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JPS6149865B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6149865B2
JPS6149865B2 JP12435279A JP12435279A JPS6149865B2 JP S6149865 B2 JPS6149865 B2 JP S6149865B2 JP 12435279 A JP12435279 A JP 12435279A JP 12435279 A JP12435279 A JP 12435279A JP S6149865 B2 JPS6149865 B2 JP S6149865B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
phase shift
bits
combination
shift information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP12435279A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5647153A (en
Inventor
Fumio Sugyama
Tsukasa Okai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP12435279A priority Critical patent/JPS5647153A/en
Publication of JPS5647153A publication Critical patent/JPS5647153A/en
Publication of JPS6149865B2 publication Critical patent/JPS6149865B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2003Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation
    • H04L27/2007Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained
    • H04L27/2017Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained in which the phase changes are non-linear, e.g. generalized and Gaussian minimum shift keying, tamed frequency modulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、変調波のスペクトラムが狭帯域で
しかも包絡線も一定にできるデイジタル位相変調
方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a digital phase modulation method in which the spectrum of a modulated wave is narrow band and the envelope can be constant.

位相連続FSK(Frequency Shift Keying)
は、AMや帯域制限されたPSK(Phase Shift
Keying)と異なり変調波の包絡線が一定であ
り、出力増幅器例えばTWTやC級増幅器の飽和
などによる抑圧に対し主スペクトルがAM―PM
変換などの影響を受けないため、これら非線形系
を含む伝送路において有利な変調方式である。殊
に、変調指数0.5の位相連続FSKはMSK
(Minimum Shift Keying)と呼ばれ、占有帯域
幅が狭く効率の良い変調方式として注目されてい
る。しかもMSKは位相面での検波を行なうこと
により、2相PSKとほぼ等しいC/N対符号誤り
率特性を得ることができる等の特長を持つてい
る。
Phase continuous FSK (Frequency Shift Keying)
is AM or band-limited PSK (Phase Shift
Unlike Keying), the envelope of the modulated wave is constant, and the main spectrum is AM-PM even though it is suppressed by the saturation of the output amplifier, e.g. TWT or class C amplifier.
Since it is not affected by conversion, it is an advantageous modulation method for transmission lines that include these nonlinear systems. In particular, phase continuous FSK with modulation index 0.5 is MSK
(Minimum Shift Keying), and is attracting attention as an efficient modulation method with a narrow occupied bandwidth. Moreover, MSK has the advantage that by performing phase plane detection, it is possible to obtain a C/N versus code error rate characteristic that is almost the same as that of two-phase PSK.

ところで、一般に移動通信等のように限られた
無線周波数帯に多くの加入者を収容しようとする
通信方式においては、(1)スプレツド・スペクトラ
ム方式のように、全ての加入者が同じ広帯域の周
波数帯域を利用し、広帯域通信のS/N改善特性
を活用して周波数有効利用を図る。(2)各加入者に
割当てる周波数帯域を狭くして周波数有効利用を
図る。等の方式が考えられる。MSKは占有帯域
幅が狭いため(2)に適した方式であるが、現行のア
ナログFM変調方式等の周波数利用効率と比較す
ると、十分な狭帯域変調方式であるとは言い難
い。
By the way, in general, in communication systems that attempt to accommodate many subscribers in a limited radio frequency band, such as mobile communications, (1) spread spectrum systems, in which all subscribers are accommodated in the same broadband frequency band; Effective use of frequencies is achieved by utilizing the S/N improvement characteristics of broadband communications. (2) Narrow the frequency band allocated to each subscriber for effective frequency use. Possible methods include: MSK is a method suitable for (2) because the occupied bandwidth is narrow, but it is difficult to say that it is a sufficient narrowband modulation method when compared with the frequency utilization efficiency of current analog FM modulation methods.

MSKと同程度のC/N対符号誤り率特性が得
られながらも、MSKに比べて占有帯域幅を狭く
することができ、しかも変調波が定包絡線であつ
て、非線形系を含む伝送路においてもスペクトル
が影響を受けにくい等の条件を満足するデイジタ
ル変調方式としては、例えばTFM方式(Tamed
Frequency Modulation‐F.Jagen IEEE COM―
26 May 1978)が知られている。しかし、この方
式においては最小の位相偏移量がπ/4と小さく
なるため、符号誤り率が増大するという問題があ
つた。
Although the C/N vs. code error rate characteristic is comparable to that of MSK, the occupied bandwidth can be narrower than that of MSK, and the modulated wave has a constant envelope, and the transmission path includes a nonlinear system. For example, as a digital modulation method that satisfies conditions such as the spectrum being less affected by
Frequency Modulation‐F.Jagen IEEE COM—
26 May 1978) is known. However, in this method, the minimum phase shift amount is as small as π/4, so there is a problem that the code error rate increases.

