JP3830925B2 - 定振幅2進直交変調及び復調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、2進直交変調及び復調装置に関し、より詳しくは、符号分割多元接続方式を使用する無線通信システムにおいて、伝送すべき所定のデータを定振幅の2進直交符号のデータに変調し、その変調された定振幅の2進直交符号のデータを元のデータに復調し、エラーを訂正できる定振幅2進直交変調及び復調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通信システムにおいて、伝送すべき所定のデータを変調する方式としては、直接拡散(DS:Direct Sequence)CDMA(Code Division Multiple Access) 方式、周波数ホッピング(FH:Frequency Hopping)CDMA方式、CCK(Complementary Code Keying)方式、多符号帯域拡散(MC:Multi-Code)CDMA方式、パルス幅(PW:Pulse Width)CDMA方式及び多位相(MP:Multi Phase)CDMA方式などが知られている。
【0003】
前記DS CDMA方式は、定振幅特性を有するため、簡単な構成の電力増幅器を使用することが可能となり、比較的消費電力が少なく、ベーカー(Baker)符号を用いて帯域拡散を充実に行うことで、干渉に対する耐性を確保できるが、周波数拡散により、データの伝送率が低く、可変伝送レートを提供してはいるが、その変化の幅が小さくて、実効性が低いという問題点があり、主にIS(Interim Standard)-95規格として使用されている。
【0004】
前記FH CDMA方式に基づく通信システムは、システムの消費電力が少なく、簡単な構成の電力増幅器を使用することができ、生産コストの節減が可能となり、周波数ホッピングにより、干渉に対する耐性を確保できるが、大容量の伝送レートを提供できず、可変伝送レートの提供能力も非常に制限的であるという問題点があった。
【0005】
前記CCK方式は、現在、IEEE802.11bWLAN(Wireless Local Area Network)において使用されており、定振幅信号を用いて、消費電力が少なく、簡単な構成の電力増幅器を使用することができ、生産コストを節減できるし、大容量の伝送レートを提供できるという利点があるが、実質的な干渉に対する耐性を確保することができず、可変伝送レートの提供能力がないという問題点となった。また、前記CCK方式は、複素直交変調の一種として見られるもので、多重経路フェーディング(fading)に強い特性を持たせるために使用される符号の直交性に損失が発生し、多重経路フェーディングの遅延拡散がそれほど大きくない環境では、むしろ性能が低下するという問題点があった。
【0006】
前記MC CDMA方式は、複数の直交符号を単一の使用者に割り当てる方式で、第3世帯のCDMA移動通信システムの標準に定められており、これは、3GPP(Third Generation Partnership Project)や3GPP2(Third Generation Partnership Project 2)の標準案として記述されている。このMC CDMA方式は、 一般に、単一の使用者に高い伝送レートを提供するために開発されたもので、高い伝送レートが要求される通信システムにおいて、継続して使用される可能性が高い。しかし、MC CDMA方式を使用する通信システムは、MC CDMAの信号を時間軸からみると、まるで通過帯域PAM(Pulse Amplitude Modulation)信号のように構成されており、これは、伝送信号の振幅が極めて多様であり、送受信器に使用される電力増幅器の広い線形動作領域が要求されるもので、電力増幅器の製造が難しくなるだけでなく、生産コストが上昇することになる。もし、基底帯域の信号処理において適切な符号化過程を経て定振幅特性を得ようとする場合は、通過帯域信号でも定振幅が得られるようになり、電力増幅器の生産コストを格段に削減することができ、かつ、消費電力の面でも利得をもたらすことが可能である。
【0007】
このように、伝送データのチャンネル数の増加に従い、マルチコードの使用により変調信号のレベルが増加して発生する諸般の問題点を解消する方式として、前記PW CDMA方式及びMP CDMA方式が提案されている。
【0008】
前記PW CDMAは、デジタル加算器の出力シンボルレベルを制限して、一定の値以上の除去し、残りのレベルの値のみをパルス幅に変換して伝送することにより、信号波形を常に2進(binary)型にする方式で、変調信号が2進型になるという利点があるが、除去した変調信号のレベル数が増加するにつれ、変調信号の帯域幅がレベル数に比例して増加する問題点がある。
【0009】
定振幅の信号を得る他の方式として、前記MP CDMA 技術が提案されており、このMP CDMA技術においては、上述のMC CDMA技術により作成された様々なレベルの値を有するシンボルをレベル制限器(level limiter)で一定のレベル以上の値を除去し、その結果を位相値で変換し、変換された位相値の変調信号は、電力増幅器を介して増幅されて伝送される。即ち、上述のPW CDMA技術は、前記MC CDMA技術の出力シンボルを一定のレベルに制限し、残りのシンボルをパルス幅に変換する方式で、前記MP CDMA技術は、レベルを制限してから、残りのシンボルを搬送波位相に変換する方式である。
