JPH04207439A - Polyphase PSK modulation/demodulation method - Google Patents
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Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1
本発明は信号の変復調方式に係り、特に多相PSK変調
方式を用いた信号の伝送やVTRなどの信号記録方式に
も適用することができる360度を越えて割当を行う多
相PSK変復調方式に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field 1] The present invention relates to a signal modulation/demodulation system, and is particularly applicable to signal transmission using a polyphase PSK modulation system and signal recording systems such as VTRs. The present invention relates to a polyphase PSK modulation/demodulation method that performs allocation over 360 degrees.
本発明は、十分なCN比を得るのがむずかしい衛星伝送
にも利用することができる多相PSK変復調方式に関す
るものである。The present invention relates to a polyphase PSK modulation/demodulation method that can be used even in satellite transmission where it is difficult to obtain a sufficient CN ratio.
[発明の概要1
本発明は、アナログ信号を多相PSK変調して伝送する
際に、あらかじめ変調信号の瞬時的なダイナミックレン
ジを制限することで、従来の変調可能範囲とされていた
360度を越えて変調を行い、通常の多相PSK変調で
得られる変調利得を、さらに増大できるようにした変調
方式、ならびに、その復調方式である。[Summary of the invention 1] The present invention limits the instantaneous dynamic range of the modulated signal in advance when polyphase PSK modulating and transmitting an analog signal, thereby increasing the 360-degree modulation range that was conventionally considered possible. The present invention is a modulation method that performs modulation over a range of 100 to 300 nm to further increase the modulation gain obtained with normal polyphase PSK modulation, and its demodulation method.
[従来の技術l
従来、この種の変調方式としては、 DPA (Dig
italPseudo−Analogue)方式がある
。DPA方式の一例として、変調信号の8ビツトサンプ
ル値のMSBを分離し、2サンプルをまとめて2ビツト
のディジタル信号とし、それをQPSKで伝送し、残り
のビットの部分を128相のPSK (疑似アナログ変
調)で伝送する方式がある。[Conventional technology] Conventionally, as this type of modulation method, DPA (Digital
There is a Pseudo-Analogue) method. As an example of the DPA method, the MSB of the 8-bit sample value of the modulated signal is separated, the 2 samples are combined into a 2-bit digital signal, which is transmitted using QPSK, and the remaining bits are transmitted using 128-phase PSK (pseudo There is a method of transmitting data using analog modulation.
128相のPSKでは、仮に位相ギャップΔΦを90度
とすれば16.5dBの変調利得があり、さらにMSB
をディジタルで伝送するので6dBだけS/N改善度が
増加し、DPA方式全体として22.5dBのS/N改
善度が得られる。しかしDPA方式の場合、ディジタル
データをQPSKで伝送するものとすれば、2ビツトが
1シンボルに対応し、結果として2サンプルを3シンボ
ルに変換して伝送するので、256相PSKで伝送する
場合に比べると、1.5倍の帯域を必要とした。In 128-phase PSK, if the phase gap ΔΦ is 90 degrees, there is a modulation gain of 16.5 dB, and the MSB
Since it is transmitted digitally, the S/N improvement degree increases by 6 dB, and the S/N improvement degree of 22.5 dB is obtained for the entire DPA method. However, in the case of the DPA method, if digital data is transmitted using QPSK, 2 bits correspond to 1 symbol, and as a result, 2 samples are converted into 3 symbols and transmitted, so when transmitting using 256-phase PSK, By comparison, it required 1.5 times the bandwidth.
[発明が解決しようとする課題]
DPAでは、単純に8ビツトサンプルデータを、256
相PSKで伝送する場合に比べ、S/N改善度の増加が
あるが、その代償として、所要帯域が広くなるという欠
点があった。[Problem to be solved by the invention] In DPA, 8-bit sample data is simply
Although the degree of S/N improvement is increased compared to the case of transmission using phase PSK, there is a drawback that the required band becomes wider at the cost.
すなわち、帯域とS/Nの交換を行っているだけであっ
た。In other words, only the band and S/N were exchanged.
一般に、画像信号のような信号では、サンプル間の差信
号の振幅分布は、ラプラス分布になり、大きな振幅の差
信号を生ずる確率は非常に小さい。また、仮に大振幅の
差信号をクリップしても、画像信号で生じる歪はエツジ
部分に相当するので視覚的には、大きな画質劣化とはな
らない。Generally, in a signal such as an image signal, the amplitude distribution of a difference signal between samples is a Laplace distribution, and the probability of producing a difference signal with a large amplitude is very small. Furthermore, even if a difference signal with a large amplitude is clipped, the distortion generated in the image signal corresponds to the edge portion, so visually there will not be a large deterioration in image quality.
そこで、本発明の目的は、この性質を利用して、サンプ
ル間の差信号の振幅を制限して、多相PSに変調(例え
ば、256相PSK )におけるサンプル間の位相変化
量を360度以内とし、復調側で、現サンプルが1周3
60度の円周上の何周口に位置しているかを判断できる
ようにすることで、360度量上の位相回転を可能にし
、帯域を広げることなく S/N改善量を増大させるこ
とにある。Therefore, an object of the present invention is to utilize this property to limit the amplitude of the difference signal between samples so that the amount of phase change between samples in multiphase PS modulation (for example, 256-phase PSK) is within 360 degrees. Then, on the demodulation side, the current sample is
By making it possible to determine which circumference on the 60-degree circumference the device is located at, it is possible to perform phase rotation over 360 degrees, thereby increasing the amount of S/N improvement without widening the band.
