaltung 54 die Differenz zwischen den Fehlern, bestimmt die Mittelwertbestimmungsschaltung 56 den Mittelwert bezüglich einer vorbestimmten Zahl von Rahmen und vergleicht das Ergebnis mit einem vorbestimmten Schwellenwert, der in der zweiten Entscheidungsschaltung 58 eingestellt ist.
Ein oder mehr Modulationssignale können aufgrund einer momentanen Unterbrechung fehlen, die durch Umschalten einer Verbindung oder dergleichen auf dem Kommunikationsnetzwerk 6 während einer Datenübertragung zwischen der Senderseite 1 und der Empfängerseite 2 verursacht wird. In diesem Fall wird die Zahl des Modulationssynchronisationssignals (Fig. 2 (8)) in einem Rahmenintervall 7 oder geringer, und die Rahmenphase der Empfängerseite weicht ab. Wenn die Rahmenphase der Empfängerseite abweicht, entspricht das im rotierten Rahmen der Senderseite enthaltene Modulationssignal nicht der Zeitsteuerung des Rahmens einer umgekehrten Rotation in der Empfängerseite, sondern entspricht dem nicht rotierten Rahmen, oder in der Senderseite entspricht das in dem nicht rotierten Rahmen enthaltene Modulationssignal dem Rahmen einer umgekehrten Rotation in der Empfängerseite. Selbst wenn die Koordinatenro tationsschaltung 34 der Empfängerseite 2 die umgekehrte Rotation auf die Senderseite anwendet, kehrt dementsprechend der Signalpunkt nicht zu seiner anfänglichen Position zurück. Wenn der Rahmenphase abweicht, wird somit die Kontinuität des demodulierten Empfangspunktes zerstört, und bezüglich des Entscheidungspunktes der zweiten Entscheidungsschaltung 38 wird ein signifikanter Weiche-Entscheidung-Fehler E2 erzeugt. Da eine verlorene Rahmensynchronisation nicht wiederhergestellt werden kann, wird der Mittelwert der Mittelwertbestimmungsschaltung 56 größer als der Schwellenwert der zweiten Entscheidungsschaltung 58. Folglich kann die Ausgabe einer Entscheidung eines nicht synchronisierten Rahmenzustandes erhalten werden.
Falls die Entscheidungsausgabe der Schaltung 5 zur Entscheidung eines nicht synchronisierten Rahmenzustandes erhalten wird, ist das System in einem Zustand, in welchem eine Datenübertragung unmöglich ist. In diesem Fall kann die normale Datenübertragung wiederhergestellt werden, indem sowohl die Senderseite als auch die Empfängerseite erneut gestartet werden und die Übertragung des Trainingssignals wieder begonnen wird.
In der Schaltung 5 zur Entscheidung eines nicht synchronisierten Rahmens wird ferner der nicht synchronisierte Rahmenzustand auf der Basis des Mittelwertes das Harte- Entscheidung-Fehlers E1 und des Weiche-Entscheidung-Fehlers E2 entschieden, und dementsprechend kann der nicht synchronisierte Rahmenzustand exakt entschieden werden, indem der durch die Charakteristiken des Kommunikationsnetzwerks hervorgerufene Fehler eliminiert wird. Mit anderen Worten, sowohl der Harte-Entscheidung-Fehler E2 als auch der Weiche- Entscheidung-Fehler E2 ändern sich gemäß den Charakteristiken des Netzwerkes signifikant, und falls die Netzwerkcharakteristiken stabil sind, kann der nicht synchronisierte Rahmenzustand nur entschieden werden, indem eine Zunahme in den Weiche-Entscheidung-Fehlern aufgrund des nicht synchronisierten Rahmenzustandes detektiert wird.
In der Vorrichtung von Fig. 1 werden die Rotation und die umgekehrte Rotation nur für den ersten Halbrahmen der Rahmenphaseninformation der Senderseite ausgeführt. Ein anderer Weg, d. h. eine Nicht-Rotation des ersten Halbrahmens und eine Rotation und umgekehrte Rotation des zweiten Halbrahmens, kann verwendet werden, um den gleichen Effekt zu erhalten.
In der Vorrichtung von Fig. 1 wird auch die Rahmenphaseninformation in den ersten Halbrahmen und den zweiten Halbrahmen geteilt, aber eine andere Rahmenphaseninformation mit in 3 Teilungen, 4 Teilungen oder eine andere geeignet ausgewählte Teilung geteilten Rahmen einer Rahmenphaseninformation kann verwendet werden.