この発明の目的は、MSKと同程度のC/N対
符号誤り率特性が得られると共に、包絡線が一定
であり、かつ占有帯域幅を従来の方式により一層
狭くすることができるデイジタル位相変調方式を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a digital phase modulation method that can obtain C/N vs. code error rate characteristics comparable to MSK, have a constant envelope, and make the occupied bandwidth narrower than conventional methods. Our goal is to provide the following.

この発明は入力データの連続する3ビツト以上
の種々の組合せに対応する位相推移情報またはそ
の正弦値および余弦値を特定の条件により定めて
メモリに記憶しておき、このメモリから入力デー
タに応じて選択的に情報を読出すことによつて変
調入力信号を得るようにしたものであり、特にメ
モリに位相値としてまたはそれを正弦および余弦
変換した値として記憶された複数種の相対的な位
相推移情報は、前記入力データの連続する3ビツ
ト以上の符号の組合せのうち、連続した3ビツト
が全て同符号である組合せに対応した位相推移量
は+π/2または−π/2,該3ビツトのうちの
連続した2ビツトが同符号である組合せに対応し
た位相推移量は+φまたは−φ(但し0<φ<
π/2),該3ビツトのうちの連続した2ビツト
が異符号である組合せに対応した位相推移量は2
φ−π/2またはπ/2−2φとなるように定め
られていることを特徴とする。
This invention stores phase shift information or its sine and cosine values corresponding to various combinations of three or more consecutive bits of input data in accordance with specific conditions, and stores them in a memory from this memory in accordance with the input data. A modulated input signal is obtained by selectively reading information, and in particular, relative phase transitions of multiple types stored in memory as phase values or values obtained by sine and cosine transformation of the phase values are obtained. The information is that among the combinations of codes of 3 or more consecutive bits of the input data, the amount of phase shift corresponding to the combination in which all 3 consecutive bits have the same sign is +π/2 or -π/2, and the amount of phase shift of the 3 bits is +π/2 or −π/2. The amount of phase shift corresponding to a combination in which two consecutive bits have the same sign is +φ or -φ (however, 0<φ<
π/2), and the amount of phase shift corresponding to a combination in which two consecutive bits of the three bits have different signs is 2.
It is characterized in that it is determined to be φ-π/2 or π/2-2φ.

以下この発明を実施例により詳細に説明する。
第1図はこの発明の第1の実施例を示すブロツク
図である。入力端子1に入る“1”,“0”2値の
シリアルな入力データは、遅延回路2で遅延され
たデータと共にデイジタルメモリ3に情報選択信
号として与えられる。入力データの基準クロツク
周波数をT=1/Tとすると、遅延回路2は入
力データをT,2Tの時間遅延した2つのデータ
を発生する。従つて、情報選択信号は入力データ
の連続する3ビツトの組合せで表現されることに
なる。一方、端子4に入力される高速クロツクを
カウントするリングカウンタ5の計数値は、メモ
リ3に番地指定信号として与えられる。リングカ
ウンタ5は入力データの基準クロツクに同期して
高速クロツクをカウントし、高速クロツクをN個
カウントすると計数値が“1”に戻り、入力デー
タの次のタイムスロツトで最初からカウントを再
開するものである。
The present invention will be explained in detail below with reference to Examples.
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the invention. Serial input data of binary values of "1" and "0" inputted to the input terminal 1 is given to the digital memory 3 together with the data delayed by the delay circuit 2 as an information selection signal. Assuming that the reference clock frequency of input data is T = 1/T, the delay circuit 2 generates two data obtained by delaying the input data by a time T and 2T. Therefore, the information selection signal is expressed by a combination of three consecutive bits of input data. On the other hand, the count value of the ring counter 5 which counts the high speed clock input to the terminal 4 is given to the memory 3 as an address designation signal. The ring counter 5 counts high-speed clocks in synchronization with the reference clock of input data, and after counting N high-speed clocks, the count returns to "1" and restarts counting from the beginning at the next time slot of input data. It is.