[課題を解決するための手段1
本発明に係る多相PSK変謂変成方式変調信号の瞬時的
な振幅変化量を制限することにより、瞬時的な位相変化
量が360度を越えないようにし、変調信号の振幅を位
相に割り当てる際に360度を越えて割当を行い、多相
PSK変調を行うことを特徴とするものである。[Means for Solving the Problem 1] By limiting the instantaneous amplitude change amount of the polyphase PSK transformation modulation signal according to the present invention, the instantaneous phase change amount is prevented from exceeding 360 degrees, The present invention is characterized in that when assigning the amplitude of a modulated signal to a phase, the assignment is made over 360 degrees, and multiphase PSK modulation is performed.
また、本発明に係る多相PSK復調方式は、変調信号の
瞬時的な振幅変化量を制限することにより、瞬時的な位
相変化量が360度を越えないようにし、変調信号の振
幅を位相に割り当てる際に360度を越えて割当を行い
、多相PSK変調された被変調信号を復調する際に、
変調側で瞬時的な位相変化量が360度を越えないよう
に制限していることを利用し、位相が正に変化したのか
、負に変化したのかを判断し、常時、現サンプルが何回
転回にいるのかをトレースしながら復調することで、複
数の振幅値が割当られている0〜360度の位相点から
、もとの振幅を得ることを特徴とするものである。In addition, the polyphase PSK demodulation method according to the present invention prevents the instantaneous phase change amount from exceeding 360 degrees by limiting the amount of instantaneous amplitude change of the modulation signal, so that the amplitude of the modulation signal is adjusted to the phase. When allocating over 360 degrees and demodulating a polyphase PSK modulated signal, the modulation side limits the instantaneous phase change so that it does not exceed 360 degrees. By using this method, determining whether the phase has changed positively or negatively, and demodulating while always tracing how many rotations the current sample is in, multiple amplitude values can be assigned. It is characterized by obtaining the original amplitude from the phase point of ~360 degrees.
[作 用)
本発明によれば、サンプル間の差信号の振幅を制限して
、多相PSK変調(例えば、256相PSK )におけ
るサンプル間の位相変化量を360度以内とし、復調側
で、現サンプルが1周360度の円周上の何周目に位置
しているかを判断できるようにすることで、360度以
上の位相回転を可能にし、伝送所要帯域を広げることな
く S/N改善量を増大させることができる。[Function] According to the present invention, the amplitude of the difference signal between samples is limited so that the amount of phase change between samples in polyphase PSK modulation (for example, 256-phase PSK) is within 360 degrees, and on the demodulation side, By being able to determine the position of the current sample on a 360-degree circle, it is possible to rotate the phase by more than 360 degrees, improving S/N without expanding the required transmission band. The amount can be increased.
[実施例1
次に、本発明を映像信号の伝送に適用した実施例につい
て説明する。[Embodiment 1] Next, an embodiment in which the present invention is applied to transmission of a video signal will be described.
第1図は、本実施例による変調器の構成を示す。入力映
像信号aはディジタル化されており、この信号はスルー
レート制限回路1でサンプル間の差分値を一定値以下に
制限される。スルーレート制限は後で説明するように、
レベル適応スルーレート制限と、単純スルーレート制限
の2種類が考えられる。スルーレート制限回路を通過し
た信号すは、振幅角度変換回路2で0〜360度の位相
角を表す信号Cに変換される。本発明では信号の全振幅
に対して360度以上の角度を割り当て多相PSに変調
を行うので、この回路2では、複数の振幅値が1つの位
相に変換される。FIG. 1 shows the configuration of a modulator according to this embodiment. The input video signal a is digitized, and a slew rate limiting circuit 1 limits the difference value between samples to a certain value or less. As explained later, the slew rate limit is
Two types of slew rate limiting are possible: level adaptive slew rate limiting and simple slew rate limiting. The signal C that has passed through the slew rate limiting circuit is converted by the amplitude angle conversion circuit 2 into a signal C representing a phase angle of 0 to 360 degrees. In the present invention, an angle of 360 degrees or more is assigned to the total amplitude of the signal to perform modulation into a polyphase PS, so in this circuit 2, a plurality of amplitude values are converted into one phase.
第5図に振幅角度変換回路の特性の一例を示す。この例
では、入力信号の全振幅に対して540度を割り当てて
いる。FIG. 5 shows an example of the characteristics of the amplitude angle conversion circuit. In this example, 540 degrees is assigned to the total amplitude of the input signal.
位相角を表す信号Cは正弦変換回路3および余弦変換回
路4により、直交した1軸とQ軸の2つの座標の成分に
分解され信号dとeになる。信号dとeは2倍のオーバ
ーサンプリング回路5.6により信号fとgになり、さ
らにロールオフフィルタ7.8によって帯域制限および
波形整形されて信号りとiとなる。信号りおよびiはD
/Aコンバーター9.10および補間フィルタ11.1
2を通ってjとkのアナログ信号となる。The signal C representing the phase angle is decomposed by the sine conversion circuit 3 and the cosine conversion circuit 4 into two coordinate components of one orthogonal axis and the Q axis, and becomes signals d and e. Signals d and e are converted into signals f and g by a double oversampling circuit 5.6, and further band-limited and waveform-shaped by a roll-off filter 7.8 to become signals i. Signal and i are D
/A converter 9.10 and interpolation filter 11.1
2 and become analog signals of j and k.