【0010】
前記PW CDMA方式は、波形が単純化する利点がある反面、除去してから残ったレベルの数が増加するにつれ、それに比例して変調された信号の帯域幅が増加するという問題があるが、前記MP CDMA方式は、レベル数に関わらず、帯域幅が一定になる。また、前記MP CDMA方式は、信号レベルを一定の大きさ以上を制限して、信号レベルの大きさの増加を防止しているため、システムが単純になるという利点がある。
【0011】
しかし、MP CDMA方式は、伝送する一つのデータチャンネルに一つの直交符号が割り当てられて、伝送する情報チャンネルの数と同じ数の直交符号を用いるようになっており、データチャンネル数が増加するに従い、用いられる直交符号の数が増加することになり、マルチレベル信号のレベルを制限する過程で直交符号の直交性が損傷され、伝送される信号間の相互干渉が発生するという問題点があった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、符号分割多元接続方式を使用する通信システムにおいて、システムの消費電力が少なく、安価な電力増幅器を製造することが可能で、干渉に対する耐性を確保し、大容量の伝送レートや可変伝送レートで所定のデータを伝送できるように、データを定振幅2進直交変調する定振幅2進直交変調装置を提供することを目的とする。
【0013】
また、本発明は、伝送すべきデータを定振幅2進直交変調するために加えた付加データをパリティビットとして利用して、定振幅2進直交変調されたデータのエラーを訂正し、システムのデータビットのエラー性能を改善できる定振幅2進直交復調装置を提供することを他の目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る定振幅2進直交変調装置においては、入力される直列データを、データレート制御信号により、それぞれ複数のデータビットを有する複数群の信号、前記複数の群の中から選択された一つの群内の複数のデータビットを有する信号、または前記選択された一つの群内の一つのデータビットや固定値の複数のデータビットの信号に変換する直列/並列変換器と、
前記直列/並列変換器が前記直列データをそれぞれ複数のデータビットを有する複数群の信号に変換する場合に、それら各群の複数のデータビットを組み合わせてそれぞれのパリティビットを発生させる定振幅符号器と、
互いに異なる値の複数の直交符号を発生する直交符号発生器と、
前記直列/並列変換器で変換された各群のデータビット及び前記定振幅符号器で発生されたパリティビットによって、それぞれ前記複数の直交符号の中から一つの直交符号を選択し、極性を調整して2進直交変調する複数の2進直交変調部と、
前記複数の2進直交変調部の出力信号を並列に加算して定振幅2進直交変調データに変換する並列加算器とを備え、
前記複数の2進直交変調部は、
前記直列/並列変換器が選択された一つの群内の一つのデータビット(b0)や固定値の複数のデータビット(b1、b2)の信号を出力する場合に、それら一つのデータビット(b0)及び固定値の複数のデータビット(b1、b2)の信号を2進直交変調し、
データビット(b1、b2)により、前記直交符号発生器で発生された直交符号(c0)を選択する直交変調器と、
前記直交変調器で選択された直交符号(c0)に前記一つのデータビット(b0)を乗じて極性を調整し、下記の表1の定振幅2進直交変調データを発生する乗算器とを有することを特徴とする。
【0015】
【表1】
また、前記2進直交変調部は、前記直列/並列変換器が選択された一つの群の複数のデータビット(b0〜b2)の信号を出力する場合に、それら複数のデータビット(b0〜b2)の信号を2進直交変調し、前記直列/並列変換器が入力される直列データを選択された一つの群内の複数のデータビット(b0〜b2)を有する信号に変換する場合に、データビット(b1、b2)により前記直交符号発生器で発生された複数の直交符号(c0)(c1)(c2)(c3)の中から一つを選択する直交変調器と、前記直交変調器が直交符号(c0)(c1)(c2)(c3)の中から選択した一つの符号に一つのデータビット(b0)を乗じて極性を調整し、下記の表2の定振幅2進直交変調データを発生する乗算器とを備えることを特徴とする。
【0016】
【表2】
さらに、本発明に係る定振幅2進直交復調装置においては、受信される定振幅の2進直交変調データを復調し、パリティビットを除去した後、直列データを生成する2進直交復調部と、前記2進直交復調部で復調されたデータを複数の群に分けて、エラーの発生を検出し、エラーが発生していない場合に、前記2進直交復調部の直列データを復調データとして出力するエラー検出部と、前記エラー検出部でエラーが検出された場合に、エラーの発生した群のデータのビット符号を順次変換しながら、エラーの発生していない群のデータと共に直列データに変換するエラービット符号変換部と、前記エラービット符号変換部の出力データを定振幅2進直交変調する定振幅2進直交変調装置と、前記受信される2進直交変調データと前記定振幅2進直交変調装置の定振幅2進直交変調データとを各ビット別にディスタンスを比較するディスタンス比較器と、前記エラービット符号変換部から出力される複数の直列データを格納し、前記ディスタンス比較器の制御信号により、該当する直列データを復調データとして選択して出力するバッファとを備えることを特徴とする。