メモリ3にはこの例では、入力データの連続す
る3ビツトの組合せ(23=8種類)にそれぞれ対
応する8種類の相対的な位相推移情報が予め記憶
されている。この場合、メモリ3内の位相推移情
報はその位相推移曲線を予め定めてNサンプル
し、その各サンプル値をデイジタル値で表現した
ものとする。入力端子1に入力データが入ると、
メモリ3より前記情報選択信号を構成する連続し
た3ビツトの入力データの組合せに対応する位相
推移情報が選択され、その位相推移情報のリング
カウンタ5からの番地指定信号で指定された番地
のデイジタル値が順次読出される。そして入力デ
ータが1ビツト入る毎に同様な動作が繰返し行な
われ、メモリ3から相対的な位相推移情報が読出
される。
In this example, the memory 3 stores in advance eight types of relative phase shift information, each corresponding to a combination (2 3 =8 types) of consecutive three bits of input data. In this case, it is assumed that the phase transition information in the memory 3 is obtained by predetermining the phase transition curve, performing N samples, and expressing each sample value as a digital value. When input data enters input terminal 1,
Phase shift information corresponding to the combination of consecutive 3-bit input data constituting the information selection signal is selected from the memory 3, and the digital value of the address specified by the address designation signal from the ring counter 5 of the phase shift information is selected. are read out sequentially. The same operation is repeated every time one bit of input data is input, and relative phase shift information is read out from the memory 3.

このよにしてメモリ3から読出された位相推移
情報は、デイジタル加算器6に入力される。この
加算器6はメモリ3から入力される相対的な位相
推移情報に順次入力データの1スロツト前の時点
における絶対的な位相推移情報の終期位相を加え
て、絶対的な位相推移情報を得るためのものであ
る。すなわち、加算器6から時刻t(=nT)〜
t+Tの期間の1タイムスロツトにおける絶対的
な位相推移情報が出力されるとき、時刻t−△t
(△tは微小時間)においてラツチ回路が動作
し、加算器6の時刻t−△tにおける出力値をT
秒間保持する。このラツチ回路7で保持されたデ
イジタル値は時刻tにおける絶対的な位相、つま
りt〜t+Tの期間の入力データより1スロツト
前のt−T〜tの期間の入力データに対応する絶
対的な位相推移情報の終期位相に相当する。加算
器6はこのラツチ回路7で保持された値に、メモ
リ3から出力される。t〜t+Tの期間の入力デ
ータに対応する相対的な位相推移情報の時々刻々
の値を加算して、絶対的な位相推移情報を示すデ
イジタル値を順次出力する。
The phase shift information read out from the memory 3 in this manner is input to the digital adder 6. This adder 6 sequentially adds the final phase of the absolute phase shift information at the time point one slot before the input data to the relative phase shift information inputted from the memory 3 to obtain absolute phase shift information. belongs to. That is, from the adder 6, the time t (=nT) ~
When absolute phase shift information in one time slot of period t+T is output, time t−Δt
(Δt is a minute time), the latch circuit operates, and the output value of the adder 6 at time t−Δt is set to T
Hold for seconds. The digital value held in this latch circuit 7 is the absolute phase at time t, that is, the absolute phase corresponding to the input data in the period t-T to t, which is one slot before the input data in the period t to t+T. Corresponds to the final phase of transition information. The adder 6 outputs the value held by the latch circuit 7 from the memory 3. The momentary values of relative phase shift information corresponding to input data for a period from t to t+T are added to sequentially output digital values indicating absolute phase shift information.