一方、発振器17の出力は二分配され、片方の信号は移
相器13により90度の位相差を与えられる。On the other hand, the output of the oscillator 17 is divided into two signals, and one signal is given a phase difference of 90 degrees by the phase shifter 13.
こうして得られた2つのキャリア信号ρ、mと信号j、
kを乗算器14.15で乗算し、DSB−SC信号のn
と0に変換する。信号nと0は合成器16で加算され、
目的とする360度を越える多相PSK変調波pが得ら
れる。The two carrier signals ρ, m and signal j obtained in this way,
k by multiplier 14.15, and n of the DSB-SC signal
and convert it to 0. Signals n and 0 are added in a combiner 16,
The desired polyphase PSK modulated wave p exceeding 360 degrees is obtained.
次に復調器側について説明する。第2図に、本実施例に
よる多相PSK復調器の構成を示す。まず、入力信号a
を2つに分配する。一方、キャリア再生回路21の出力
を2つに分配し、その片方に移相器22で90度の位相
差を与えることで、2つの直交したキャリア信号す、c
を得る。この2つのキャリアと2つに分配した入力信号
aを乗算器23、24で乗算して信号dとeにする。次
に、信号d、eをLPF25.26で帯域制限して信号
f、gとし、さらにA/D変換器27.28でディジタ
ル信号り、iに変換する。信号り、iは、それぞれ1軸
とQ軸の成分を表している。Next, the demodulator side will be explained. FIG. 2 shows the configuration of a polyphase PSK demodulator according to this embodiment. First, input signal a
Divide into two. On the other hand, by distributing the output of the carrier regeneration circuit 21 into two and giving one of them a 90 degree phase difference with the phase shifter 22, two orthogonal carrier signals S, c
get. These two carriers and the divided input signal a are multiplied by multipliers 23 and 24 to produce signals d and e. Next, the signals d and e are band-limited by LPFs 25 and 26 to become signals f and g, which are further converted into digital signals i by A/D converters 27 and 28. The signals i and i represent the components of the 1st axis and the Q axis, respectively.
次に、信号りとiを逆正接回路29で位相を表す信号j
に変換する。信号jは、0〜360度の位相を表してい
るが、これを振幅に変換する場合には、1つの位相が複
数の振幅値に対応していることから、一意的には変換で
きない。しがし、信号jが表す位相をφ。とじて、真の
位相θ。を2Nπ+φ。と表すと、前サンプルの位相θ
0.が既知であれば、すなわち、前サンプルのN。−1
が既知であれば、現サンプルの位相θ。も知ることがで
きる。真の位相θ。は振幅値と一対一に対応しているの
で、結果として、jが表すφ7を振幅値に変換できる。Next, the signal i is converted into a signal j representing the phase by an arctangent circuit 29.
Convert to The signal j represents a phase of 0 to 360 degrees, but when converting it into an amplitude, it cannot be converted uniquely because one phase corresponds to a plurality of amplitude values. However, the phase represented by signal j is φ. Then, the true phase θ. is 2Nπ+φ. Expressed as, the phase θ of the previous sample
0. is known, i.e., N of the previous sample. -1
If is known, then the phase θ of the current sample. You can also know. True phase θ. has a one-to-one correspondence with the amplitude value, so as a result, φ7 represented by j can be converted into an amplitude value.
本実施例では、信号は映像信号なので、水平同期は既知
の値であるから、水平同期よりスタートして、次々に位
相データを振幅値に変換してゆくことが可能である。In this embodiment, since the signal is a video signal, the horizontal synchronization is a known value, so it is possible to start from the horizontal synchronization and convert phase data into amplitude values one after another.
第2図において、位相回転数判定回路32は、前サンプ
ルの振幅値と現サンプルの位相φ。がら回転数N。の増
減を検出し、現サンプルの位相回転数を示す信号nを出
す回路である。信号nにより角度振幅変換回路30.3
1の出力に、J2を切換器33で切り換えて、もとの振
幅値を示す信号0を得る。さらに、信号○はラッチ回路
34でラッチされ信号qとなる。In FIG. 2, the phase rotation number determination circuit 32 determines the amplitude value of the previous sample and the phase φ of the current sample. The number of rotations is N. This circuit detects the increase/decrease in the number of phase rotations of the current sample and outputs a signal n indicating the number of phase rotations of the current sample. Angle amplitude conversion circuit 30.3 by signal n
1, J2 is switched by the switch 33 to obtain a signal 0 indicating the original amplitude value. Furthermore, the signal ◯ is latched by the latch circuit 34 and becomes the signal q.
角度振幅変換回路のマツプは、それぞれ各位相回転数N
ゎに対応して必要である。本実施例はN=0.1の2つ
の位相回転数がある場合を想定している。また位相回転
数判定回路の、一方の入力信号mは前サンプルの振幅値
を表す信号qであるが、水平同期期間(必ずしも水平同
期期間のみである必要はなく、既知のデータがある区間
であればよい)は、切換器35で既知のH同期データメ
モリ36の信号pに切り換えることで、角度振幅変換の
シーケンスを1Hで完結させることにより、仮に伝送ノ
イズにより位相回転数判定に誤りを生じたとしても、そ
の影響が長期間伝搬しないようにしている。同期信号は
360度以内の位相変化としておくと、同期信号の検出
が容易である。The map of the angle amplitude conversion circuit is shown for each phase rotation number N.