【0017】
また、前記2進直交復調部は、受信される2進直交変調データを復調する2進直交復調器と、前記2進直交復調器の出力データからパリティビットを除去するパリティビット除去器と、前記エラー検出部の出力信号により前記パリティビット除去器の出力データをスイッチングする複数のスイッチと、前記エラー検出部でエラーが検出されない場合に、前記複数のスイッチによりスイッチングされたデータを受けて直列復調データに変換する並列/直列変換器とを備えることを特徴とする。
【0018】
また、前記エラー検出部は、前記2進直交復調器の複数群の出力データをそれぞれ受けて、パリティを検査し、エラーの発生を判断して、前記複数のスイッチをそれぞれ制御する第1〜第3のパリティ検査器と、前記第1〜第3のパリティ検査器の出力信号を論理和してエラー判断信号を発生するORゲートとを備えることを特徴とする。
【0019】
また、前記エラービット符号変換部は、前記複数のスイッチを介してエラーの発生した群のデータをそれぞれ受けて符号を変換する第1〜第3のビット符号変換器と、前記1〜第3のビット符号変換器の出力データと前記複数のスイッチによりスイッチングされたエラーの発生していないデータとを倫理和する複数のORゲートと、前記複数のORゲートの出力データを直列データに変換する並列/直接変換器とを備えることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
【0021】
図1は、本発明による変調装置及び復調装置が適用される通信システムの送受信部の構成を示すブロック図である。図中、符号100は、送信部を、150は、受信部を示している。
【0022】
前記送信部100は、基底帯域部110と高周波部120とからなっている。
【0023】
前記基底帯域部110は、所定の伝送率K/16Mbps、2K/16Mbps、3K/16Mbps、6K/16Mbps、9K/16Mbpsまたは18K/16Mbpsを有する伝送データが入力データとして信号分離器101に入力される。
【0024】
ここで、前記Kは、通過帯域要求チャンネルの帯域幅であって、下記の数1のように表される。
【0025】
【数1】
ここで、Aは、通過帯域での最小要求帯域幅を示し、aは、フィルタ減衰定数を示している。
【0026】
前記信号分離器101に入力されたデータは、その信号分離器101で同位相の成分と直交位相の成分とに分離される。
【0027】
前記信号分離器101で分離された同位相成分及び直交位相成分は、定振幅2進直交変調装置103、103aでそれぞれ多重符号に変調されて、定振幅を持つデータに変換され、類似雑音スクランブラー105、105aで秘化効果、干渉除去効果及びフェーディングチャンネルにおける性能劣化に対する対応効果が得られるようにスクランブリングして出力される。
【0028】
前記基底帯域部110の類似雑音スクランブラー105、105aからそれぞれ出力されるデータは、高周波部120の乗算器121、121aで所定の周波数の搬送波信号、即ち、cos(2πfct)及びsin(2πfct)(ここで、fcは、搬送波信号の周波数を示す)がそれぞれ乗算されて搬送波信号に変調され、フィルタ123、123aでそれぞれフィルタリングされた後、加算器125で加算されて、最終にBPSK(Binary Phase Shift Keying)データまたはQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)データが形成され、そのBPSKデータまたはQPSKデータは、電力増幅器127により電力増幅され、アンテナANTを介して送信される。
【0029】
また、前記受信部150では、前記アンテナANTを介して受信される信号を増幅器151で増幅し、フィルタ152でフィルタリングして、所定の周波数のデータが検出される。
【0030】
前記フィルタ152の出力信号は、乗算器153、153aで所定の周波数の搬送波信号、即ち、cos(2πfct)及びsin(2πfct)(ここで、fcは、搬送波信号の周波数を示す)がそれぞれ乗算されて搬送波信号が除去され、同位相の成分及び直交位相の成分がそれぞれ検出され、その検出された同位相成分及び直交位相成分の信号は、類似雑音ディスクランブラー154、154aでそれぞれディスクランブリングして出力される。
【0031】
前記類似雑音ディスクランブラー154、154aでディスクランブリングされた信号は、定振幅2進直交復調装置155、155aに入力されて、それぞれ復調され、復調された同位相成分及び直交位相成分の信号は、信号合成器156で合成され、出力される。
【0032】
このような通信システムの送受信部において、BPSKを用いる場合、送信部100は、並列構成の2進直交変調装置103、類似雑音スクランブラー105、乗算器121及びフィルタ123と、2進直交変調装置103a、類似雑音スクランブラー105a、乗算器121a及びフィルタ123aとの中から何れか一つのみを使用し、受信部150は、並列構成の乗算器153、類似雑音ディスクランブラー154及び定振幅2進直交復調装置155と、乗算器153a、類似雑音ディスクランブラー154a及び定振幅2進直交復調装置155aとの中から何れか一つのみを使用し、QPSKを用いる場合は、二つとも使用する。また、前記高周波部120から伝送されるデータのデータレートは、本発明による定振幅2進直交変調装置103、103aによりBPSKを用いる場合に、K/16、3K/16、9K/16Mbpsの可変データレートを提供し、QPSKを用いる場合には、2K/16、6K/16、18K/16Mbpsの可変データレートを提供しており、これを本発明の2進直交復調装置155、155aにより復調して元のデータに変換する。
【0033】
これは、最大スペクトラム効率が9/8であることを意味する。即ち、スペクトラムが効率的であり、大量のデータを伝送することができる。また、伝送チャンネルの環境により様々な伝送レートを提供することができ、伝送レートによって信頼性のある定振幅2進直交変調及び復調を行うことにより、干渉に対する耐性を維持することができる。
【0034】
また、様々な伝送レートに対し、何れも同じ構造の受信器を使用することが可能となり、使用される電力増幅器127及び増幅器151の線形動作領域は、本発明の定振幅2進直交変調装置104、104a及び定振幅2進直交復調装置155、155aの定振幅特性により、その線形要求条件が緩和され、これにより電力増幅器158及び増幅器151の製造コスト及び消費電力を最小化することができる。
【0035】
図2は、図1の定振幅2進直交変調装置103、103aの詳細構成を示すブロック図である。図示のように、前記図1の信号分離器102で分離された同位相成分または直交位相成分の直列データを、データレート制御信号により、一つのデータビット(b0)及び固定値のデータビット(b1、b2)、一つの群の複数のデータビット(b0〜b2)、または複数群のデータビット(b0〜b2)、(b3〜b5)、(b6〜b8)に変換する直列/並列変換器200と、前記直列/並列変換器200で変換された複数群のデータビット(b0〜b2)、(b3〜b5)、(b6〜b8)をそれぞれ組み合わせて複数のパリティビット(r0)、(r1)、(r2)を発生する定振幅符号器210と、複数のビット値がそれぞれ異なる複数群の直交符号(c0〜c3)、(c4〜c7)、(c8〜c11)、(c12〜c15)を発生する直交符号発生器220と、前記直列/並列変換器200で変換された複数群のデータビット(b0〜b2)、(b3〜b5)、(b6〜b8)及び複数のパリティビット(r0〜r2)により、前記直交符号発生器220の複数群の直交符号(c0〜c3)、(c4〜c7)、(c8〜c11)、(c12〜c15)の中からそれぞれ一つの直交符号を選択し、極性を調整する複数の2進直交変調部230、240、250、260と、それら複数の2進直交変調部230、240、250、260から出力される各直交符号を並列に加算して定振幅の2進直交変調データを発生する並列加算器270とから構成される。
【0036】
前記複数の2進直交変調部230、240、250、260は、それぞれ前記データビット(b1、b2)、(b4、b5)、(b7、b8) 及びパリティビット(r1、r2)により、前記複数群の直交符号(c0〜c3)、(c4〜c7)、(c8〜c11)、(c12〜c15)の中から一つを選択する直交変調器231、241、251、261と、それら直交変調器231、241、251、261の出力信号に対し前記データビット(b0)、(b3)、(b6)およびパリティビット(r0)をそれぞれ乗じて極性を調整し、前記並列加算器270に出力する乗算器233、243、253、263とから構成される。
【0037】
このように構成される本発明の定振幅2進直交変調装置の動作を提供するデータレートにより分けて説明する。
【0038】
1 . K / 16Mbps及び2K / 16Mbpsのデータレートを提供する場合
BPSKとしてK/16Mbps及びQPSKとして2K/16Mbpsのデータレートを提供する場合に、並列化された列が同位相の軸と直交位相の軸に対し、ただ、一つのビットずつ提供される。即ち、直列/並列変換器200は、入力される同位相または直交位相の直列データをデータビット(b0)に変換して出力し、その出力されたデータビット(b0)は、2進直交変調部230の乗算器233に入力され、データビット(b1、b2)は、固定値、即ち、「0」を出力して直交変調器231に入力され、データビット(b3〜b8)は出力しない。
【0039】
前記直交変調器231は、例えば、マルチプレクサーからなり、データビット(b1、b2)により直交符号(c0〜c3)を選択する。従って、K/16Mbps及び2K/16Mbpsのデータレートを提供する場合には、上述のように、直列/並列変換器200から出力されるデータビット(b1、b2)の値「0」によって、直交変調器231は、入力される直交符号(c0〜c3)の中から直交符号(c0)を選択し、選択された直交符号(c0)は、乗算器233にてデータビット(b0)と乗算されて符号が調整された後、並列加算器270を介して定振幅の2進直交データとして出力される。
【0040】
即ち、K/16Mbps及び2K/16Mbpsのデータレートを提供する場合には、2進直交変調部230のみを使用し、その他の2進直交変調部240, 250,260や定振幅符号器210は、使用していない。ここで、直列/並列変換器200から出力されるデータビットにより、並列加算器270で出力される定振幅の2進直交変調データを表に示すと、下記の表1のようになる。
【0041】
【表1】
2 . 3K / 16Mbps及び6K / 16Mbpsのデータレートを提供する場合
BPSKとして3K/16Mbps及びQPSKとして6K/16Mbpsのデータレートを提供する場合に、並列化した列が同位相の軸と直交位相の軸に対し、三つずつ伝送される。即ち、直列/並列変換器200は、入力される同位相または直交位相の直列データをデータビット(b0〜b2)に変換して出力し、データビット(b3〜b8)は出力しない。
【0042】
前記直列/並列変換器200から出力されたデータビット(b1、b2)は、2進直交変調部230の直交変調器231に入力され、直交符号(c0〜c3)の中から一つを選択し、その選択された直交符号(c0)、(c1)、(c2)または(c3)は、乗算器233に入力され、データビット(b0)と乗算され、符号の調整が行われた後、並列加算器270を介して定振幅の2進直交データとして出力される。
【0043】
前記BPSKとして3K/16Mbps及びQPSKとして6K/16Mbpsのデータレートを提供する場合にも、前記K/16Mbps及び2K/16Mbpsのデータレートを提供する場合と同様に、2進直交変調部230のみを使用し、その他の2進直交変調部240、250、260や定振幅符号器210は、使用していない。ここで、直列/並列変換器200から出力されるデータビットにより、並列加算器270で出力される定振幅の2進直交変調データを表に示すと、下記の表2のようになる。
【0044】
【表2】
3 . 9K / 16Mbps及び18K / 16Mbpsのデータレートを提供する場合
BPSKとして9K/16Mbps及びQPSKとして18K/16Mbpsのデータレートを提供する場合に、並列化した列が同位相の軸と直交位相の軸に対し、九つずつ伝送される。即ち、直列/並列変換器200は、入力される同位相または直交位相の直列データをデータビット(b0〜b8)に変換して出力する。
【0045】
前記直列/並列変換器200から出力されるデータビット(b0〜b8)は、複数群のデータビット(b0〜b2)、(b3〜b5)、(b6〜b8)に分けられ、分けられた各群のデータビット(b0〜b2)、(b3〜b5)、(b6〜b8)は、2進直交変調部230、240、250にそれぞれ入力される。前記直交変調器231、241、251は、入力されるデータビット(b1、b2)、(b4、b5)、(b7、b8)により複数群の直交符号(c0〜c3)、(c4〜c7)、(c8〜c11)の中から一つの直交符号をそれぞれ選択し、直交変調器231、241、251により選択された直交符号は、乗算器231、241、251によりそれぞれデータビット(b0)、(b3)、(b6)が乗算されて符号が調整され、即ち、2進直交符号に変換された後、並列加算器270で加算される。
【0046】
このように、2進直交変調部230、240、250から出力される各データを 並列加算器270で加算する場合、加算したデータの振幅は、定振幅に維持されない。
【0047】
従って、本発明においては、並列加算器270から出力される2進直交変調データの振幅を定振幅に維持するために、前記直列/並列変換器200から出力される複数群のデータビット(b0〜b2)、(b3〜b5)、(b6〜b8)を定振幅符号器210が受けて、次の数2〜数4のように、各群のデータビット(b0〜b2)、(b3〜b5)、(b6〜b8)をそれぞれ組み合わせ、組み合わせたデータをパリティビット(r0)、(r1)、(r2)として発生する。
【0048】
【数2】
【0049】
【数3】
【0050】
【数4】
前記発生したパリティビット(r1、r2)は、2進直交変調部260の直交変調器261に入力されて、一つの群の直交符号(c12〜c15)の中から一つを選択し、選択された直交符号は、乗算器263により定振幅の符号のパリティビット(r0)が乗算されて2進直交変調され、2進直交変調部260で2進直交変調されたデータは、並列加算器270で前記2進直交変調部230、240、250の2進直交変調されたデータと加算され、前記並列加算器270を介して定振幅の2進直交変調されたデータが出力される。
【0051】
従って、拡散比が16の場合、定振幅を持つ2進直交変調データを得ることになり、BPSKを用いるか、QPSKを用いる場合に、総スペクトラム効率は、それぞれ9/16と18/16となり、よって、9K/16Mbps及び18K/16Mbpsのデータレートが得られる。
【0052】