なお、加算器6において単純にラツチ回路7の
出力にメモリ3の出力を加算するようにすると、
入力データが連続して“1”または“0”となつ
た場合には、加算器6やラツチ回路7がオーバフ
ロー状態となる。ここで、加算器6の出力は後述
するように正弦および余弦演算されるため、2π
を法とする値をとつても支障はない。そこで上記
オーバーフロー状態の防止のため、ラツチ回路7
で保持された値をデイジタル比較器8,9に入力
し、それぞれ2π以上の値であるか−2π以下の
値であるかを判定する。この値が2π以上の場合
は、比較器8の出力によりデイジタル値発生回路
10が駆動されこの回路10から−2πに相当す
るデイジタル値が加算器6に入力される。また、
ラツチ回路7で保持された値が−2π以下の場合
は、比較器9の出力によりデイジタル値発生回路
11が駆動され、この回路11から2πに相当す
るデイジタル値が加算器6に入力される。この動
作により、加算器6の出力は入力データが“1”
または“0”で連続した場合でも、その値は一定
値以内に抑えられる。
Note that if the adder 6 simply adds the output of the memory 3 to the output of the latch circuit 7,
When the input data becomes "1" or "0" continuously, the adder 6 and the latch circuit 7 enter an overflow state. Here, since the output of the adder 6 is subjected to sine and cosine operations as described later, 2π
There is no problem in taking the value modulo . Therefore, in order to prevent the above-mentioned overflow condition, the latch circuit 7
The values held in are input to digital comparators 8 and 9, and it is determined whether the value is greater than or equal to 2π or less than -2π, respectively. If this value is 2π or more, the output of the comparator 8 drives the digital value generating circuit 10, and from this circuit 10 a digital value corresponding to -2π is input to the adder 6. Also,
If the value held by the latch circuit 7 is less than -2π, the output of the comparator 9 drives the digital value generating circuit 11, and the digital value corresponding to 2π is input from the circuit 11 to the adder 6. Due to this operation, the output of adder 6 becomes “1” as input data.
Alternatively, even if "0" continues, the value is kept within a certain value.

このようにして加算器6から出力される入力デ
ータに対応する絶対的な位相推移情報は、正弦演
算回路12および余弦演算回路13に入力され、
その正弦値と余弦値が演算される。すなわち、絶
対的な位相推移情報をθ(t)とすると、正弦演
算回路12および余弦演算回路13の出力はそれ
ぞれsinθ(t)、cosθ(t)で表される。これ
ら正弦演算回路12および余弦演算回路13の出
力は、それぞれD/A変換器14,15でアナロ
グ値に変換され、さらに低域フイルタ16,17
で不要成分が除去された後、搬送波抑圧振幅変調
器(DSB変調器)18,19に変調入力信号とし
て入力される。ここで、変調器18には端子20
に加えられる搬送波sinωctが直接、また変調器
19にはsinωctがπ/2移相器21を介して、
それぞれ被変調波として入力されている。すなわ
ち、変調器18,19はそれぞれsinθ(t)、
cosθ(t)なる変調入力信号で搬送波の同相成
分であるsinωctおよび直交相成分であるcosωc
tを搬送波抑圧振幅変調する。そして、これら変
調器18,19の出力はアナログ加算器22で加
算されて、sinθ(t)sinωct+cosθ(t)
cosωctなるデイジタル位相変調波となつて、出
力端子23より出力される。
The absolute phase shift information corresponding to the input data output from the adder 6 in this way is input to the sine calculation circuit 12 and the cosine calculation circuit 13,
Its sine and cosine values are calculated. That is, if the absolute phase shift information is θ(t), the outputs of the sine calculation circuit 12 and the cosine calculation circuit 13 are represented by sin θ(t) and cosθ(t), respectively. The outputs of the sine calculation circuit 12 and cosine calculation circuit 13 are converted into analog values by D/A converters 14 and 15, respectively, and further processed by low-pass filters 16 and 17.
After unnecessary components are removed, the signal is input to carrier suppression amplitude modulators (DSB modulators) 18 and 19 as modulated input signals. Here, the modulator 18 has a terminal 20
The carrier wave sinω c t applied to the modulator 19 is directly applied to the carrier wave sinω c t, and the sinω c t is applied to the modulator 19 via the π/2 phase shifter 21.
Each is input as a modulated wave. That is, the modulators 18 and 19 each have sinθ(t),
The modulated input signal cosθ(t) is sinω c t, which is the in-phase component of the carrier wave, and cosω c t , which is the quadrature component of the carrier wave.
t is carrier wave suppression amplitude modulated. Then, the outputs of these modulators 18 and 19 are added by an analog adder 22, and sinθ(t) sinω c t+cosθ(t)
The digital phase modulated wave cos ω c t is output from the output terminal 23 .

上記構成において、メモリ3に記憶される8種
類の位相推移情報は、例えば第2図のように定め
られる。第2図a〜hは入力データの連続する3
ビツトのデータao-1,ao,ao+1のそれぞれの組
合せに対応する相対的な位相推移情報を、中央の
ビツトのデータaoの1タイムスロツトのT秒間
における位相変化として示したものである。
In the above configuration, eight types of phase shift information stored in the memory 3 are determined as shown in FIG. 2, for example. Figure 2 a to h are three consecutive input data
Relative phase shift information corresponding to each combination of bit data ao-1 , ao , ao +1 is shown as a phase change in T seconds of one time slot of central bit data ao . It is something.

この図から分るように、ao-1,ao,ao+1の組
合せが全て同符号の場合、つまり“111”,“000”
の場合は(a),(b)のようにT秒間に絶対値でπ/2
だけ位相が変化し、その変化方向つまり符号は中
央のビツトのデータaoが“1”のときは正、
“0”のときは負となる。すなわち、“111”の場
合は+π/2、“000”の場合は−π/2の位相変
化となる。
As can be seen from this figure, when the combinations of ao-1 , ao , and ao+1 all have the same sign, that is, “111” and “000”
In the case of (a) and (b), the absolute value is π/2 in T seconds
When the data a o of the center bit is “1”, the phase changes by
When it is "0", it is negative. That is, in the case of "111", the phase change is +π/2, and in the case of "000", the phase change is -π/2.

また、ao-1,ao,ao+1のうち連続した2ビツ
トが同符号の場合、つまりao-1,ao,ao+1の組
合せが“110”,“011”,“001”,“100”の場合は、
それぞれ(c),(d),(e),(f)のようにT秒間に絶対値
で(但しπ/4<<π/2)だけ位相が変化
し、その符号はaoが“1”のときは正、“0”の
ときは負となる。すなわち、“110”と“011”の
場合は+、“001”と“100”の場合は−の位
相変化となる。
Also, if two consecutive bits of ao-1 , ao , ao+1 have the same sign, that is, the combination of ao-1 , ao , ao+1 is "110", "011", In case of “001”, “100”,
As shown in (c), (d), (e), and (f), the phase changes by an absolute value (π/4<<π/2) in T seconds, and the sign of the change is that a o is “1”. ” is positive, and “0” is negative. That is, the phase change is + for "110" and "011", and - for "001" and "100".

さらに、ao-1,ao,ao+1のうち連続した2ビ
ツトが全て異符号の場合、つまりao-1,ao,a
o+1の組合せが“101”,“010”の場合は、それぞ
れ(g),(h)のように絶対値で2−π/2だけ位相
が変化し、その符号はaoが“1”のときは正、
“0”のときは負となる。すなわち、“010”の場
合は2−π/2、“101”の場合はπ/2−2
の位相変化となる。
Furthermore, if consecutive two bits of a o-1 , a o , a o+1 are all different signs, that is, a o-1 , a o , a
When the combination of o+1 is “101” and “010”, the phase changes by 2−π/2 in absolute value as shown in (g) and (h), respectively, and the sign is that a o is “1”. ” is correct,
When it is "0", it is negative. In other words, 2-π/2 for “010” and π/2-2 for “101”
This results in a phase change of .

なお、φの範囲をπ/4<φ<π/2に規定す
る理由、特にφの下限をπ/4より大きくする理
由であるが、これはφがπ/4に満たないと、入
力データの連続する3ビツト以上の符号の組合せ
のうち、連続した2ビツトが異符号である組合
せ、即ち第2図aに示す“010”あるいは同図h
に示す“101”の組合せに対応する位相推移が零
になるか、またはその位相推移の方向が本来推移
すべき方向(MSKの場合の推移方向)と逆にな
つてしまうからである。例えばφ=π/4の場合
には、第2図g,hに相当する位相推移量は零と
なつてしまい、またφ<π/4の場合には第2図
gに対応する位相推移の方向は負方向となり、第
2図hに対応する位相推移の方向は正方向とな
る。後者のように位相推移の方向が逆になると、
受信側で正しく符号を識別することが困難とな
る。
The reason for specifying the range of φ as π/4<φ<π/2, especially the reason for setting the lower limit of φ to be larger than π/4, is that if φ is less than π/4, the input data Among combinations of codes of 3 or more consecutive bits, 2 consecutive bits have different codes, i.e. "010" shown in Figure 2a or h in the same figure.
This is because the phase transition corresponding to the combination "101" shown in the figure becomes zero, or the direction of the phase transition becomes opposite to the direction in which the phase transition should originally occur (the transition direction in the case of MSK). For example, when φ=π/4, the amount of phase shift corresponding to g and h in Figure 2 becomes zero, and when φ<π/4, the amount of phase shift corresponding to g in Figure 2 becomes zero. The direction is the negative direction, and the direction of the phase shift corresponding to FIG. 2h is the positive direction. When the direction of the phase shift is reversed as in the latter case,
This makes it difficult for the receiving side to correctly identify the code.