This is necessary in response to the situation. This embodiment assumes a case where there are two phase rotation numbers of N=0.1. In addition, one input signal m of the phase rotation number determination circuit is a signal q representing the amplitude value of the previous sample, but it can be used during the horizontal synchronization period (not necessarily only the horizontal synchronization period, but any section where there is known data). By switching to the signal p of the known H synchronized data memory 36 with the switch 35, the angle amplitude conversion sequence is completed in 1H, even if an error occurs in the phase rotation number judgment due to transmission noise. However, we are trying to prevent the effects from propagating for a long time. If the synchronization signal has a phase change within 360 degrees, the synchronization signal can be easily detected.
このようにして復調して得た振幅データは、そのまま映
像信号として出力できるが、伝送ノイズにより角度振幅
変換シーケンスに誤りが生じた場合の対策として、次の
方法が考えられる。The amplitude data obtained by demodulating in this manner can be output as is as a video signal, but the following method can be considered as a countermeasure in the case where an error occurs in the angle-amplitude conversion sequence due to transmission noise.
映像信号は隣接画素間の相関が強いという性質があるの
で、角度振幅変換シーケンスに誤りの生じたラインは、
前ラインのデータで補間する方法である。誤りを検出す
る方法としては、H同期からスタートした角度振幅変換
シーケンスは、誤りがなければ再びH同期に正しく戻っ
て(る性質を利用して、復調したH同期のデータと既知
のH同期のデータとの差がある一定の許容値を越えた時
に、lHの角度振幅変換シーケンス中に誤りが発生した
と判定する方法がある。Since a video signal has a property that there is a strong correlation between adjacent pixels, a line where an error occurs in the angle amplitude conversion sequence is
This is a method of interpolating using data from the previous line. As a method for detecting errors, the angle amplitude conversion sequence that starts from H synchronization returns to H synchronization correctly if there is no error. There is a method of determining that an error has occurred during the IH angle amplitude conversion sequence when the difference with the data exceeds a certain tolerance value.
以上述べた誤りラインの補間および誤り検出のプロセス
は、第2図において信号qがら信号Xまでの間で行って
いる。すなわち、角度振幅変換後のデータqを2つに分
配し、一方は比較判定回路39でH同期期間中にH同期
データメモリ4oの信号Sと比較し、角度振幅変換シー
ケンスの誤り検出に使用する。The process of error line interpolation and error detection described above is performed from signal q to signal X in FIG. That is, the data q after angle amplitude conversion is divided into two parts, one of which is compared with the signal S of the H synchronization data memory 4o during the H synchronization period in the comparison/judgment circuit 39, and used for error detection in the angle amplitude conversion sequence. .
比較判定回路39の出力信号UはII(ボールド回路4
2で1Hの間ホールドし、現ラインの出力を行うか、前
ラインデータ(または前フイールドデータ)で補間する
かを制御する信号Wとなる。2つに分配したもう一方の
信号qは、信号Wとタイミングを合わせるためDLY回
路37で遅延させて信号Fとし、さらに1Hメモリ38
により1H遅延させる。The output signal U of the comparison/judgment circuit 39 is II (bold circuit 4
2 is held for 1H and becomes a signal W that controls whether to output the current line or interpolate with the previous line data (or previous field data). The other signal q distributed into two is delayed by the DLY circuit 37 to match the timing with the signal W and becomes the signal F, and is further sent to the 1H memory 38.
The signal is delayed by 1H.
これは、角度振幅変換シーケンスの誤りが、次のライン
のH同期期間が来るまで検出できないためである。This is because errors in the angle-amplitude conversion sequence cannot be detected until the H synchronization period of the next line arrives.
角度振幅変換シーケンスに誤りがなかった場合には、最
初の18メモリ38の出力信号tを選択して出力映像信
号Xとする。もし角度振幅変換誤りを検出した場合には
、直列に接続したもう−っの1Hメモリ(または1フイ
ールドメモリ) 41の出力信号Vすなわち、前ライン
(または前フィールド)のデータを選択して出力映像信
号Xとして出力する。以上が、第2図に示した多相PS
K復調器の動作である。If there is no error in the angle-amplitude conversion sequence, the output signal t of the first 18 memories 38 is selected as the output video signal X. If an angle-amplitude conversion error is detected, another 1H memory (or 1 field memory) connected in series selects the output signal V of 41, that is, the data of the previous line (or previous field), and outputs the image. Output as signal X. The above is the multiphase PS shown in Figure 2.
This is the operation of the K demodulator.