Die Vorrichtung von Fig. 1 ist ferner ein Beispiel, in welchem die Rotation der Signalpunktkoordinaten um 90º auf der komplexen Ebene ausgeführt wird, aber andere Rotationswinkel können verwendet werden, vorausgesetzt der Rotationswinkel ist geeignet ausgewählt, so daß ein angemessener Weiche-Entscheidung-Fehler gemäß dem nicht synchronisierten Rahmenzustand erhalten werden kann.
In Fig. 4 ist eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Betrieb der Vorrichtung von Fig. 4 ist in Fig. 5 veranschaulicht.
Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung ist mit der Vorrichtung von Fig. 1 technisch eng verwandt, und es ist vorzuziehen, die Technologie von Fig. 1 zusammen mit der Technologie der Vorrichtung von Fig. 4 zu verwenden.
In der Vorrichtung von Fig. 4 sind die Senderseite 1 und die Empfängerseite 2 durch das Kommunikationsnetzwerk 6 wie z. B. ein Telefonnetzwerk und dergleichen verbunden, werden durch die Senderseite 1 zu übertragende Benutzerdaten für eine Fehlersteuerung codiert und werden dann durch eine Phasenmodulation oder Quadratur-Modulation moduliert und an das Kommunikationsnetzwerk 6 abgegeben. In der Empfängerseite 2 wird das empfangene Signal vom Kommunikationsnetzwerk 6 demoduliert, werden Fehler durch die Maximale-Wahrscheinlichkeit- Signalpunktdecodierung korrigiert, und die Übertragungsdaten (Benutzerdaten) werden reproduziert.
Die Senderseite 1 wird zuerst beschrieben. In der Senderseite 1 ist eine Bitverarbeitungsschaltung 300 vorgesehen. Die Übertragungsdaten werden von dem Benutzerübertragungsendgerät an die Bitverarbeitungsschaltung 300 geliefert, die Übertragungsdaten werden durch eine Bitverarbeitung wie z. B. ein Verwürfeln oder dergleichen verarbeitet, und die Übertragungsdaten werden in die Zahl von für jede Modulation zu übertragenden Bit geteilt und werden dann abgegeben. Zum Beispiel gibt die Bitverarbeitungsschaltung 300 eine Bitsequenz aus 6 Bit pro Modulation "Q6n Q5n Q4n Q3n Q2n Q1n" ab, worin n eine die Demodulationszahl anzeigende ganze Zahl ist.
Bezugsziffer 180 bezeichnet einen Selektorschalter als ein zweites Abgabesignal-Selektormittel. Der Selektorschalter 180 schaltet den Ausgang der Bitverarbeitungsschaltung 300 und den Ausgang der Hochgeschwindkeitssignal-Erzeugungsschaltung 280 zu einer Fehlersteuerungs-Codierschaltung (Gittercodeschaltung) 110 um. Das heißt, der Selektorschalter 180 gibt das Hochgeschwindigkeitssignal von der Hochgeschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 280 für eine vorbestimmte Zeitspanne vom Start einer Codierung und Decodierung an bei der Startphase vor der Übertragung der Übertragungsdaten ab, und schaltet danach zum Ausgang der Übertragungsdaten von der Bitverarbeitungsschaltung 300 um.
Die Gittercodierschaltung 110 als das Fehlersteuerungs- Codiermittel führt eine Codierung zum Steuern von Fehlern gemäß einer Übergangsregel, die den Übergang auf der komplexen Ebene des Signalpunktes zum Übertragen gemäß einer vorbestimmten Prozedur beschränkt, bezüglich des Übertragungssignals aus.
An die Gittercodeschaltung 110 wird die Bitsequenz aus 6 Bit pro Modulation "Q6n Q5n Q4n Q3n Q2n Q1n" von der Bitverarbeitungsschaltung 300 über z. B. die Selektorumschalt- Schaltung 180 geliefert. Die Teilmenge "Y2n Y1n Yn" wird erzeugt, zu der das Redundanz-1-Bit addiert ist, indem die unteren 2 Bit "Q2n Q1n" der oben erwähnten Bitsequenz durch Verwenden des Differenzcodierers und des Faltungscodierers codiert werden. Die 7-Bit-Sequenz, die diese Teilmenge und die oberen 4 Bit "Q6n Q5n Q4n Q3n" enthält, d. h. die aus 6 Bit und 1 addierten Redundanzbit gebildete Bitsequenz wird als "Q6n Q5n Q4n Q3n Y2n Y1n Y0n" codiert, und dieses codierte Signal wird abgegeben.
Die Ausgabe der Gittercodeschaltung 110 wird an die Bitsequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 340 geliefert, und diese Bitsequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 340 gibt die Signalpunktkoordinate auf der Phasenebene als die komplexe Ebene entsprechend der Übertragungsbitsequenz aus.