特に、受信側で受信した変調信号を周波数弁別
器を通して2値化した後、レベル判定して符号識
別を行なう簡易復調方式を採用した場合には、受
信した信号の位相推移の方向が本来の方向と逆に
なると周波数弁別器の出力の極性が反転するた
め、符号識別結果が誤るという問題がある。
In particular, when a simple demodulation method is adopted in which the modulated signal received on the receiving side is binarized through a frequency discriminator and then the code is identified by level judgment, the direction of the phase shift of the received signal is the same as the original direction. If it is reversed, the polarity of the output of the frequency discriminator will be reversed, causing a problem that the code identification result will be incorrect.

これに対し、この発明のようにφをπ/4より
大きくとれば、第2図aの“010”あるいは同図
hの“101”の組合せに対応する位相推移はいず
れも本来の位相推移方向と同じになるので、上記
のような問題が解決される。
On the other hand, if φ is set larger than π/4 as in the present invention, the phase transition corresponding to the combination of "010" in Figure 2a or "101" in Figure 2h will be in the original phase transition direction. is the same, so the above problem is solved.

さらに、φをπ/4より大きくすることによ
り、φをπ/4に選ぶ従来のTFM方式に比べて
受信側でのアイ開口率をそれだけ大きくすること
ができ、C/N対符号誤り率特性が向上するとい
う利点がある。
Furthermore, by making φ larger than π/4, the eye opening ratio on the receiving side can be increased by that much compared to the conventional TFM method in which φ is set to π/4, and the C/N vs. code error rate characteristic It has the advantage of improving.

なお、第2図aの“010”あるいは同図hの
“101”の組合せに対応する位相推移量を2φ−
π/2,π/2〜2φとしたのは、アイ開口率を
φラジアンに規定するために他ならない(一般
に、アイ開口率が規定されていないと、受信側で
の符号識別に使用する判定レベルの設定が困難と
なる。) 従来のMSKは入力データが“1”の場合は+
π/2、“0”の場合は−π/2というように第
2図a,bに相当する2種類の位相変化のみしか
持たない。これに対し、この発明では入力データ
の例えば連続する3ビツトの組合せに応じて位相
変化量の異なる多種類の位相推移を、出力される
デイジタル位相変調波に与えているので、上記実
施例の如く入力データの符号が変化するときの位
相変化量を小さく選んでおくことにより、デイジ
タル位相変調波の位相推移状態は全体的に滑らか
となる。
Note that the amount of phase shift corresponding to the combination of “010” in Figure 2a or “101” in Figure 2h is 2φ−
The reason for setting π/2, π/2 to 2φ is to specify the eye opening ratio in φ radians (generally, if the eye opening ratio is not specified, the judgment used for code identification on the receiving side (This makes it difficult to set the level.) With conventional MSK, if the input data is “1”, the
There are only two types of phase changes corresponding to a and b in FIG. 2, such as π/2 and -π/2 in the case of "0". In contrast, in the present invention, various types of phase transitions with different amounts of phase change are given to the output digital phase modulated wave according to the combination of, for example, three consecutive bits of the input data. By selecting a small amount of phase change when the sign of input data changes, the overall phase transition state of the digital phase modulated wave becomes smooth.

第3図は入力データが“0110111001”の場合の
変調波の位相推移を示したもので、点線は
MSK、実線はこの発明の方式の場合である。こ
れから分るように、この発明によれば入力データ
の符号が変化する2T,3T付近等における位相推
移がMSKの場合に比べて緩やかとなつている。
この結果、変調波のスペクトラムの分布域も第4
図のようにMSKの場合(点線)よりこの発明の
場合(実線)の方が著しく狭帯域となる。従つ
て、この発明によれば占有帯域幅を狭くすること
ができる。
Figure 3 shows the phase transition of the modulated wave when the input data is “0110111001”, and the dotted line is
MSK, the solid line is for the method of this invention. As can be seen, according to the present invention, the phase transition near 2T, 3T, etc., where the sign of input data changes, is gentler than in the case of MSK.
As a result, the distribution range of the spectrum of the modulated wave also becomes 4th.
As shown in the figure, the band of this invention (solid line) is significantly narrower than that of MSK (dotted line). Therefore, according to the present invention, the occupied bandwidth can be narrowed.

なお、上記実施例においての値を変えること
によりスペクトルの広さを適当に選べることは勿
論である。
It goes without saying that the width of the spectrum can be appropriately selected by changing the values in the above embodiments.

さらに、この発明により得られるデイジタル位
相変調波は、 sinθ(t)sinωct +cosθ(t)cosωct =√22・cos(ωct+)となつ
て、 その振幅は√22=1となるため、包
絡線が常に一定である。このため、非線形系を含
む伝送路においても変調波のスペクトルが影響を
受けにくく、歪の少ない伝送が可能となる。
Furthermore, the digital phase modulated wave obtained by this invention is sinθ(t) sinω c t + cosθ(t) cosω c t =√ 2 + 2・cos(ω c t+), and its amplitude is √ 2 + 2 = 1, so the envelope is always constant. Therefore, even in a transmission path including a nonlinear system, the spectrum of the modulated wave is less affected, and transmission with less distortion is possible.

なお、上記説明でのの値をπ/2より小さく
していくと、一般には受信側における同期検波出
力が小さくなつて符号誤り率が増加する。しかし
例えば=1(ラジアン)程度であつても、理想
BPSKに対してC/Mが1dB劣化する程度に過ぎ
ず、MSKの場合とほぼ同程度のC/N対符号誤
り率特性がこの符号誤り率は前述したTFM方式
のそれに比べ小さい。
Note that when the value of in the above description is made smaller than π/2, the synchronous detection output on the receiving side generally becomes smaller and the bit error rate increases. However, even if it is about 1 (radian), the ideal
The C/M is only degraded by 1 dB compared to BPSK, and the C/N vs. code error rate characteristic is almost the same as that of MSK, but this code error rate is smaller than that of the TFM method described above.

さらに、上記実施例によれば加算器6において
1タイムスロツト前の位相推移情報における終期
位相値に新たなタイムスロツトにおける相対的な
位相推移情報を加えて絶対的な位相推移情報を得
ているため、変調波の位相推移は常に連続的とな
る。
Furthermore, according to the above embodiment, since the adder 6 adds the relative phase shift information in the new time slot to the final phase value in the phase shift information one time slot before, absolute phase shift information is obtained. , the phase transition of the modulated wave is always continuous.

以上詳述したように、この発明の方式はMSK
と同程度のC/N符号誤り率特性が確保できると
共に、包絡線が一定で非線形系を含む伝送路にて
も歪なく伝送することが可能であり、さらにスペ
クトルが狭帯域であり占有帯域幅を極めて狭くで
きるため、周波数資源の有効利用が図れるという
効果を有する。
As detailed above, the method of this invention is based on MSK
In addition to ensuring C/N code error rate characteristics comparable to that of This has the effect of making it possible to make effective use of frequency resources.

また、以上の説明では2値デイジタル位相変調
の場合について述べたが、この発明は多値デイジ
タル位相変調にも適用できる。例えば4値の場合
入力データの連続する3ビツトの組合せは26種類
となるので、これらの組合せに対応してメモリ
3,3′から位相推移情報または正弦値および余
弦値を発生させればよい。
Furthermore, although the above description has been made regarding the case of binary digital phase modulation, the present invention can also be applied to multilevel digital phase modulation. For example, in the case of 4-value input data, there are 26 combinations of consecutive 3 bits, so it is only necessary to generate phase shift information or sine and cosine values from the memories 3 and 3' corresponding to these combinations. .