ここで、1H中に2つの誤りが発生すると、誤りの検出
ができない場合があるが、復調器の映像出力信号に要求
されるS/Nから決まる伝送路の所要C/Nにおいては
、適当な大きさの位相ギャップを設定すれば、1)1中
に2つの誤りを生じる確率はほとんどゼロである。Here, if two errors occur in 1H, it may not be possible to detect the error, but the required C/N of the transmission path determined by the S/N required for the video output signal of the demodulator is suitable. If a large phase gap is set, 1) the probability of producing two errors in one is almost zero;
次に、スルーレート制限回路と、その特性について説明
する。第3図は単純スルーレート制限回路を、第6図は
単純スルーレート制限回路で使用する対称クリップ回路
の特性を示す。第3図において、縦軸、横軸共に規格化
した振幅を表す。また、スルーレート制限値は、正負合
わせて規格化振幅値で0.5の場合を示している。第6
図において、横軸は規格化した基準信号レベルであり、
縦軸は入力信号レベルで、斜線内はクリップを生じない
入力信号の範囲である。対称クリップ回路では基準信号
を使用する必要はないが、非対称クリップ回路の特性と
対比させるため、仮想的に設定した。Next, the slew rate limiting circuit and its characteristics will be explained. FIG. 3 shows the characteristics of a simple slew rate limiting circuit, and FIG. 6 shows the characteristics of a symmetrical clipping circuit used in the simple slew rate limiting circuit. In FIG. 3, both the vertical and horizontal axes represent normalized amplitude. Further, the slew rate limit value shows a case where the normalized amplitude value for both positive and negative values is 0.5. 6th
In the figure, the horizontal axis is the standardized reference signal level,
The vertical axis is the input signal level, and the area within the diagonal line is the range of the input signal that does not cause clipping. Although it is not necessary to use a reference signal in a symmetrical clipping circuit, it was set up virtually in order to compare the characteristics with the asymmetrical clipping circuit.
まず単純スルーレート制限回路の動作について説明する
。入力信号X。を、スルーレート制限を受けた1クロツ
ク前のサンプルYn−1と減算器51で引き算し、差分
信号d。を得る。d、は正負同じレベルでクリップする
対称クリップ回路52でクリップしてQ。とする。対称
クリップ回路は、正方向のクリップレベルと負方向のク
リップレベルが、常に一定のクリップ回路である。対称
クリップ回路52の出力q。は、スルーレート制限を受
けた前サンプルYn−1と加算回路53で加算してY、
、とし、さらにラッチ回路54でラッチして出力する。First, the operation of the simple slew rate limiting circuit will be explained. Input signal X. is subtracted by the subtracter 51 from the sample Yn-1 of one clock before which is subjected to the slew rate restriction, and a difference signal d is obtained. get. d and Q are clipped by a symmetrical clipping circuit 52 which clips the positive and negative signals at the same level. shall be. A symmetrical clipping circuit is a clipping circuit in which the clipping level in the positive direction and the clipping level in the negative direction are always constant. Output q of the symmetric clip circuit 52. is added with the previous sample Yn-1 subjected to the slew rate restriction by the adder circuit 53 to obtain Y,
, and is further latched by the latch circuit 54 and output.
次に、第4図にレベル適応スルーレート制限回路を、第
7図にレベル適応スルーレート制限回路で使用する非対
称クリップ回路の特性例を示す。Next, FIG. 4 shows a characteristic example of the level adaptive slew rate limiting circuit, and FIG. 7 shows an example of the characteristics of the asymmetric clip circuit used in the level adaptive slew rate limiting circuit.
第4図は、縦軸、横軸共に規格化した振幅を表す。また
、スルーレート制限値は、正負合わせて規格化振幅値で
0.5の場合を示している。第7図の横軸は規格化した
基準信号レベルであり、縦軸は入力信号レベルで、斜線
内はクリップを生じない入力信号の範囲である。FIG. 4 represents the normalized amplitude on both the vertical and horizontal axes. Further, the slew rate limit value shows a case where the normalized amplitude value for both positive and negative values is 0.5. The horizontal axis in FIG. 7 is the standardized reference signal level, the vertical axis is the input signal level, and the area within the diagonal line is the range of the input signal that does not cause clipping.
まず、レベル適応スルーレート制限回路の動作について
説明する。入力信号Xnを、スルーレート制限を受けた
1クロツク前のサンプルY。−1と減算回路61で引き
算し、差分値d、を得る。d、は非対称クリップ回路6
2でクリップしてQ。とする。非対称クリップ回路62
は、正のクリップレベルと負のクリップレベルの絶対値
の和は対称クリップ回路と同じで一定値であるが、正の
クリップレベルと負のクリップレベルの比率が、基準信
号Rに依存して変化する回路で、基準信号RがO〜lの
範囲を変化するものとすれば、0.5<Hの範囲では、
正のクリップレベルより負のクリップレベルのほうが太
き(,0,5>Rの範囲では逆に正のクリップレベルの
ほうが、負のクリップレベルより大きい特性を持つ。First, the operation of the level adaptive slew rate limiting circuit will be explained. Sample Y of the input signal Xn one clock before subject to slew rate limitation. −1 is subtracted by a subtraction circuit 61 to obtain a difference value d. d is an asymmetric clip circuit 6
Clip with 2 and Q. shall be. Asymmetric clip circuit 62
The sum of the absolute values of the positive clip level and the negative clip level is the same as in the symmetric clip circuit, and is a constant value, but the ratio of the positive clip level and the negative clip level changes depending on the reference signal R. In a circuit where the reference signal R changes in the range of O to l, in the range of 0.5<H,
A negative clip level is thicker than a positive clip level (in the range 0, 5>R, on the contrary, a positive clip level has a characteristic that is larger than a negative clip level.