Die Signalpunktkoordinate auf der komplexen Ebene bezüglich der eingegebenen 7-Bit-Sequenz von der Gittercodeschaltung 110, die durch die Bitsequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 340 codiert wurde, ist z. B. wie in Fig. 3 gezeigt.
Die Ausgabe der Bitsequenz-zu-Koordindatentransformationsschaltung 340 wird durch die Selektorumschalt-Schaltung 160, die das erste Abgabesignal-Selektormittel ist, an die Modulationsschaltung 140 geliefert. Die Selektorumschalt- Schaltung 160 wechselt die Ausgabe der Bitsequenz-zu- Koordinatentransformationsschaltung 340 und die Ausgabe der Niedergeschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 260, die die ein nicht codiertes Signal erzeugende Schaltung umfassen, zur Modulationsschaltung 140, und bei der Betätigungsphase vor der Übertragung der Übertragungsdaten wählt der Selektorumschalt-Schalter 160 die Ausgabe der Niedergeschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 260 aus, gibt das Niedergeschwindigkeitssignal an das Kommunikationsnetzwerk 6 durch die Modulationsschaltung 140 für eine vorbestimmte Zeitspanne ab und wählt die Ausgabe der Bitsequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 340, d. h. die Signalausgabe, die durch die Gittercodeschaltung 110 codiert wurde, nach Ablauf der Abgabe des Niedergeschwindigkeitssignals aus.
Die Modulationsschaltung 140 erzeugt das Modulationssignal entsprechend der Koordinateneingabe des Übertragungssignalpunktes auf der komplexen Ebene, oder konkreter moduliert die Amplitude der reellen Zahlenachse (Re) in der Signalpunkteingabekoordinate auf der komplexen Ebene durch eine Amplitudenmodulation durch cosωt, moduliert ferner die Amplitude der imaginären Zahlenachse (Im) durch eine Amplitudenmodulation durch sinωt mit einer um 90º voreilenden Phase, kombiniert diese Komponenten und gibt diese kombinierten Daten an das Kommunikationsnetzwerk 6 ab.
In der Empfängerseite 2 gibt Bezugsziffer 200 eine Demodulationsschaltung an, die das vom Kommunikationsnetzwerk 6 empfangene Modulationssignal demoduliert und die Koordinaten des empfangenen Signalpunktes auf der komplexen Ebene ausgibt. Mit anderen Worten, die Amplitudenkomponente der reellen Zahlenachse (Re) und die Amplitudenkomponente der imagi nären Zahlenachse (Im) werden reproduziert, indem eine Synchronisation des empfangenen Modulationssignals durch jeweilige cosωt und sinωt detektiert wird, und die Koordinatendaten des empfangenen Signalpunktes werden detektiert.
Die demodulierte Ausgabe von der Demodulationsschaltung 200, d. h. die Koordinatendaten des empfangenen Signalpunktes, wird an die Fehlersteuerungssignal-Decodierschaltung 220 als das Fehlersteuerungs-Decodiermittel geliefert, das den Fehler des empfangenen Signalpunktes von der Demodulationsschaltung 200 durch Auswählen der Übergangssequenz des mit maximaler Wahrscheinlichkeit empfangenen Signals unter Ausnutzung der Übergangsregel des Signalpunktes, beschränkt in der Senderseite, und durch Abgeben der Maximale-Wahrscheinlichkeit- Signalpunktkoordinate auf der komplexen Ebene gemäß der ausgewählten Übergangssequenz korrigiert.
Die Fehlersteuerungssignal-Demodulationsschaltung 220 mit dem Auswertungswert für jede einer Mehrzahl der Empfangssequenzen, definiert durch die Übergangsregel des Signalpunktes, beschränkt durch die Senderseite, aktualisiert den Auswertungswert bei jedem Empfang des Signals und korrigiert den Fehler des empfangenen Signalpunktes, indem auf der Basis des aktualisierten Auswertungswertes die Signalsequenz des mit maximaler Wahrscheinlichkeit empfangenen Signals ausgewählt wird.
Die Koordinatendaten des Empfangspunktes, dessen Fehler durch die Maximale-Wahrscheinlichkeit-Decodierschaltung 220 korrigiert wird, werden an die Koordinaten-zu-Bitsequenztransformationsschaltung 360 geliefert. Die Koordinaten-zu- Bitsequenztransformationsschaltung 360 gibt die Bitsequenz ab, die den eingegebenen Empfangspunktkoordinaten auf der komplexen Ebene entspricht. Die Vorrichtung von Fig. 4 ist ein Beispiel des Falles, in welchem die Bitsequenz aus 6 Bit pro Modulation übertragen wird, und folglich wird die Bitsequenz ºQ6n Q5n Q4n Q3n Q2n Q1n" von der Koordinaten-zu- Bitsequenztransformtionsschaltung 360 abgegeben.
Die von der Koordinaten-zu-Bitsequenztransformationsschaltung 360 abgegebene Bitsequenz wird an die Bitverarbeitungsschaltung 380 geliefert, die die pro 1 Modulation geteilten Bitsequenzen verbindet, die Bitverarbeitung wie z. B. das Verwürfeln und dergleichen an jeder von Bitsequenzen ausführt und die Empfangsdaten an das Endgerät der Empfängerseite abgibt.
In der Vorrichtung von Fig. 4 ist ferner die Auswertungswert-Einstellschaltung 240 gegen die Fehlersteuerungssignal- Decodierschaltung 220 gesichert, die in der Empfängerseite vorgesehen ist. Die Auswertungswert-Einstellschaltung 240 bezeichnet für die Fehlersteuerungssignal-Decodierschaltung 220 den Auswertungswert, der durch das erste empfangene Hochgeschwindigkeitssignal aktualisiert wird, wenn das Übertragungssignal von der Übertragungsseite 1 von einem nicht codierten Niedergeschwindigkeitssignal zum codierten Hochgeschwindigkeitssignal umgeschaltet wird. Für den durch das Auswertungswert-Einstellmittel 240 zu bezeichnenden Auswertungswert ist der Auswertungswert, der die Übergangssequenz des empfangenen Signals repräsentiert, für die Fehlersteuerungssignal-Decodierschaltung 220 verfügbar, wenn die Zahl empfangener codierter Hochgeschwindigkeitssignale, die von der Senderseite 1 abgegeben wurden, größer als eine vorbestimmte Zahl ist.
Mit Verweis auf Fig. 5 wird die Operation der Vorrichtung von Fig. 4 beschrieben.
Wenn die Senderseite 1 die Übertragungsanforderung von der Endgerätseite zur Zeit t1 empfängt, schaltet die Selektorumschalt-Schaltung 160 zur Seite der Niedergeschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 260, wird das Niedergeschwindigkeitssignal von der Niedergeschwindigkeitssignal- Erzeugungsschaltung 260 über die Selektorumschalt-Schaltung 160 an die Modulationsschaltung 140 geliefert, und das durch die Modulationsschaltung 140 modulierte Niedergeschwindigkeitssignal wird an das Kommunikationsnetzwerk 6 abgegeben. Das Empfangssignal von dem Kommunikationsnetzwerk wird durch die Demodulationsschaltung 200 demoduliert, das Niedergeschwindigkeitssignal wird reproduziert, und die Betätigung der in der Empfängerseite vorgesehenen Fehlersteuerungssignal-Decodierschaltung 220, der Koordinaten-zu-Bitsequenztransformationsschaltung 360, der Bitverarbeitungsschaltung 380 und anderer notwendiger Schaltungsteile wird ausgeführt. Wenn die Betätigungsoperation auf den Empfang eines Niedergeschwindigkeitssignals hin ausgeführt wird, wird die Deco dieroperation der Fehlersteuerungssignal-Decodierschaltung 220 nicht ausgeführt.
Wenn eine vorbestimmte Zeitspanne von der Zeit t1 an verstrichen ist, d. h. wenn die Übertragung des Niedergeschwindigkeitssignals einer aufeinanderfolgende Daten abdeckenden vorbestimmten Zahl abgeschlossen ist, schaltet die Selektorumschalt-Schaltung 160 den Ausgang der Niedergeschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 260 ab und verbindet den Ausgang der Bitsequenz-zu-Koordinatentransformationsschaltung 340 mit der Modulationsschaltung 140. Zur gleichen Zeit wählt die Selektorumschalt-Schaltung 180 die Ausgabe der gleichzeitig betätigten Hochgeschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 280 zum Zeitpunkt eines Abschlusses der Niedergeschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 260 aus und liefert das Hochgeschwindigkeitssignal mit dem für dieses Übertragungssystem vorbestimmten Bitmuster.
Die Hochgeschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 280 gibt die Bitsequenz aus 6 Bit mit einem vorbestimmten festen Bitmuster aus, und das Bitmuster ist entweder die Wiederholung des gleichen Musters oder die wiederholte Ausgabe einer Mehrzahl von Bitmustern, die sich gemäß einer vorbestimmten Prozedur ändern.
Das erste codierte Hochgeschwindigkeitssignal wird durch die Demodulationsschaltung 200 in der Empfängerseite 2 demoduliert, und die Signalpunktkoordinatendaten werden an die Fehlersteuerungssignal-Decodierschaltung 220 geliefert, dann wird die Zeitspanne des Niedergeschwindigkeitssignals durch einen (nicht dargestellten) Zeitgeber in der Empfängerseite gemessen, und wenn eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, wird die Zeitsteuerung einer Zufuhr der Signalpunktkoordinatendaten identifiziert. Die Fehlersteuerungssignal- Decodierschaltung 220 aktualisiert den Auswertungswert, der durch das Auswertungswert-Einstellmittel 240 auf der Basis der empfangenen und demodulierten Signalpunktkoordinate zu diesem Zeitpunkt vorbestimmt ist, und auf der Basis des aktualisierten Auswertungswertes wird der Fehler der demodulierten Signalpunktkoordinaten korrigiert, so daß die Signalpunktkoordinate gemäß der Übergangssequenz des Empfangssignals realisiert ist.
Wenn das erste codierte Hochgeschwindigkeitssignal empfangen wird, wird das vorher codierte Hochgeschwindigkeitssignal in der Fehlersteuerungssignal-Decodierschaltung 220 nicht demoduliert; daher existiert kein zu aktualisierender Auswertungswert in der Schaltung 220. In der Vorrichtung von Fig. 4 wird durch das Auswertungswert-Einstellmittel 240 jedoch im Auftreten der gleiche Zustand wie der Zustand eingerichtet, in welchem mehr als eine vorbestimmte Zahl der Hochgeschwindigkeitssignale empfangen wurde und die Fehlersteuerungssignale demoduliert wurden. In der Vorrichtung von Fig. 4 ist daher der Auswertungswert der Empfängerseite eine Ziffer mit Kontinuität von dem Gesichtspunkt der Übergangsregel des Übertragungssignals aus, und eine zuverlässige Korrektur des Fehlers kann in der Fehlersteuerungssignal- Decodierschaltung 220 sogar unmittelbar nach dem Umschalten der Übertragung der decodierten Hochgeschwindigkeitssignale ausgeführt werden.
Die Empfangssignalpunktkoordinaten, deren Fehler durch die Fehlersteuerungssignal-Decodierschaltung 220 korrigiert wird, werden durch die Koordinaten-zu-Bitsequenztransformationsschaltung 360 in die Bitsequenz aus 6 Bit transformiert und danach in die Empfangsdaten transformiert, in denen die Bitsequenz bei jeder Modulation durch die Bitverarbeitungsschaltung 380 geteilt wird, und diese Bitsequenzen werden der Reihe nach verbunden.
Wenn die Übertragung der Hochgeschwindigkeitssignale zur Zeit t3 abgeschlossen ist, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne von der Zeit t2 an verstrichen ist, trennt die Selektorumschalt-Schaltung 180 der Senderseite 1 den Ausgang der Hochgeschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 280 ab, verbindet den Ausgang der Bitverarbeitungsschaltung 300 mit der Fehlersteuerungs-Codierschaltung 110, führt die Bitverarbeitung wie z. B. das Verwürfeln und dergleichen an den Übertragungsdaten aus, teilt die Daten in 6-Bit-Sequenzen bei jeder 1 Modulation und gibt sie an die Fehlersteuerungs-Codierschaltung 110 aus, und veranlaßt in der gleichen Weise wie das Hochgeschwindigkeitssignal eine Codierung zum Steuern von Fehlern und gibt die Daten an die Empfängerseite 2 ab, so daß aufgrund der Fehlerkorrektur durch die Fehlersteuerungs signal-Decodierschaltung 220 immer die korrekten Daten in der Empfängerseite 2 empfangen werden können.
Obgleich die Vorrichtung von Fig. 4 ein Beispiel der Vorrichtung ist, in der die in die Bitsequenz aus 6 Bit pro Modulation geteilten Daten übertragen werden, ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und die Zahl von Bit pro 1 Modulation kann auf der Basis der Übertragungsgeschwindigkeit entsprechend ausgewählt werden.

Claims

1. Modulator-Demodulator-VorriChtung, die einen nicht synchronisierten Rahmenzustand detektieren kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in der Senderseite aufweist:

ein Fehlersteuerungs-Codiermittel zum Codieren des zu übertragenden Signals gemäß einer vorbestimmten Übergangsregel zum Beschränken des Übergangs von Signalpunkten auf der komplexen Ebene;

ein Modulationsmittel zum Modulieren des codierten Signals, das durch das Fehlersteuerungs-Codiermittel codiert wurde, um das modulierte Signal zum Kommunikationsnetzwerk zu übertragen;

ein erstes Übertragungssignal-Auswahlmittel zum Übertragen eines nicht codierten Signals, das durch das Fehlersteuerungs-Codiermittel nicht codiert wurde, während einer vorbestimmten Zeitspanne auf den Start einer Übertragung des nicht codierten Signals durch das Fehlersteuerungs-Codiermittel hin;

ein zweites Übertragungssignal-Auswahlmittel zum Übertragen eines vorbestimmten codierten Signals, das durch das Fehlersteuerungs-Codiermittel codiert wurde, während einer vorbestimmten Zeitspanne auf den Abschluß der Übertragung des nicht codierten Signals hin, und Umschalten zu der Übertragung der Übertragungsdaten auf den Abschluß der Übertragung des codierten Signals hin;

und die Vorrichtung in der Empfängerseite aufweist:

ein Demodulationsmittel zum Demodulieren des Signalpunktes auf der komplexen Ebene von dem Signal, das vom Kommunikationsnetzwerk empfangen wurde;

ein Fehlersteuerungssignal-Decodiermittel zum Einstellen eines Auswertungswertes für jede der Übergangssequenzen einer Mehrzahl der empfangenen Signale auf der Basis der Übergangsregel der Senderseite, Aktualisieren des Auswertungswertes für jedes der empfangenen Signale und Auswählen der Übergangssequenz des mit maximaler Wahrscheinlichkeit empfangenen Signals auf der Basis des aktualisierten Auswertungswertes, um den Fehler im demodulierten Signalpunkt zu korrigieren; und

Auswertungswert-Einstellmittel zum Bezeichnen, für das Fehlersteuerungssignal-Decodiermittel, des Anfangswertes des Auswertungswertes, der durch das Codiersignal aktualisiert wurde, das zuerst auf das Umschalten von der Übertragung des nicht codierten Signals zur Übertragung des codierten Signals hin empfangen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Senderseite ferner aufweist:

Rahmenphasen-Erzeugungsmittel zum Erzeugen einer Rahmenphaseninformation, in der ein Rahmen durch das Intervall einer ganzen Zahl N mal das Intervall einer zu übertragenden Bitsequenz gebildet wird; und

ein Koordinatenrotationsmittel zum Rotieren der transformierten Signalpunktkoordinaten auf der Basis der Rahmenphaseninformation von dem Rahmenphasen-Erzeugungsmittel; und

worin die Empfängerseite ferner aufweist:

ein Koordinatenrotationsmittel zum Anwenden einer Rotation in der umgekehrten Richtung derjenigen des Koordinatenrotationsmittels der Senderseite.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die transformierten Signalpunktkoordinaten während eines Trainings nicht Koordinaten-rotiert werden d. h. im Fall eines nicht codierten Signals, aber nach einem Training Koordinaten-rotiert werden, d. h. im Fall eines codierten Signals.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin das Auswertungswert-Einstellmittel Auswertungswerte einstellt, die möglich sind, um durch das Fehlersteuerungs-Decodiermittel gewählt zu werden, wenn die codierten Signale einer Zahl, die größer als eine vorbestimmte Zahl ist, empfangen wurden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, worin das erste Übertragungssignal-Erzeugungsmittel ein Niedergeschwindigkeitssignal als das nicht codierte Signal von einem Niedergeschwindigkeitssignal-Erzeugungsmittel auswählt und überträgt und das zweite Übertragungssignal-Auswahlmittel ein Hochgeschwindigkeitssignal als das codierte Signal von einem Hochgeschwindigkeitssignal-Erzeugungsmittel auswählt und überträgt.