さらに、以上の説明では入力データの連続する
3ビツトの組合せに対応する位相推移を定めた
が、4ビツト以上好ましくは5ビツト、7ビツト
等の組合せに対応する位相推移情報を定めるよう
にして、変調波の位相推移をさらに滑らかにする
こともできる。例えば連続する5ビツトの組合せ
に対応する位相推移を定める場合は、第1〜第4
ビツトの組合せおよび第2〜第5ビツトの組合せ
で各々の位相推移の初期位相および終期位相を決
定し、中央の第3ビツトにより位相推移の符号
(方向)を決定するようにすればよい。
Further, in the above explanation, phase transition information corresponding to a combination of three consecutive bits of input data is determined, but phase transition information corresponding to a combination of four or more bits, preferably 5 bits, 7 bits, etc., is determined. It is also possible to make the phase transition of the modulated wave even smoother. For example, when determining the phase transition corresponding to a combination of consecutive 5 bits, the first to fourth
The initial phase and final phase of each phase transition may be determined by the combination of bits and the second to fifth bits, and the sign (direction) of the phase transition may be determined by the central third bit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の第1の実施例を示すブロツ
ク図、第2図は同実施例におけるメモリの記憶内
容を示す図、第3図は変調波の位相推移の実例を
本発明の方式とMSKの場合とで比較して示す
図、第4図は変調波のスペクトラムの実例を同じ
く本発明の方式とMSKの場合とで比較して示す
図である。 2…遅延回路、3…メモリ、5…リングカウン
タ、6…デイジタル加算器、7…ラツチ回路、
8,9…デイジタル比較器、10,11…デイジ
タル値発生回路、12…正弦演算回路、13…余
弦演算回路、14,15…D/A変換器、16,
17…低域フイルタ、18,19…DSB変調器、
21…π/2移相器、22…アナログ加算器。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the stored contents of a memory in the same embodiment, and FIG. 3 shows an example of the phase shift of a modulated wave according to the method of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a comparison between the method of the present invention and the case of MSK, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the spectrum of a modulated wave. 2...Delay circuit, 3...Memory, 5...Ring counter, 6...Digital adder, 7...Latch circuit,
8, 9... Digital comparator, 10, 11... Digital value generation circuit, 12... Sine computing circuit, 13... Cosine computing circuit, 14, 15... D/A converter, 16,
17...Low pass filter, 18, 19...DSB modulator,
21...π/2 phase shifter, 22... Analog adder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 入力データの連続する3ビツト以上の符号の
種々の組合せに対応する複数種の相対的な位相推
移情報を予め記憶したメモリと、このメモリから
入力データの連続する3ビツト以上の符号の組合
せに応じてその組合せに対応する位相推移情報を
順次選択的に読出す手段と、この手段により読出
される位相推移情報に順次入力データの1スロツ
ト前の時点における絶対的な位相推移情報の終期
位相を加えて絶対的な位相推移情報を得る手段
と、この手段により得られる位相推移情報に対応
した正弦値および余弦値を得る手段と、この手段
により得られる正弦値および余弦値により搬送波
の同相および直交相成分をそれぞれ振幅変調した
後、合成してデイジタル位相変調波を得る手段と
を備え、前記メモリに記憶された複数種の相対的
な位相推移情報は、前記入力データの連続する3
ビツト以上の符号の組合せのうち、連続した3ビ
ツトが全て同符号である組合せに対応した位相推
移量は+π/2または−π/2、該3ビツトのう
ちの連続した2ビツトが同符号である組合せに対
応した位相推移量は+φまたは−φ(但し、π/
4<φ<π/2)、該3ビツトのうちの連続した
2ビツトが異符号である組合せに対応した位相推
移量は2φ−π/2またはπ/2―2φとなるよ
うに定められていることを特徴とするデイジタル
位相変調方式。
1. A memory that stores in advance multiple types of relative phase shift information corresponding to various combinations of consecutive codes of 3 or more bits of input data, and means for sequentially and selectively reading phase shift information corresponding to the combination according to the combination; and a means for sequentially selectively reading phase shift information corresponding to the combination; In addition, means for obtaining absolute phase shift information, means for obtaining sine and cosine values corresponding to the phase shift information obtained by this means, and in-phase and quadrature of carrier waves using the sine and cosine values obtained by this means. means for amplitude modulating each phase component and then synthesizing it to obtain a digital phase modulated wave, and the plurality of types of relative phase shift information stored in the memory are configured to amplitude-modulate the phase components, respectively, and then synthesize them to obtain a digital phase modulated wave.
Among combinations of codes of bits or more, the amount of phase shift corresponding to a combination in which all three consecutive bits have the same sign is +π/2 or -π/2, and two consecutive bits of the three bits have the same sign. The amount of phase shift corresponding to a certain combination is +φ or −φ (however, π/
4<φ<π/2), and the amount of phase shift corresponding to a combination in which two consecutive bits of the three bits have different signs is determined to be 2φ−π/2 or π/2−2φ. A digital phase modulation method characterized by:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993010612A1 (en) * 1991-11-18 1993-05-27 Nippon Hoso Kyokai Phase-modulation transmitter and receiver

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1993010612A1 (en) * 1991-11-18 1993-05-27 Nippon Hoso Kyokai Phase-modulation transmitter and receiver

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