非対称クリップ回路62の基準信号Rはスルーレート制
限を受けた1クロツク前のサンプルY。−1とする。す
なわち、前サンプルの振幅レベルに適応して、正負のク
リップレベルの比率を変化させることで、スルーレート
制限が入力信号に与える歪を軽減しようとするものであ
る。非対称クリップ回路62の出力Q。は、スルーレー
ト制限を受けた前サンプルY。−1と加算回路63で加
算してY。とじ、さらにラッチ回路64でラッチして出
力する。以上がスルーレート制限回路の動作である。The reference signal R of the asymmetric clipping circuit 62 is a sample Y of one clock previous which is subject to slew rate limitation. -1. That is, by adapting to the amplitude level of the previous sample and changing the ratio of positive and negative clip levels, it is attempted to reduce the distortion that the slew rate limitation gives to the input signal. Output Q of the asymmetric clip circuit 62. is the previous sample Y subjected to slew rate limitation. -1 and adder circuit 63 add it to Y. It is then latched by the latch circuit 64 and output. The above is the operation of the slew rate limiting circuit.
次に、本発明変調方式による360度を越える多相PS
K変調波における位相変化とベースバンド信号の関係を
、単純スルーレート制限を使用した場合と、レベル適応
スルーレート制限を使用した場合の2方式について説明
する。Next, we will explain the multiphase PS over 360 degrees using the modulation method of the present invention.
The relationship between the phase change in the K modulated wave and the baseband signal will be explained in two ways: one using simple slew rate limiting and the other using level adaptive slew rate limiting.
第8図は、単純スルーレート制限の場合のベースバンド
信号と本発明変調方式による多相PSK変調波の位相変
化の関係を示す。この例ではベースバンド信号の全振幅
を540度に割り当てている。FIG. 8 shows the relationship between the baseband signal and the phase change of the polyphase PSK modulated wave according to the modulation method of the present invention in the case of simple slew rate limitation. In this example, the total amplitude of the baseband signal is assigned to 540 degrees.
さらに、位相ギャップを90度としている。したがって
、1サンプル間の最大位相変化は±135度(合計27
0度)であり、全振幅が540度であるから、この許容
最大位相変化をベースバンド信号の振幅に換算すると、
1サンプル間の変化は全振幅を1.0として±l/4(
合計172)ということになる。本図の上半分には、ス
テップ信号を入力した場合の、単純スルーレート制限回
路の応答を示している。下半分の(a)〜(e)は、サ
ンプル間のPSK変調波位相変化の状態を示している。Furthermore, the phase gap is set to 90 degrees. Therefore, the maximum phase change between samples is ±135 degrees (27 degrees in total).
0 degree) and the total amplitude is 540 degrees, so converting this allowable maximum phase change into the amplitude of the baseband signal is:
The change between one sample is ±l/4 (with the total amplitude as 1.0)
The total is 172). The upper half of the figure shows the response of the simple slew rate limiting circuit when a step signal is input. The lower half (a) to (e) show states of PSK modulated wave phase changes between samples.
360度を越える多相PSK変調方式の大きな特徴の1
つは、ベースバンド信号の振幅が変化している部分では
、サンプルごとに位相ギャップの位置が変化することで
ある。単純スルーレート制限の場合、正方向と負方向で
同じ位相角を割り当てているので、次のサンプルに対す
る位相ギャップの中心は、常に現サンプルから180度
の位置にある。One of the major features of the polyphase PSK modulation method that exceeds 360 degrees
First, in a portion where the amplitude of the baseband signal changes, the position of the phase gap changes for each sample. In the case of simple slew rate limiting, the center of the phase gap for the next sample is always 180 degrees from the current sample, since the same phase angle is assigned in the positive and negative directions.
(C)に示すCからDへの位相変化では、位相は360
度を越えて1回転目から2回転目に変化している。復調
側では、位相が3150度を越える時に、位相回転数が
変化したことを認識できる。さらに、その時の位相変化
の極性により位相回転数の増減を知ることができる。In the phase change from C to D shown in (C), the phase is 360
The change from the first rotation to the second rotation exceeds the limit. On the demodulation side, it can be recognized that the phase rotation number has changed when the phase exceeds 3150 degrees. Furthermore, it is possible to know whether the phase rotation number increases or decreases based on the polarity of the phase change at that time.
続いて、レベル適応スルーレート制限の場合について説
明する。第9図は、レベル適応スルーレート制限の場合
のベースバンド信号と本発明方式による多相PSK変調
波の位相変化の関係を示す。この場合も、前例と同様に
ベースバンド信号の全振幅を540度に割り当てて、位
相ギャップを90度としている。本図の上半分に示した
レベル適応スルーレート制限回路のステップ応答は、単
純スルーレート制限の場合と比較して、信号の立ち上が
りが改善されることを示している。レベル適応スルーレ
ート制限の場合は、単純スルーレート制限の場合と異な
り、現サンプルと次のサンプルに対する位相ギャップの
中心との位相関係が一定ではなく、現サンプルに対応す
る振幅値によって適応的に変化させる必要がある。Next, the case of level adaptive slew rate limitation will be explained. FIG. 9 shows the relationship between the baseband signal in the case of level adaptive slew rate limitation and the phase change of the polyphase PSK modulated wave according to the method of the present invention. In this case, as in the previous example, the total amplitude of the baseband signal is assigned to 540 degrees, and the phase gap is set to 90 degrees. The step response of the level adaptive slew rate limiting circuit shown in the top half of the figure shows that the signal rise is improved compared to the case of simple slew rate limiting. In the case of level adaptive slew rate limiting, unlike the case of simple slew rate limiting, the phase relationship between the current sample and the center of the phase gap for the next sample is not constant, but changes adaptively depending on the amplitude value corresponding to the current sample. It is necessary to do so.