図3は、図1の定振幅2進直交復調装置155、155aの構成を示すブロック図である。図示のように、受信される定振幅の2進直交変調データを復調し、パリティビットを除去した後、直列データを生成する2進直交復調部300と、該2進直交復調部300で復調されたデータを複数の群に分けてエラーの発生を検出し、エラーが発生していない場合、前記2進直交復調部300の直列データが復調データとして出力されるようにするエラー検出部310と、前記エラー検出部310でエラーが検出された場合に、エラーが発生した群のデータのビット符号を順次変換しながら、エラーの発生していない群のデータと共に直列データに変換するエラービット符号変換部320と、前記エラービット符号変換部320の出力データを定振幅2進直交変調する定振幅2進直交変調装置330と、前記受信される2進直交変調データと前記定振幅2進直交変調装置330の定振幅2進直交変調データとを各ビット別にディスタンス(distance)を比較するディスタンス比較器340と、前記エラービット符号変換部320から出力される複数の直列データを格納し、前記ディスタンス比較器340の制御信号により、該当する直列データを復調データとして選択して出力するバッファ350とから構成される。
【0053】
前記2進直交復調部300は、受信される2進直交変調データを復調する2進直交復調器301と、該2進直交復調器301の出力データ(b0、b3、b6、r0)、(b1、b4、b7、r1)、(b2、b5、b8、r2)からパリティビット(r0、r1、r2)を除去するパリティビット除去器302と、前記エラー検出部310の出力信号により、前記パリティビット(r0、r1、r2)の除去されたデータ(b0、b3、b6)、(b1、b4、b7)、(b2、b5、b8)をスイッチングする複数のスイッチ303、304、305と、前記エラー検出部310でエラーが検出されない場合に、前記複数のスイッチ303〜305を介してデータ(b0、b3、b6)、(b1、b4、b7)、(b2、b5、b8)を受けて、直列復調データに変換する並列/直列変換器307とから構成される。
【0054】
前記エラー検出部310は、前記2進直交復調器301の出力データ(b0、b3、b6、r0)、(b1、b4、b7、r1)、(b2、b5、b8、r2)をそれぞれ受けて、パリティを検査し、エラーの発生を判断して、前記複数のスイッチ303〜305をそれぞれ制御する第1〜第3パリティ検査器311〜313と、それら第1〜第3のパリティ検査器311〜313の出力信号を倫理和してエラー判断信号を発生するORゲート314とから構成される。
【0055】
前記エラービット符号変換部320は、前記複数のスイッチ303〜305を介してエラーの発生したデータ(b0、b3、b6)、(b1、b4、b7)、(b2、b5、b8)をそれぞれ受けて、符号を変換する第1〜第3のビット符号変換器321〜323と、前記第1〜第3のビット符号変換器321〜323の出力データと前記複数のスイッチ303〜305によりスイッチングされたエラーの発生していないデータ(b0、b3、b6)、(b1、b4、b7)、(b2、b5、b8)とを論理和する複数のORゲート324〜326と、前記複数のORゲート324〜326の出力データを直列データに変換する並列/直列変換器327とから構成される。
【0056】
このように構成された本発明による復調装置は、受信される定振幅の2進直交変調データが2進直交復調部300の2進直交復調器301を介して復調され、復調データ(b0、b3、b6、r0)、(b1、b4、b7、r1)、(b2、b5、b8、r2)が出力され、出力された復調データ(b0、b3、b6、r0)、(b1、b4、b7、r1)、(b2、b5、b8、r2)は、パリティビット除去器302に入力されて、パリティビット(r0、r1、r2)が除去され、復調データ(b0、b3、b6)、(b1、b4、b7)、(b2、b5、b8)のみが残る。
【0057】
そして、前記2進直交復調器301の復調データ(b0、b3、b6、r0)、(b1、b4、b7、r1)、(b2、b5、b8、r2)は複数群に分けられ、それらのデータが第1〜第3のパリティ検査器311〜313に入力されると、第1〜第3のパリティ検査器311〜313は、各群の復調データ(b0、b3、b6、r0)、(b1、b4、b7、r1)、(b2、b5、b8、r2)のパリティを検査してエラーが発生しているか否かを判断し、判断信号を出力して2進直交復調部300の複数のスイッチ303〜305に印加し、これは、ORゲート314で論理和して出力される。
【0058】
ここで、第1〜第3のパリティ検査器311〜313の何れでもエラーが発生していないことを判断して、低電位を出力すると仮定すると、前記複数のスイッチ303〜305の稼動端子が固定端子SB1〜SB3に接続され、かつ、ORゲート314が低電位を出力して並列/直列変換器306がインエーブルまたは正常に動作され、ディスタンス比較器340は、ディスエーブルされて動作しなくなる。
【0059】
そうすると、前記パリティビット除去器302から出力される復調データ(b0、b3、b6)、(b1、b4、b7)、(b2、b5、b8)が複数のスイッチ303〜305を介して並列/直列変換器306に入力して、直列データに変換され、変換された直列データが復調データとして出力される。
【0060】
また、前記第1〜第3のパリティ検査器311〜313の何れか一つにおいてもエラーが発生したことを判断して高電位を出力する場合は、前述とは逆に、ORゲート314が高電位を出力して、並列/直列変換器306がディスエーブルされて動作しなくなり、ディスタンス比較器340はインエーブルされて正常に動作するようになる。
【0061】
ここで、第1のパリティ検査器311がエラーの発生を検出して高電位を出力し、第2及び第3のパリティ検査器312、313は、エラーの発生を検出できずに、低電位を出力すると仮定すると、第1のパリティ検査器311の高電位により、前記スイッチ303の稼動端子が固定端子SA1に接続することになり、前記パリティビット除去器302から出力される復調データ(b0、b3、b6)が第1のビット符号変換器321に入力され、復調データ(b0、b3、b6)の符号が各ビット別に順次反転された後、ORゲート324を介して並列/直列変換器327に入力される。例えば、復調データ(b0)、(b3)、(b6)の符号がそれぞれ一つずつ反転され、 その次に復調データ(b0)、(b3)、(b6)の符号がそれぞれ二つずつ反転され、最終に 復調データ(b0)、(b3)、(b6)の符号が何れとも反転しながら順次出力されて並列/直列変換器327に入力される。
【0062】
さらに、第2及び第3のパリティ検査器312、313の出力信号により、前記パリティビット除去器302から出力される復調データ(b1、b4、b7)、(b2、b5、b8)は、スイッチ304、305及びORゲート325、326をそれぞれ介して並列/直列変換器327に入力される。
【0063】
そうすると、並列/直列変換器327は、前記復調データ(b1、b4、b7)、(b2、b5、b8)と、前記第1のビット符号変換器321で符号を変換しながら出力する複数の復調データ(b0、b3、b6)とを共に順次直列データに変換し、その変換された複数の直列データは、定振幅2進直交変調装置330に入力されると共に、バッファ350に入力されて格納される。
【0064】
ここで、前記定振幅2進直交変調装置330は、前記図2と同様に構成されており、前記並列/直列変換器327から入力される複数の直列データを定振幅2進直交変調し、該定振幅2進直交変調装置330で変調された複数の変調データと、前記受信される2進直交変調データとがディスタンス比較器340に入力される。
【0065】
そうすると、ディスタンス比較器340は、定振幅2進直交変調装置330の複数の変調データや前記受信される2進直交変調データの各ビット別にディスタンスを計算し、それらを合算して合算ディスタンスを判断する。即ち、前記ディスタンス比較器340は、受信される2進直交変調データと定振幅2進直交変調装置330の複数の変調データとのそれぞれのビット値を比較して、差値を算出し、算出した差値を合算し、その合算した値が最も小さい定振幅2進直交変調装置330の変調データを判断し、バッファ350を制御してその変調データに該当する前記並列/直列変換器327の出力データを復調データとして選択して出力するようになる。
【0066】
以上のように、上記実施の形態を参照して詳細に説明され図示されたが、本発明は、これに限定されるものでなく、このような本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲内で、当業界の通常の知識を有する者にとっては、他の多くの変更が可能であろう。また、本発明は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであることは言うまでもない。
【0067】
【発明の効果】
以上のように、本発明の定振幅2進直交変調装置によると、伝送すべき所定のデータを定振幅の2進直交変調することにより、定振幅を持つ変調データが得られるため、通信システムに適用する場合に、システムの消費電力を減らすことができ、かつ、電力増幅器の線形動作領域条件が緩和され、低コストで製造することができ、干渉に対する耐性を確保し、大容量の伝送レートと可変伝送レートで所定のデータを伝送することができる。
【0068】
また、本発明の定振幅2進直交復調装置によると、データを変調する場合に、パリティビットを用いてエラーを訂正しながら復調しているため、変調データを、エラーが発生することなく、正確に復調することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る定振幅2進直交変調装置及び復調装置が適用される無線通信システムの送受信部の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の定振幅2進直交変調装置の詳細構成を示すブロック図である。
【図3】図1の定振幅2進直交復調装置の詳細構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
200 直列/並列変換器
210 定振幅符号器
220 直交符号発生器
230、240、250、260 2進直交変調部
231、241、251、261 直交変調器
233、243、253、263 乗算器
270 並列加算器
300 2進直交復調部
301 2進直交復調器
302 パリティビット除去器
303〜305 スイッチ
306、327 並列/直列変換器
310 エラー検出部
311〜313 第1〜第3パリティ検査器
315、324〜325 ORゲート
320 エラービット符号変換部
321〜323 第1〜第3のビット符号変換器
330 2進直交変調装置
340 ディスタンス比較器
350 バッファ
Claims (10)
- 入力される直列データを並列データに変換して出力し、前記並列データは三つの群に区分され、前記各群は三つのデータビットを含む直列/並列変換器と、
16個の2進直交符号を出力し、それぞれ前記2進直交符号の四つを含む四つの群に区分して出力する直交符号発生器と、
前記各群のデータビットを組み合わせて生成される、定振幅2進直交変調信号を生成するための三つのパリティビットを並列データに出力する定振幅符号器と、
前記直列/並列変換器から出力される三つの群の並列データまたは前記定振幅符号器から出力される並列データのうち一つが入力され、前記入力された並列データのうち選択された二つのビットの組合せによって、前記直交符号発生器から出力される一つの群の直交符号のうち一つを選択して出力し、前記選択された直交符号に前記入力された並列データの残りの一つのビットをかけることによって、前記直交符号の信号を変える四つの2進直交変調部と、
前記四つの2進直交変調部から出力される直交符号を加算して定振幅2進直交変調データに変換して出力する並列加算器とを含んでなることを特徴とする定振幅2進直交変調装置。 - 受信される定振幅の2進直交変調データを復調し、パリティビットを除去した後、直列データを生成する2進直交復調部と、
前記2進直交復調部で復調されたデータを複数の群に分けて、エラーの発生を検出し、エラーが発生していない場合に、その前記2進直交復調部の直列データを復調データとして出力するエラー検出部と、
前記エラー検出部でエラーが検出された場合に、エラーの発生した群のデータのビット符号を順次変換しながら、エラーの発生していない群のデータと共に直列データに変換するエラービット符号変換部と、
前記エラービット符号変換部の出力データを定振幅2進直交変調する定振幅2進直交変調装置と、
前記受信される2進直交変調データと前記定振幅2進直交変調装置の定振幅2進直交変調データとを各ビット別にディスタンスを比較するディスタンス比較器と、
前記エラービット符号変換部から出力される複数の直列データを格納し、前記ディスタンス比較器の制御信号により、該当する直列データを復調データとして選択して出力するバッファとを備えることを特徴とする定振幅2進直交復調装置。 - 前記2進直交復調部は、
受信される2進直交変調データを復調する2進直交復調器と、
前記2進直交復調器の出力データからパリティビットを除去するパリティビット除去器と、
前記エラー検出部の出力信号により前記パリティビット除去器の出力データをスイッチングする複数のスイッチと、
前記エラー検出部でエラーが検出されない場合に、前記複数のスイッチによりスイッチングされたデータを受けて直列復調データに変換する並列/直列変換器とを備えることを特徴とする請求項3に記載の定振幅2進直交復調装置。 - 前記エラー検出部は、前記2進直交復調器の複数群の出力データをそれぞれ受けて、パリティを検査し、エラーの発生を判断して、前記複数のスイッチをそれぞれ制御する第1〜第3のパリティ検査器と、
前記第1〜第3のパリティ検査器の出力信号を論理和してエラー判断信号を発生するORゲートとを備えることを特徴とする請求項3に記載の定振幅2進直交復調装置。 - 前記エラービット符号変換部は、前記複数のスイッチを介してエラーの発生した群のデータをそれぞれ受けて符号を変換する第1〜第3のビット符号変換器と、
前記1〜第3のビット符号変換器の出力データと前記複数のスイッチによりスイッチングされたエラーの発生していないデータとを論理和する複数のORゲートと、
前記複数のORゲートの出力データを直列データに変換する並列/直列変換器とを備えることを特徴とする請求項3に記載の定振幅2進直交復調装置。 - 前記定振幅2進直交変調装置は、前記エラービット符号変換部の出力データをデータレート制御信号により、複数群のデータビットに変換する直列/並列変換器と、
前記直列/並列変換器で変換された複数群のデータビットをそれぞれ組み合わせて、各群のパリティビットを発生する定振幅符号器と、
それぞれ異なる複数の群の直交符号を発生する直交符号発生器と、
前記複数群のデータビットと各群のパリティビットにより、前記複数群の直交符号の中からそれぞれ一つの直交符号を選択し、極性を調整して2進直交変調する複数の2進直交変調部と、
前記複数の2進直交変調部の出力信号を並列に加算する並列加算器とから構成されることを特徴とする請求項3に記載の定振幅2進直交復調装置。 - 前記複数の2進直交変調部は、それぞれ、前記各群のデータビットと複数のパリティビットの中から一つのビットを除いた残りのビットにより前記複数群の直交符号の中からそれぞれ一つを選択する直交変調器と、
前記直交変調器の出力信号に前記一つのビットを符号ビットでそれぞれ乗じて極性を調整し、前記並列加算器に出力する乗算器とを備えることを特徴とする請求項7に記載の定振幅2進直交復調装置。 - 前記直交変調器は、マルチプレクサーであることを特徴とする請求項8に記載の定振幅2進直交復調装置。
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