これは、レベル適応スルーレート制限の場合、非対称ク
リップ回路を使用するため、位相面に置き換えた時に、
正方向の最大位相変化量と、負方向の最大位相変化量の
比率が、信号振幅値によって異なることに対応している
。This is because in the case of level adaptive slew rate limiting, an asymmetric clipping circuit is used, so when replaced with a phase plane,
This corresponds to the fact that the ratio between the maximum phase change in the positive direction and the maximum phase change in the negative direction differs depending on the signal amplitude value.
ただし、正方向の最大位相変化量と負方向の最大位相変
化量の絶対値の和は一定であり、第9図の場合は270
度としている。このように、スルーレート制限方式と位
相面上の信号割当方法の間には、一定の対応関係がある
。However, the sum of the absolute values of the maximum phase change in the positive direction and the maximum phase change in the negative direction is constant, and in the case of FIG.
I take it seriously. In this way, there is a certain correspondence between the slew rate limiting method and the signal allocation method on the phase plane.
[発明の効果1
従来、線形直交変調を用いた多相PSK変調方式では、
そのS/N改善量は最大19dBである。S/N改善量
をさらに大きくする方法としてDPA方式があるが、
DPA方式ではS/N改善度を増大させる反面、所要帯
域も広くなるという欠点がある。[Effect of the invention 1 Conventionally, in the polyphase PSK modulation method using linear orthogonal modulation,
The S/N improvement amount is 19 dB at maximum. There is a DPA method as a method to further increase the amount of S/N improvement,
Although the DPA method increases the degree of S/N improvement, it also has the drawback of increasing the required bandwidth.
これに対して本発明を適用すると、所要帯域を増大させ
ることなく S/N改善量を増大させることが可能であ
り、帯域とC/Nの制約がきびしい衛星伝送や、VTR
などの記録系に適用して、大きなS/N改善効果を得る
ことが可能である。On the other hand, if the present invention is applied, it is possible to increase the S/N improvement amount without increasing the required bandwidth, and it is possible to increase the amount of S/N improvement without increasing the required bandwidth.
It is possible to obtain a large S/N improvement effect by applying this method to recording systems such as the following.
第1図は本発明を映像信号の伝送に適用した場合の変調
器の構成図。
第2図は復調器の構成図、
第3図は単純スルーレート制限回路の構成と、その場合
の振幅変化許容範囲を示す図、第4図はレベル適用スル
ーレート制限回路の構成と、その場合の振幅変化許容範
囲を示す図、第5図は変調器で使用する振幅位相変換回
路の特性例を示す図、
第6図は第3図の単純スルーレート制限回路で使用して
いる対称クリップ回路の特性例を示す図、
第7図は第4図のレベル適応スルーレート制限回路で使
用している非対称クリップ回路の特性例を示す図、
第8図は単純スルーレート制限を使用した360度を越
える多相PSK変調におけるベースバンド信号と変調波
の位相変化の関係を表す図、第9図はレベル適応スルー
レート制限を使用した360度を越える多相PSK変調
におけるベースバンド信号と変調波の位相変化の関係を
表す図である。
1・・・スルーレート制限回路、
2・・・振幅角度変換回路、
3・・・正弦変換回路、
4・・・余弦変換回路、
5.6・・・2倍オーバーサンプリング回路、7,8・
・・ロールオフフィルタ、
9、lO・・・D/A変換器、
11、12・・・補間フィルタ、
13・・・移相器、
14、15・・・乗算器、
16・・・合成器、
21・・・キャリア再生回路、
22・・・移相器、
23、24・・・乗算器、
25、26・・・ローパスフィルタ(LPFI、27、
28・・・A/D変換器、
29・・・逆正接回路、
30、31・・・角度振幅変換回路、
32・・・位相回転数判定回路、
33・・・切換器、
34・・・ラッチ回路、
35・・・切換器、
36・・・H同期データメモリ、
37・・・遅延(DLY)回路、
38・・・LHメモリ、
39・・・比較判定回路、
40・・・H同期データメモリ、
41・・・1Hメモリ、
42・・・1Hホールド回路。FIG. 1 is a configuration diagram of a modulator when the present invention is applied to transmission of video signals. Figure 2 is a configuration diagram of the demodulator, Figure 3 is a diagram showing the configuration of a simple slew rate limiting circuit and the permissible amplitude change range in that case, and Figure 4 is a diagram showing the configuration of a level applied slew rate limiting circuit and its case. Figure 5 is a diagram showing an example of the characteristics of the amplitude phase conversion circuit used in the modulator. Figure 6 is the symmetric clip circuit used in the simple slew rate limiting circuit of Figure 3. Figure 7 is a diagram showing an example of the characteristics of the asymmetric clip circuit used in the level adaptive slew rate limiting circuit shown in Figure 4. Figure 9 shows the phase change of the baseband signal and modulated wave in polyphase PSK modulation that exceeds 360 degrees using level adaptive slew rate limiting. It is a figure showing the relationship of change. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Slew rate limiting circuit, 2... Amplitude angle conversion circuit, 3... Sine conversion circuit, 4... Cosine conversion circuit, 5.6... 2x oversampling circuit, 7, 8...
... Roll-off filter, 9, IO... D/A converter, 11, 12... Interpolation filter, 13... Phase shifter, 14, 15... Multiplier, 16... Synthesizer , 21... Carrier regeneration circuit, 22... Phase shifter, 23, 24... Multiplier, 25, 26... Low pass filter (LPFI, 27,
28... A/D converter, 29... Arctangent circuit, 30, 31... Angle amplitude conversion circuit, 32... Phase rotation number determination circuit, 33... Switch, 34... Latch circuit, 35... Switch, 36... H synchronization data memory, 37... Delay (DLY) circuit, 38... LH memory, 39... Comparison/judgment circuit, 40... H synchronization Data memory, 41...1H memory, 42...1H hold circuit.
Claims (1)
り、瞬時的な位相変化量が360度を越えないようにし
、変調信号の振幅を位相に割り当てる際に360度を越
えて割当を行い、多相PSK変調を行うことを特徴とす
る多相PSK変調方式。 2)サンプリングを行った場合にサンプルとサンプルの
間の差分値を制限することにより、前記変調信号の瞬時
的な振幅変化量を制限することを特徴とする請求項1に
記載の多相PSK変調方式。 3)変調側における瞬時位相変化量を制限して360度
未満とし、さらに位相変化の正負が復調側で判定が可能
であるようにするスルーレート制限処理において、単純
に±180度未満に制限するのではなく、信号の振幅レ
ベルに応じて正負の比率を変化させることで、変調信号
に与える波形歪を軽減することを特徴とする請求項1に
記載の多相PSK変調方式。 4)変調信号の瞬時的な振幅変化量を制限することによ
り、瞬時的な位相変化量が360度を越えないようにし
、変調信号の振幅を位相に割り当てる際に360度を越
えて割当を行い、多相PSK変調された被変調信号を復
調する際に、 変調側で瞬時的な位相変化量が360度を越えないよう
に制限していることを利用し、位相が正に変化したのか
、負に変化したのかを判断し、常時、現サンプルが何回
転目にいるのかをトレースしながら復調することで、複
数の振幅値が割当られている0〜360度の位相点から
、もとの振幅を得ることを特徴とする多相PSK復調方
式。 5)周期的な同期信号を含むベースバンド信号を請求項
1に記載の多相PSK変調方式によって変調した変調波
を復調する場合において、該同期信号の部分でそれ以前
の1Hの区間における復調処理の誤りを検出し、誤りを
検出した場合はそのラインの信号を前ラインまたは前フ
ィールドの信号で置き換えて、復調処理の誤りによる画
質劣化を改善することを特徴とする請求項4に記載の多
相PSK復調方式。[Claims] 1) By limiting the amount of instantaneous amplitude change of the modulation signal, the amount of instantaneous phase change is prevented from exceeding 360 degrees, and when assigning the amplitude of the modulation signal to the phase, 1. A polyphase PSK modulation method characterized by performing assignment beyond the range of 1 to 1 and performing polyphase PSK modulation. 2) The polyphase PSK modulation according to claim 1, wherein the instantaneous amplitude change amount of the modulation signal is limited by limiting the difference value between samples when sampling is performed. method. 3) Limit the amount of instantaneous phase change on the modulation side to less than 360 degrees, and simply limit it to less than ±180 degrees in the slew rate limiting process that allows the demodulation side to determine whether the phase change is positive or negative. 2. The polyphase PSK modulation method according to claim 1, wherein the waveform distortion imparted to the modulated signal is reduced by changing the positive/negative ratio according to the amplitude level of the signal. 4) By limiting the amount of instantaneous amplitude change of the modulation signal, the amount of instantaneous phase change is prevented from exceeding 360 degrees, and when assigning the amplitude of the modulation signal to the phase, it is not possible to assign more than 360 degrees. When demodulating a modulated signal that has undergone polyphase PSK modulation, we can use the fact that the instantaneous phase change amount is limited to not exceed 360 degrees on the modulation side to determine whether the phase has changed positively. By determining whether the change has changed negatively and demodulating while always tracing the rotation number of the current sample, the original value can be recovered from the phase point of 0 to 360 degrees to which multiple amplitude values are assigned. A polyphase PSK demodulation method characterized by obtaining amplitude. 5) When demodulating a modulated wave obtained by modulating a baseband signal including a periodic synchronization signal by the polyphase PSK modulation method according to claim 1, demodulation processing in the 1H period before the synchronization signal part 5. The method according to claim 4, wherein the image quality deterioration caused by an error in demodulation processing is improved by detecting an error in the line and, if an error is detected, replacing the signal of the line with a signal of a previous line or field. Phase PSK demodulation method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02330795A JP3103106B2 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Polyphase PSK modulation / demodulation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04207439A true JPH04207439A (en) | 1992-07-29 |
JP3103106B2 JP3103106B2 (en) | 2000-10-23 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010010794A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Sony Corp | Modulation circuit, modulation method, program, and communication equipment |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP02330795A patent/JP3103106B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010010794A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Sony Corp | Modulation circuit, modulation method, program, and communication equipment |
US7898351B2 (en) | 2008-06-24 | 2011-03-01 | Sony Corporation | Modulation circuit, modulation method, program and communication apparatus |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |