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JP4135579B2 - Multilevel modulation method and multilevel demodulation method and apparatus - Google Patents
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JP4135579B2 - Multilevel modulation method and multilevel demodulation method and apparatus - Google Patents

Multilevel modulation method and multilevel demodulation method and apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値変調方法及び多値復調方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
多値変調は、特に、デジタルマイクロ波通信等で用いられており、従来の多値変調技術においては、4QAM、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM、・・・等の2QAMが用いられてきた。
【0003】
このような、デジタルマイクロ波通信等では、一般的に回路の簡便さから、4QAM、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM、・・・等用いられてきたが、近年の集積回路技術の進歩により、回路の複雑さによる実現の困難さは軽減されつつある。更に、周波数の有効利用、送信電力の有効利用に対する要求が強くなりつつある。
【0004】
この要請に応えるために、例えば、一般的な二又は二以上の数の変調シンボルに入力データ列を割り当てる構成が提案されている(例えば下記特許文献1参照)。下記特開平04−196945号公報には、M及びNを2に等しいか又は2よりも大きい整数とし、Pを1に等しいか又は1よりも大きくN未満の整数とし、Qを1に等しいか又は1よりも大きい整数とし、入力の単一又は複数の2値データ列をM×N+P列に変換し、N個の値A、A、…Aをそれぞれ2M+ P/Nにほぼ等しく、AからAまでの積が2M×N+Pに等しいとして、M×N+P列の2値データ列を、それぞれ値A〜Aに対応するM+Q列のN組の2値データ列の組合せで表現するように変換し、これらN組のそれぞれM+Q列の2値データ列を、1組のM+Q列の2値データ列に変換し、1組のM+Q列の2値データ列を入力しそれぞれの時刻で値A〜Aに対応する個数の信号点を位相面上に配置して多値変調する方法(同公報の実施例には、N=2、M=4、P=1、Q=1、A=24、A=24)が開示されている。
【0005】
下記特許文献1に記載された手法は、一般的な構成を示しているだけであり、入力信号列をn個位相面(変調シンボル)に割り当てる場合の具体的な構成法を示しているわけではない。
【0006】
また、一位相面(Symbol)当たりp+1/2ビットの伝送を実現している方法も知られている(特許文献2参照)。すなわち2p+1列の入力データ信号を2つのp+1列の信号に変換して位相平面上に割り当て、この2つの位相平面を一組として多重し、多値変調して送信し、このとき1組をなす2つの位相平面上の座標の割り当てに所定の関係を持たせることで1つのシンボルに対してp+0.5ビットが割り当てられる構成を実現している。
【0007】
【特許文献1】
特開平04−196945号公報(第2頁、第1図)
【特許文献2】
特開2003−60724号公報(第3−4頁、第1−5図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、多値数を2(p+q/n)値とする変調方法及び復調方法と装置を提供することにある。
【0009】
また、本発明の他の目的は、シンボル誤り率SER(Symbol Error Rate)を向上させる変調方法及び復調方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明は、
使用する位相面の数nを2以上の整数、
pを予め定められた所定の自然数、
Pを2である自然数、
qを0<q<nである予め定められた所定の自然数、
Qを2 / にほぼ等しく超える数でPxQを自然数とする数として、1つの位相面では、多くてもPxQに等しい自然数の個数の信号点を有し、
n個の位相面全体で、2(nxp+q)個の信号を伝送する変調方法であって、
各々の位相面上で、PxQ個の信号点を、P個の2に等しい信号点(「内部信号点」という)と、(PxQ−P)個の2 + / −2にほぼ等しい信号点(「外部信号点」)とに分けるステップと、
n個の全ての位相面で、前記内部信号点のみを用いる場合と、
n個の位相面のうちi個(ただし、1=<i<n)の位相面で前記外部信号点を用い、残りの(n−i)個の位相面で前記内部信号点を用いる場合と、を分けて、n個の位相面の全体として、2(nxp+q)種類の信号点を伝送するステップと、
を含む。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。本発明は、nを2以上の整数(使用する位相面の数)、pを予め定められた所定の自然数、Pを2である自然数、qを0<q<nである予め定められた所定の自然数、Qを2 / にほぼ等しく超える数でPxQを自然数とする数として、1つの位相面では、多くてもPxQに等しい自然数個の信号点を有し、n個の位相面全体では、2(nxp+q)個の信号を伝送する変調方法において、各々の位相面上で、PxQ個の信号点を、P個の2に等しい信号点と、(PxQ−P)個の2 + / −2にほぼ等しい信号点に分け(前者を「内部信号点」と呼び、後者を「外部信号点」と呼ぶ)、n個の全ての位相面で内部信号点のみを用いる場合と1個以上n個以下の位相面でのみ外部信号点を用い、残りの位相面では内部信号点を用いる場合を分けて、n個の位相面の全体としては、2(nxp+q)種類の信号点を伝送する。多値数は、2(p+q/n)となる。
【0012】
本発明の実施形態によれば、n=4、p≧2、q=1、Qを2 / にほぼ等しく超える数で、PxQ=5x2( -2)である自然数として、4個(n=4)の位相面上で、PxQ=5x2( -2)個の信号点を、4個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、4個の位相面の1個を順次選択して、その位相面でのみで2( -2)個の外部信号点を用い、残りの3個の位相面では内部信号点を用いる第2の場合を分けて、全体としては、2(4xp+1)個の信号点を伝送する。
【0013】
なお、全て内部信号点の場合には、(2=24p個の信号点を伝送することができる。また、1個の位相面の選択は4種類あり、外部信号点数は2( -2)個であるので、伝送可能な信号点の数は、4x2( -2)x(2n−1=24p個の信号点を伝送することができる。全体としては、4個(n=4)の位相面上で、24p + 種類の信号点を伝送している。
【0014】
つまり、
4xp+24xp=2(4xp + 1)
である。
【0015】
本発明の実施形態によれば、n=3、p≧3、q=1、Qを2 / にほぼ等しく超える数で、PxQ=11x2( - )である自然数として、3個(n=3)の位相面上で、PxQ=11x2( - )個の信号点を、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、3個の位相面の1個を順次選択して、1個の位相面でのみで2x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2個の位相面では6x2( - )個及び8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、3個の位相面の2個を順次選択して、2個の位相面でのみで3x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1個の位相面では、8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、3個の全ての位相面で2x2( - )個の外部信号点を用いる第4の場合を分けて、全体としては2(3xp+1)種類の信号点を伝送する。
【0016】
なお、第1の場合として、全て内部信号点の場合には、
(2=23p個の信号点を伝送することができる。
【0017】
また、第2の場合として、1個の位相面の選択は、3種類(C=3)あり、3x2( - )個ある外部信号点の内の2x2( - )個を外部信号点として用い、2つの位相面における内部信号点としては、6x2( - )個、及び8x2( - )個の内部信号点を用いることによって、
3x(2x2( - ))x(6x2( - ))x(8x2( - )
=9x2(3xp−4)
個の信号点を伝送することができる。
【0018】
第3の場合として、2個の位相面の選択は3種類(C=3)あり、3x2( - )個ある外部信号点の内の3x2( - )個を外部信号点として用い1つの位相面において内部信号点としては、8x2( - )個の信号点を用いることによって、
3x(3x2( - ))x(3x2( - ))x(8x2( - )
=27x2(3xp−6)
個の信号点を伝送することができる。
【0019】
第4の場合として、3個の位相面の選択は1種類(C=1)あり、3x2( - )個ある外部信号点の内の2x2( - )個を外部信号点として全ての位相面で用いることによって、
1x(2x2( - ))x(2x2( - ))x(2x2( - )
=2(3xp−6)
個の信号点を伝送することができる。
【0020】
全体としては、3個(n=3)の位相面上で、23xp + 個の信号点を伝送している。
【0021】
つまり、
3xp+9x2(3xp−4)+27x2(3xp−6)+2(3xp−6)
=23xp +
である。
【0022】
本発明の実施の形態によれば、n=2、p≧1、q=1、Qを2 / にほぼ等しく超える数で、PxQ=3x2(p−1)である自然数として、2個(n=2)の位相面上で、PxQ=3x2(p−1)個の信号点を、2個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、2個の位相面の1個を順次選択して、1個の位相面でのみで1x2(p−1)個の外部信号点を用い、残りの1個の位相面では2x2(p−1)個の内部信号点を用いる第2の場合とを分けて、全体としては2(2xp+1)種類の信号点を伝送する。
【0023】
なお、第1の場合として、全て内部信号点の場合には、(2=22p個の信号点を伝送することができる。
【0024】
また、第2の場合として、1個の位相面の選択は2種類(C=2)あり、1x2(p−1)個ある外部信号点の内の1x2(p−1)個を外部信号点として用い、内部信号点としては、2x2(p−1)個の内部信号点を用いることによって、
2x(1x2(p−1))x(2x2(p−1))=2(2xp)
個の信号点を伝送することができる。
【0025】
全体としては、2個(n=2)の位相面上で、2(2xp + 1)個の信号点を伝送している。
【0026】
つまり、
2p+22p=22p +
である。
【0027】
本発明の実施形態によれば、n=3、p≧2、q=2、Qを2 / にほぼ等しく超える数で、PxQ=7x2( -2)である自然数として、3個(n=3)の位相面上で、PxQ=7x2( -2)個の信号点を、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、3個の位相面の1個を順次選択して、1個の位相面でのみで3x2( -2)個の外部信号点を用い、残りの2個の位相面では、4x2( -2)個の内部信号点を用いる第2の場合と、3個の位相面の2個を順次選択して、2個の位相面でのみで3x2( -2)個の外部信号点の内の2x2( -2)個を用い、残りの1個の位相面では4x2( -2)個の内部信号点を用いる第3の場合を分けて、全体としては、2(3xp+2)種類の信号点を伝送する。
【0028】
なお、第1の場合として、全て内部信号点の場合には、(2=23p個の信号点を伝送することができる。
【0029】
また、第2の場合として、1個の位相面の選択は3種類(C=3)あり、3x2( -2)個ある外部信号点の内の3x2( -2)個を外部信号点として用い、2つの位相面における内部信号点としては、4x2( -2)個の内部信号点を用いることによって、
3x(3x2( -2))x(4x2( -2))x(4x2( -2)
=9x2(3xp−2)
個の信号点を伝送することができる。
【0030】
第3の場合として、2個の位相面の選択は3種類(C=3)あり、3x2( - )個ある外部信号点の内の2x2( -2)個を外部信号点として用い、1つの位相面において内部信号点としては、4x2( -2)個の信号点を用いることによって、
3x(2x2( -2))x(2x2( -2))x(4x2( -2)
=3x2(3xp−2)
個の信号点を伝送することができる。
【0031】
全体としては、3個(n=3)の位相面上で、2(3xp−2)個の信号点を伝送している。
【0032】
つまり、
3p+9x2(3xp−2)+3x2(3xp−2)
=23xp +
である。
【0033】
本発明の実施形態によれば、n=4、p≧3、q=3、Qを2 / にほぼ等しく超える数で、PxQ=14x2( - )である自然数として、4個(n=4)の位相面上で、PxQ=14x2( - )個の信号点を、4個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、4個の位相面の1個を順次選択して、1個の位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの3個の位相面では、8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、4個の位相面の2個を順次選択して、2個の位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2個の位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、4個の位相面の3個を順次選択して、3個の位相面でのみで、4x2( - )個及び4x2( - )個及び5x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1個の位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第4の場合を分けて、全体としては2(4xp+3)種類の信号点を伝送する。
【0034】
なお、全て内部信号点の場合には、(2=24p個の信号点を伝送することができる。
【0035】
また、第2の場合として、1個の位相面の選択は4種類(=4)あり、6x2( - )個ある外部信号点の内の6x2( - )個を外部信号点として用い三つの位相面における内部信号点としては、8x2( - )個の内部信号点を用いることによって、
4x(6x2( - ))x(8x2( - ))x(8x2( - ))x(8x2( - )
=3x24xp
個の信号点を伝送することができる。
【0036】
第3の場合として、2個の位相面の選択は6種類(=6)あり、6x2( - )個ある外部信号点の内の6x2( - )個を外部信号点として用い、2つの位相面において内部信号点としては、8x2( - )個の信号点を用いることによって、
6x(6x2( - ))x(6x2( - ))x(8x2( - ))x(8x2( - )
=27x2(4xp− 3
個の信号点を伝送することができる。
【0037】
第4の場合として、3個の位相面の選択は1種類(=4)あり、6x2( - )個ある外部信号点の内の4x2( - )個、4x2( - )個及び5x2( - )個を外部信号点として用い、残りの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いることによって、
4x(4x2( - ))x(4x2( - ))x(5x2( - ))x(8x2( - )
=5x2(4xp− 3 個の信号点を伝送することができる。
【0038】
全体としては、4個(n=4)の位相面上で、24p + 個の信号点を伝送している。
【0039】
つまり、
4xp+3x24xp+27x2(4xp− 3 +5x2(4xp−3)
=2(4xp + 3)
である。
【0040】
上記実施形態は、いずれも、n個の位相面で、合計2(np+q)値の信号を伝送しており、1つの位相面では、平均的に2(p+q/n)値の信号を伝送している。
【0041】
従って、従来は多値変調においては4QAM、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM、…等のnを任意の正の整数として2QAMが用いられてきたが、本発明は、多値数を2(p+q/n)値にすることを可能としている。
【0042】
その効果として、2QAMでは周波数帯域に余裕があり過ぎだが、2(p−1)QAMでは、要求される周波数帯域に入らない場合に、それらの中間の変調方式を提供することができる。その結果、周波数の有効利用が図れると共に、2QAMに比べて、少ない所用の信号対雑音比で、2(p−1)QAMが実現できることから、電力の有効利用にもなる。
【0043】
本発明により、一位相面(Symbol)当たり、p+1/2ビットの伝送を実現した場合には、p=3の場合について、シンボル誤り率SER(Symbol Error Rate)の点で、約0.14dB優れている。
【0044】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施例として、位相面の数n=4、p=4、q=1、PxQ=20の場合の信号点の伝送を説明するための図である。p≧2のpとしてp=4、0<q<4としてq=1とし、P=2=16、Qを5/4としており、PxQ=5x2( -2)=20となる。図1は、変調シンボルのマッピングを示した図であり、多値変調器の出力する第1乃至第4の変調シンボルを、位相平面上のいわゆるコンスタレーション(変調波の信号配置点)として表現した信号図である。図1には、第1乃至第4シンボルのとり得る座標点を黒点にて示している。
【0045】
4個(n=4)の位相面上で、PxQ=20個の信号点を、
(A)4個の全ての位相面で16=2個の内部信号点を用いる第1の場合(2x2x2x2)と、
(B)4個の位相面の1個を順次選択して、その位相面でのみで2( -2)=4個の外部信号点を用い、残りの3個の位相面では内部信号点を用いる第2の場合(4x2x2x2)と、
を分ける。なお、図1において、16=2点の内部信号点は、16QAM(直交振幅変調)の変調波の信号点配置(マッピング)に相当している。4個の外部信号点は、16QAMの信号点配置の外部にある信号点に対応している。
【0046】
第1の場合(図1(A))は、1通り、
第2の場合(図1(B))は、外部信号点の位相面の選択の仕方について(=4通り)となり、
全体としては、
x2x2x2+4x4x2x2x2=2x2x2x2x2=2x2x2x2x2=2(4x4+1)種類の信号点を伝送する。
【0047】
1個の位相面では、平均的に2(4x4+1)/4=24.25値の信号を伝送し、4個の位相面で全体として217値の信号を伝送することができる。
【0048】
図2は、本発明の第2の実施例として、位相面の数n=3、p=4、q=1、PxQ=22の場合について説明するための図である。
【0049】
p≧2のpとして、p=4、0<q<3としてq=1とし、P=2=16、Qを11/8としており、PxQ=11x2( - )=11x2=22となる。
【0050】
3個(n=3)の位相面上で、PxQ=22個の信号点を、
(A)3個の全ての位相面で2=2個の内部信号点を用いる第1の場合(2x2x2)と、
(B)3つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで、2x2( - )=2x2個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では6x2( - )=6x2個、及び8x2( - )=8x2個の内部信号点を用いる第2の場合と、
(C)3つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面でのみで、3x2( - )=3x2=6個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では8x2( - )=8x2個の内部信号点を用いる第3の場合と、
(D)3個の全ての位相面で、2x2( - )=2x2=4個の外部信号点を用いる第4の場合と、
を分ける。
【0051】
第1の場合(図2(A)参照)は、1通り、
第2の場合(図2(B)参照)は、(=3通り)となり、
第3の場合(図2(C)参照)は、=3通り、
第4の場合(図2(D)参照)は、=1通りとなる。
【0052】
全体としては、
x2x2+3x4x(6x2)x(8x2)+3x6x6x(8x2)+1x4x4x4
=4096+2304+1728+64=8192=2(3x4+1)種類の信号点を伝送する。
【0053】
1個の位相面では、平均的に2(3x4+1)/3=24.33値の信号を伝送し、3個の位相面で全体として213値の信号を伝送することができる。
【0054】
図3は、本発明の第3の実施例として、位相面の数n=2、p=4、q=1、PxQ=24の場合について説明するための図である。P=2、Qを3/2とし、PxQ=3x2(p−1)=3x2=24とする。
【0055】
2個(n=2)の位相面上で、PxQ=3x2個の信号点を、
(A)2個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
(B)2つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで1x2個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では2x2個の内部信号点を用いる第2の場合と、を分ける。
【0056】
第1の場合(図3(A)参照)は、1通りであり、信号点の数は、16x16=256、
第2の場合(図3(B)参照)は、2通り()であり、信号点の数は2x8x16=256となり、全体の信号点の数は、
256+256=512=2種類の信号点が伝送される。
【0057】
1個の位相面では平均的に29/2=24.5値の信号を伝送し、2個の位相面で全体として、2値の信号を伝送することができる。
【0058】
図4は、本発明の第4の実施例として、n=3、p=4、q=2、PxQ=28の場合を説明するための図である。P=2、Qを7/4とし、PxQ=7x2( -2)(=28)とする。
【0059】
3個(n=3)の位相面上で、PxQ=28個の信号点を、
(A)3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
(B)3つの位相面の1個を順次選択して、1つの位相面でのみで3x2個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では4x2個の内部信号点を用いる第2の場合と、
(C)3個の位相面の2個を順次選択して、2個の位相面でのみで、3x2個の外部信号点の内の2x2個を用い、残りの1つの位相面では、4x2個の内部信号点を用いる第3の場合と、
を分ける。
【0060】
第1の場合(図4(A)参照)は、1通り(2x2x2=4096)、
第2の場合(図4(B)参照)は、3通り()あり(3x3x2x4x2x4x2=9216)、
第3の場合(図4(C)参照)は、3通り()あり(3x2x2x2x2x4x2=3072)、
全体としては、
4096+9216+3072=16384=2(3x4+2)種類の信号点を伝送する。
【0061】
1個の位相面では平均的に、2(3x4+2)/3=24. 67値の信号を伝送し、3個の位相面で全体として214値の信号を伝送することができる。
【0062】
図5は、本発明の第5の実施例として、n=4、p=4、q=3、PxQ=28の場合について説明するための図である。P=2、Qを7/4とし、 PxQ=14x2( - )=28とする。
【0063】
4つ(n=4)の位相面上で、PxQ=14x2=28個の信号点を、
(A)4つの全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
(B)4つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで6x2個の外部信号点を用い、残りの3つの位相面では8x2個の内部信号点を用いる第2の場合と、
(C)4つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面でのみで6x2個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では8x2個の内部信号点を用いる第3の場合と、
(D)4つの位相面の3つを順次選択して、3つの位相面でのみで4x2個及び4x2個、及び、5x2個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では8x2個の内部信号点を用いる第4の場合と、
を分ける。
【0064】
第1の場合(図5(A)参照)は、2x2x2x2=65536、
第2の場合(図5(B)参照)は、=4通りあり、4x(6x2)x(8x2)x(8x2)x(8x2)=196608、
第3の場合(図5(C)参照)は、=6通りあり、6x(6x2)x(6x2)x(8x2)x(8x2)=221184、
第4の場合(図5(D)参照)は、3=4通りあり、4x(4x2)x(4x2)x(5x2)x(8x2)=40960、
全体としては、
65536+196608+221184+40960=524288=219=2(4x4+3)種類の信号点を伝送する。
【0065】
1個の位相面では平均的に、2(4x4+3)/4=24.75値の信号を伝送し、4個の位相面で全体として219値の信号を伝送することができる。
【0066】
上記特許文献2の一シンボル当りp+1/2ビットの伝送では、複数の位相面を用いて1つの位相面では必ずしも2の自然数乗とはならない多値変調を提供しているが、第1の位相面を分割することで場合分けを行い、他の位相面では最大信号点数まで配置している。
【0067】
本発明は、各々の位相面で、内部信号点と外部信号点を分けて、外部信号点を使用する位相面の組み合わせに一部の情報を載せている。
【0068】
本発明によれば、信号多値数を2の自然数乗とせず、例えば、16(=2)と32(=2)の間の24を多値数とする多値変調方法を提供する。
【0069】
本発明は、この24値変調の場合、24より小さい最大の2の自然数乗である16個の信号点を内部信号点とし、それ以外の8(=24-16)個の信号点を外部信号点として、外部信号点の数と位置にも情報を付加する事で、効率的な伝送を実現している。
【0070】
その結果、n個の位相面で、合計2(nxp+q)値の信号を伝送しており、1つの位相面では平均的に2(p+q/n)値の信号を伝送している。
【0071】
その効果として、図6に示す様に、従来技術である2値QAMに比べて、中間の多値伝送を実現できる。
【0072】
図6に示すように、BPSKでは1シンボルに1ビットの情報を伝送し、QPSKでは1シンボルに2ビットの情報を伝送し、8PSKでは1シンボルに3ビットの情報を伝送している。また、2値QAMの伝送効率として、16QAMでは、4ビット/シンボル、32QAMでは、5ビット/シンボル、64QAMでは、6ビット/シンボルとされる。このように、多値伝送方式において、1つの位相面で伝送することができる情報量は、従来技術である2値QAMでは、nビット/シンボルという離散的な値であった。本発明により実現される変調では、伝送効率(1シンボルあたり伝送される情報のビット数)は、離散的値の中間値を実現するものである。
【0073】
また、上記特許文献2に記載されている発明も、一位相面(Symbol)当たりp+1/2ビットの伝送を実現しているが、本発明は、シンボル誤り率SER(Symbol Error Rate)の点で、約0.14dB優れている。本発明の24QAMの総電力は、11.46dB(=10log14)であるのに対して、上記特許文献2の場合には、11.60dBである。
【0074】
この理由は、本発明では、位相面上の信号点を内部信号点と外部信号点に分割し、外部信号点の数と位置にも情報を付加することで、送信電力を低減する効果が働いているためである。
【0075】
また、図7、図8に、p=1〜6における、本発明の具体的なパラメーターを示しておく。
【0076】
例えば、図7において、p=4、n=2、q=1の場合には、24QAMを実現している。外部信号点数が0のときには、2つの位相面でいずれも内部信号点として16点を選択し、外部信号点数が1のときには、外部信号点を用いる位相面を順次選択し、一方の位相面で外部信号点として8点を用いると同時に、他方の位相面で内部信号点として、16点を用いる。
【0077】
2つの位相面で、総計として、(16x16)+2x(8x16)=512種類の二値信号を伝送することができる。512=2であり、2つの位相面で2値を伝送しているので、1つの位相面では平均的に24.5値の信号伝送を行っている。
【0078】
図9は、本発明の第1の実施形態の多値変調装置(100)の構成を示すブロック図である。n個の位相面で、合計、2(nxp+q)値の信号を伝送しており,1つの位相面では、平均して、2(p+q/n)値の信号を伝送している。
【0079】
位相面の個数n=4、p≧2、q=1、Qを2 / にほぼ等しく超える数で、PxQ=5x2( -2)である自然数として、4個(n=4)の位相面上で、PxQ=5x2( -2)個の信号点を、4個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合(図1(A)参照)と、4個の位相面の1個を順次選択して、1個の位相面でのみで2( -2)個の外部信号点を用い他の3個の位相面では内部信号点を用いる第2の場合(図1(B)参照)を分けて、全体としては2(4xp+1)個の信号点を伝送する。全て内部信号点の場合には、(2=24p個の信号点を伝送することができる。また、1個の位相面の選択は4種類あり、外部信号点数は2( -2)個であるため、伝送可能な信号点の数は、4x2( -2)x(2n−1=24p個の信号点を伝送することができる。全体としては、4個(n=4)の位相面上で、24p+24p=24xp + 種類の信号点を伝送している。図9を参照すると、本実施例の多値変調装置100は、入力端子1と、データ列数変換回路2と、第1のデータ変換回路3と、第2のデータ変換回路4と、並列直列変換回路5と、多値変調器6と、出力端子7とを備えている。以下では、図1に示した多値変調を行う構成を例に説明する。なお、多値変調装置100の詳細は、例えば上記特許文献2等の記載が参照される。
【0080】
第1のデータ変換回路3、および第2のデータ変換回路4は、データ列数変換回路2の出力する例えば4p+1列(ビット幅)の入力データ信号21を変換する。第1のデータ変換回路3は、入力データ信号21の値に応じて、p+1列の信号を出力する。第2のデータ変換回路4は、第1のデータ変換回路3の出力信号を受け、入力データ信号21の値を参照して、外部信号点を用いる位相面の有無を判定し、外部信号点を用いる位相面の数が0の場合、図1(A)に示すマッピングにしたがって、4つの変換データ信号(第1乃至第4の変調シンボル)41〜41(n=4)を出力する。また、第2のデータ変換回路4は、第1のデータ変換回路3の出力信号を受け、入力データ信号21の値を参照して、外部信号点を用いる位相面の数が1の場合、図1(B)に示すマッピングにしたがって4つの変換データ信号(第1乃至第4の変調シンボル)41〜41(n=4)を出力する。第1、2のデータ変換回路3、4での変換は、ROM(読み出し専用メモリ)等のメモリを参照して変換するテーブルルックアップ法等により行われる。並列直列変換回路5は、第2のデータ変換回路4の出力信号を入力して時分割多重化し、p+1列の多重化信号51を出力する。多値変調器6は、多重化信号51として伝送された変調シンボルに基づき搬送波を多値変調し、出力端子7へ出力する。なお、第1、第2のデータ変換回路3、4を1つの変換回路として構成してもよいことは勿論である。
【0081】
図10は、本発明の第1の実施の形態による多値復調装置(200)の構成を示すブロック図である。図10を参照すると、本実施の形態の多値復調装置200は、入力端子11と、多値復調器12と、直列並列変換回路13と、データ逆変換回路14と、出力端子15とを備えている。図10の多値復調装置(200)は、図9の多値変調装置(100)から送信された信号を受信して復調するものである。
【0082】
多値復調器12は、入力端子11に入力された通信信号を復調し、例えばp+1列の受信復調データ列信号121を出力する。直列並列変換回路13は、受信復調データ列信号121を時分割多重分離して、それぞれp+1列の、n個(n=4)の復調データ列信号131〜131を出力する。データ逆変換回路14は、第1乃至第nの復調データ列信号131〜131を入力し、復調データ列信号141を出力する。ここでデータ逆変換回路14は、例えば第1の復調データ列信号の値に基づき、例えば図1に示したシンボルのマッピングにしたがって、外部信号点を用いていない場合には、第1乃至第4の復調データ列信号としてそれぞれ予め定めた24p種の値を示す信号を受けて、第1、第2、第3、第4の復調データ列信号の示す値に基づき予め定めた復調データ値を生成し、この復調データ値を4p+1列の復調データ信号として出力する。一方、外部信号点を用いる場合、第1乃至第4の復調データ列信号としてそれぞれ予め定めた24p種の値を示す信号を受けて、第1、第2、第3、第4の復調データ列信号の示す値に基づき予め定めた復調データ値を生成し、この復調データ値を4p+1列の復調データ信号として出力する。データ逆変換回路14における逆変換は、例えばROM等によるテーブルルックアップ法により実現される。
【0083】
図11は、本発明の一実施例の変調処理を説明するフローチャートである。ステップS1で入力データ信号を入力する。ステップS2で,入力データ信号に基づき、変調シンボルの信号点配置として、外部信号点を用いるか否か判定する。外部信号点を用いない場合、ステップS4で、n個の位相面で内部信号点を用いた場合について第1乃至第nの変換データ(変調シンボル)を生成する。一方、外部信号点を用いる場合、ステップS3で、n個の位相面のうち所定個数の位相面で外部信号点を用い、残り位相面で内部信号点のみを用いた場合について第1乃至第nの変換データ(変調シンボル)を生成する。ステップS5でn個の変換データ(変調シンボル)を変調器に出力する。
【0084】
本発明の変調方法で変調された信号を受信し復調する装置では、上記した変調方法の逆過程が行われる。
【0085】
図12は、本発明の一実施例の復調処理を説明するフローチャートである。ステップS11で、n個の復調データ列信号を入力し、ステップS12で、第1乃至第nの復調データ列信号に基づき、変調シンボルの信号点配置として、外部信号点を用いていない場合、第1乃至第4の復調データ列信号としてそれぞれ予め定めた24p種の値を示す信号を受けて、第1乃至第4の復調データ列信号の示す値に基づき予め定めた第1乃至第4の復調データ値を生成し、この復調データ値を4p+1列の復調データ信号として出力する。変調シンボルの信号点配置として、外部信号点を用いる場合、1個の位相面の選択は4種類あり、外部信号点数は2( -2)個であるので4x2( -2)x(2n−1=24p種の値を第1乃至第4の復調データ列信号として受けて、第1乃至第4の復調データ列信号の示す値に基づき予め定めた復調データ値を生成し、この復調データ値を例えば4xp+1列の復調データ信号として出力する。
【0086】
以上本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は、上記実施例の構成にのみ限定されるものでなく、本発明の原理の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、n個の位相面で合計2(np+q)値の信号を伝送し、1つの位相面では平均的に2(p+q/n)値の信号を伝送し、多値数を2(p+q/n)値にすることを可能している。
【0088】
本発明によれば、2QAMでは周波数帯域に余裕があり過ぎだが、2(p−1)QAMでは、要求される周波数帯域に入らない場合に、それらの中間の変調方式を提供する事ができる。その結果、周波数の有効利用が図れると共に2QAMに比べて少ない所用の信号対雑音比で2(p−1)QAMが実現できる為に、電力の有効利用にもなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための図である。
【図2】本発明の第2の実施例を説明するための図である。
【図3】本発明の第3の実施例を説明するための図である。
【図4】本発明の第4の実施例を説明するための図である。
【図5】本発明の第5の実施例を説明するための図である。
【図6】本発明の第6の実施例を説明するための図である。
【図7】本発明と従来技術における伝送ビット数を比較して説明するための図である。
【図8】本発明と従来技術における伝送効率を比較して説明するための図である。
【図9】本発明の多値変調回路の構成を示す図である。
【図10】本発明の多値復調回路の構成を示す図である。
【図11】本発明の変調方法の手順を示す流れ図である。
【図12】本発明の復調方法の手順の一例を示す流れ図である。
【符号の説明】
1 入力端子
2 データ列数変換回路
3 第1のデータ変換回路
4 第2のデータ変換回路
5 並列直列変換回路
6 多値変調器
7 出力端子
11 入力端子
12 多値復調器
13 直列並列変換回路
14 データ逆変換回路
15 出力端子
100 多値変調装置
200 多値復調装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilevel modulation method and a multilevel demodulation method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
Multi-level modulation is particularly used in digital microwave communication and the like, and in the conventional multi-level modulation technology, 2 such as 4QAM, 16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM,.nQAM has been used.
[0003]
In such digital microwave communication, etc., 4QAM, 16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, etc. have been used because of the simplicity of the circuit. The difficulty of implementation due to the complexity of the circuit is being reduced. Furthermore, there is a growing demand for effective use of frequencies and effective use of transmission power.
[0004]
In order to meet this demand, for example, a configuration has been proposed in which an input data string is assigned to two or more general modulation symbols (see, for example, Patent Document 1 below). Japanese Patent Laid-Open No. 04-196945 discloses whether M and N are integers equal to or greater than 2, P is equal to 1 or greater than 1 and less than N, and Q is equal to 1. Or an integer greater than 1, and the input single or plural binary data strings are converted into M × N + P strings, and N values A1, A2... AN2 eachM + P / NIs approximately equal to A1To ANProduct up to 2M × N + P, The M × N + P binary data string is represented by the value A1~ ANAre converted so as to be expressed by a combination of N sets of binary data strings of M + Q columns corresponding to, and each of these N sets of binary data strings of M + Q columns is converted to a binary data string of one set of M + Q columns. Input a binary data string of one set of M + Q columns, and value A at each time1~ ANIs a method of performing multilevel modulation by arranging a number of signal points corresponding to the phase plane (N = 2, M = 4, P = 1, Q = 1, A1= 24, A2= 24) is disclosed.
[0005]
The method described in the following Patent Document 1 only shows a general configuration, and does not indicate a specific configuration method when allocating input signal sequences to n phase planes (modulation symbols). Absent.
[0006]
Also known is a method that realizes transmission of p + 1/2 bits per symbol (Symbol) (see Patent Document 2). In other words, 2p + 1 column input data signals are converted into two p + 1 column signals and assigned on the phase plane, the two phase planes are multiplexed as a set, multi-value modulated and transmitted, and one set is formed at this time. By giving a predetermined relationship to the allocation of coordinates on the two phase planes, a configuration in which p + 0.5 bits are allocated to one symbol is realized.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 04-196945 (2nd page, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2003-60724 A (page 3-4, FIG. 1-5)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to set the multi-value number to 2(P + q / n)It is an object of the present invention to provide a modulation method and a demodulation method and apparatus for obtaining values.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a modulation method and a demodulation method that improve a symbol error rate (SER).
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for achieving the above object
The number n of phase planes used is an integer greater than or equal to 2,
p is a predetermined natural number determined in advance,
P is 2pIs a natural number,
q is a predetermined natural number that is 0 <q <n,
Q is 2q / nAs a number that is approximately equal to PxQ and is a natural number, one phase plane has at most a natural number of signal points equal to PxQ,
2 over the entire n phase planes(Nxp + q)A modulation method for transmitting individual signals,
On each phase plane, PxQ signal points are converted to P 2pSignal points (referred to as “internal signal points”) and (PxQ−P) 2p + q / n-2pDividing into signal points approximately equal to ("external signal points");
Using only the internal signal points on all n phase planes;
Of the n phase planes, the external signal points are used on i (where 1 = <i <n) phase planes, and the internal signal points are used on the remaining (ni) phase planes. , And the total of n phase planes is 2(Nxp + q)Transmitting different types of signal points;
including.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described. In the present invention, n is an integer of 2 or more (the number of phase planes to be used), p is a predetermined natural number, and P is 2pIs a natural number, q is a predetermined natural number that is 0 <q <n, and Q is 2q / nAs a number that is approximately equal to PxQ and is a natural number, one phase plane has at most a number of signal points equal to PxQ, and the total number of n phase planes is 2(Nxp + q)In a modulation method for transmitting a number of signals, P × Q signal points are represented by P number 2 on each phase plane.pAnd (PxQ-P) 2p + q / n-2p(The former is referred to as “internal signal point” and the latter is referred to as “external signal point”), and only one internal signal point is used in all n phase planes and one or more n signal points. In the case of using the external signal points only in the following phase planes and using the internal signal points in the remaining phase planes, the total of n phase planes is 2(Nxp + q)Transmits various types of signal points. Multivalued number is 2(P + q / n)It becomes.
[0012]
According to an embodiment of the present invention, n = 4, p ≧ 2, q = 1, and Q is 21 / 4PxQ = 5 × 2( p -2)As a natural number, PxQ = 5 × 2 on four (n = 4) phase planes( p -2)2 signal points on all 4 phase planespIn the first case using one internal signal point, one of the four phase planes is selected sequentially, and only 2 on that phase plane.( p -2)The second case of using the external signal points and using the internal signal points in the remaining three phase planes is divided into 2 as a whole.(4xp + 1)Transmit the signal points.
[0013]
In the case of all internal signal points, (2p)n= 24pNumber of signal points can be transmitted. There are four types of selection of one phase plane, and the number of external signal points is 2.( p -2)Therefore, the number of signal points that can be transmitted is 4 × 2( p -2)x (2p)n-1= 24pNumber of signal points can be transmitted. Overall, on 4 (n = 4) phase planes, 24p + 1Transmitting various types of signal points.
[0014]
That means
24xp+24xp= 2(4xp + 1)
It is.
[0015]
According to an embodiment of the present invention, n = 3, p ≧ 3, q = 1, and Q is 21 / 3PxQ = 11 × 2 with a number almost equal to( p - 3 )As a natural number, PxQ = 11 × 2 on three (n = 3) phase planes( p - 3 )2 signal points on all 3 phase planespIn the first case using one internal signal point, one of the three phase planes is selected in sequence, and 2 × 2 only on one phase plane( p - 3 )Using 6 external signal points and 6x2 for the remaining 2 phase planes( p - 3 )Pieces and 8x2( p - 3 )In the second case using two internal signal points, two of the three phase planes are sequentially selected, and 3 × 2 only on the two phase planes( p - 3 )Using 8 external signal points, the remaining one phase plane is 8x2( p - 3 )In the third case using 3 internal signal points and 2 × 2 in all 3 phase planes( p - 3 )Dividing the fourth case using the number of external signal points, 2 as a whole(3xp + 1)Transmits various types of signal points.
[0016]
In the first case, in the case of all internal signal points,
(2p)n= 23pNumber of signal points can be transmitted.
[0017]
In the second case, there are three types of selection of one phase plane (3C1= 3) Yes, 3x2( p - 3 )2x2 of the external signal points( p - 3 )Are used as external signal points, and the internal signal points in the two phase planes are 6 × 2( p - 3 )And 8x2( p - 3 )By using a number of internal signal points,
3x (2x2( p - 3 )) X (6x2( p - 3 )) X (8x2( p - 3 ))
= 9x2(3xp-4)
Number of signal points can be transmitted.
[0018]
In the third case, there are three types of selection of two phase planes (3C2= 3) Yes, 3x2( p - 3 )3x2 of the external signal points( p - 3 )As an internal signal point on one phase plane using 8 × 2 as external signal points,( p - 3 )By using signal points
3x (3x2( p - 3 )) X (3x2( p - 3 )) X (8x2( p - 3 ))
= 27x2(3xp-6)
Number of signal points can be transmitted.
[0019]
In the fourth case, the selection of the three phase planes is one type (3C3= 1) Yes, 3x2( p - 3 )2x2 of the external signal points( p - 3 )By using them on all phase planes as external signal points,
1x (2x2( p - 3 )) X (2x2( p - 3 )) X (2x2( p - 3 ))
= 2(3xp-6)
Number of signal points can be transmitted.
[0020]
Overall, on 3 (n = 3) phase planes, 23xp + 1Signal points are transmitted.
[0021]
That means
23xp+ 9x2(3xp-4)+ 27x2(3xp-6)+2(3xp-6)
= 23xp + 1
It is.
[0022]
According to the embodiment of the present invention, n = 2, p ≧ 1, q = 1, and Q is 21 / 2PxQ = 3x2 with a number approximately equal to(P-1)As a natural number, PxQ = 3 × 2 on two (n = 2) phase planes(P-1)2 signal points in all 2 phase planespIn the first case using one internal signal point, one of two phase planes is selected in sequence, and 1 × 2 only on one phase plane(P-1)Use 2 external signal points and 2x2 for the remaining 1 phase plane(P-1)Separately from the second case using two internal signal points, 2 as a whole(2xp + 1)Transmits various types of signal points.
[0023]
In the first case, in the case of all internal signal points, (2p)n= 22pNumber of signal points can be transmitted.
[0024]
In the second case, there are two types of selection of one phase plane (2C1= 2) Yes, 1x2(P-1)1x2 of the external signal points(P-1)Are used as external signal points, and the internal signal points are 2x2(P-1)By using a number of internal signal points,
2x (1x2(P-1)) X (2x2(P-1)) = 2(2xp)
Number of signal points can be transmitted.
[0025]
Overall, on 2 (n = 2) phase planes, 2(2xp + 1)Signal points are transmitted.
[0026]
That means
22p+22p= 22p + 1
It is.
[0027]
According to an embodiment of the present invention, n = 3, p ≧ 2, q = 2, and Q is 22 / 3PxQ = 7x2( p -2)As a natural number, PxQ = 7 × 2 on three (n = 3) phase planes( p -2)2 signal points on all 3 phase planespIn the first case using one internal signal point, one of the three phase planes is selected sequentially, and 3 × 2 only on one phase plane( p -2)Using 4 external signal points, the remaining 2 phase planes are 4x2( p -2)In the second case using two internal signal points, two of the three phase planes are sequentially selected, and 3 × 2 only on the two phase planes( p -2)2x2 out of external signal points( p -2)4x2 for the remaining one phase plane( p -2)Separately from the third case of using internal signal points, 2(3xp + 2)Transmits various types of signal points.
[0028]
In the first case, in the case of all internal signal points, (2p)n= 23pNumber of signal points can be transmitted.
[0029]
In the second case, there are three types of selection of one phase plane (3C1= 3) Yes, 3x2( p -2)3x2 of the external signal points( p -2)Are used as external signal points, and the internal signal points in the two phase planes are 4 × 2( p -2)By using a number of internal signal points,
3x (3x2( p -2)) X (4x2( p -2)) X (4x2( p -2))
= 9x2(3xp-2)
Number of signal points can be transmitted.
[0030]
In the third case, there are three types of selection of two phase planes (3C2= 3) Yes, 3x2( p - 3 )2x2 of the external signal points( p -2)Are used as external signal points, and the internal signal points in one phase plane are 4 × 2( p -2)By using signal points
3x (2x2( p -2)) X (2x2( p -2)) X (4x2( p -2))
= 3x2(3xp-2)
Number of signal points can be transmitted.
[0031]
Overall, on 3 (n = 3) phase planes, 2(3xp-2)Signal points are transmitted.
[0032]
That means
23p+ 9x2(3xp-2)+ 3x2(3xp-2)
= 23xp + 2
It is.
[0033]
According to an embodiment of the present invention, n = 4, p ≧ 3, q = 3, and Q is 23 / 4PxQ = 14x2 with a number approximately equal to( p - 3 )As a natural number, PxQ = 14 × 2 on four (n = 4) phase planes( p - 3 )2 signal points on all 4 phase planespThe first case using one internal signal point and one of the four phase planes are sequentially selected, and 6 × 2 only on one phase plane( p - 3 )Using 8 external signal points, the remaining 3 phase planes are 8x2( p - 3 )The second case using two internal signal points and two of the four phase planes are sequentially selected, and 6 × 2 only on the two phase planes.( p - 3 )Using 8 external signal points and 8x2 for the remaining 2 phase planes( p - 3 )In the third case using three internal signal points, three of the four phase planes are selected in sequence, and 4 × 2 only on the three phase planes.( p - 3 )Pieces and 4x2( p - 3 )Pieces and 5x2( p - 3 )Using 8 external signal points and 8x2 for the remaining 1 phase plane( p - 3 )Dividing the fourth case using the internal signal points, 2 as a whole(4xp + 3)Transmits various types of signal points.
[0034]
In the case of all internal signal points, (2p)n= 24pNumber of signal points can be transmitted.
[0035]
In the second case, there are four types of selection of one phase plane (4C1= 4) Yes, 6x2( p - 3 )6x2 of the external signal points( p - 3 )The internal signal points on the three phase planes are 8 × 2( p - 3 )By using a number of internal signal points,
4x (6x2( p - 3 )) X (8x2( p - 3 )) X (8x2( p - 3 )) X (8x2( p - 3 ))
= 3x24xp
Number of signal points can be transmitted.
[0036]
In the third case, there are six types of selection of two phase planes (4C2= 6) Yes, 6x2( p - 3 )6x2 of the external signal points( p - 3 )Are used as external signal points, and the internal signal points in the two phase planes are 8 × 2( p - 3 )By using signal points
6x (6x2( p - 3 )) X (6x2( p - 3 )) X (8x2( p - 3 )) X (8x2( p - 3 ))
= 27x2(4xp- Three )
Number of signal points can be transmitted.
[0037]
In the fourth case, the selection of the three phase planes is one type (4C3= 4) Yes, 6x2( p - 3 )4x2 of the external signal points( p - 3 )4x2( p - 3 )Pieces and 5x2( p - 3 )Are used as external signal points and the remaining phase plane is 8x2( p - 3 )By using a number of internal signal points,
4x (4x2( p - 3 )) X (4x2( p - 3 )) X (5x2( p - 3 )) X (8x2( p - 3 ))
= 5x2(4xp- Three )Number of signal points can be transmitted.
[0038]
Overall, on 4 (n = 4) phase planes, 24p + 3Signal points are transmitted.
[0039]
That means
24xp+ 3x24xp+ 27x2(4xp- Three )+ 5x2(4xp-3)
= 2(4xp + 3)
It is.
[0040]
In any of the above embodiments, the total number of phase planes is n.(Np + q)Value signal, and on average one phase plane is 2(P + q / n)A value signal is transmitted.
[0041]
Therefore, conventionally, in multilevel modulation, n such as 4QAM, 16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM,.nAlthough QAM has been used, the present invention reduces the multi-value number to 2(P + q / n)It is possible to make it a value.
[0042]
The effect is 2pQAM has too much frequency bandwidth, but 2(P-1)QAM can provide an intermediate modulation scheme when it does not fall within the required frequency band. As a result, the frequency can be effectively used and 2pCompared to QAM, it has a small signal-to-noise ratio and 2(P-1)Since QAM can be realized, power can be effectively used.
[0043]
According to the present invention, when p + 1/2 bit transmission is realized per phase plane (Symbol), the symbol error rate SER (Symbol Error Rate) is about 0. 14 dB excellent.
[0044]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining signal point transmission when the number of phase planes is n = 4, p = 4, q = 1, and PxQ = 20 as the first embodiment of the present invention. p = 4 for p ≧ 2, p = 1 for 0 <q <4, P = 24= 16, Q is 5/4, PxQ = 5x2( p -2)= 20. FIG. 1 is a diagram showing modulation symbol mapping, in which the first to fourth modulation symbols output from the multilevel modulator are expressed as so-called constellations (modulation wave signal arrangement points) on the phase plane. It is a signal diagram. In FIG. 1, the coordinate points that the first to fourth symbols can take are indicated by black dots.
[0045]
On 4 (n = 4) phase planes, PxQ = 20 signal points
(A) 16 = 2 for all four phase planes4The first case using two internal signal points (24x24x24x24)When,
(B) Select one of the four phase planes in sequence and select 2 on the phase plane only.( p -2)= 2nd case using 4 external signal points and using internal signal points in the remaining 3 phase planes (4x24x24x24)When,
Separate. In FIG. 1, 16 = 24The internal signal points of the points correspond to signal point arrangement (mapping) of 16QAM (quadrature amplitude modulation) modulated waves. The four external signal points correspond to signal points outside the 16QAM signal point arrangement.
[0046]
In the first case (FIG. 1A),
In the second case (FIG. 1B), how to select the phase plane of the external signal point4C1(= 4 ways)
Overall,
24x24x24x24+ 4x4x24x24x24= 2x24x24x24x24= 2x24x24x24x24= 2(4x4 + 1)Transmits various types of signal points.
[0047]
For one phase plane, an average of 2(4x4 + 1) / 4= 24.25Signal of value, 2 in total with 4 phase planes17A value signal can be transmitted.
[0048]
FIG. 2 is a diagram for explaining a case where the number of phase planes is n = 3, p = 4, q = 1, and PxQ = 22 as the second embodiment of the present invention.
[0049]
p = 4, p = 4, 0 <q <3, q = 1, P = 24= 16, Q is 11/8, PxQ = 11x2( p - 3 )= 11 × 2 = 22.
[0050]
On 3 (n = 3) phase planes, PxQ = 22 signal points are
(A) 2 for all three phase planesp= 24The first case using two internal signal points (24x24x24)When,
(B) Select one of the three phase planes in sequence and 2 × 2 with only one phase plane( p - 3 )= 2x2 external signal points, 6x2 for the remaining two phase planes( p - 3 )= 6x2 and 8x2( p - 3 )= The second case using 8x2 internal signal points;
(C) Two of the three phase planes are selected in sequence, 3 × 2 only with the two phase planes( p - 3 )= 3x2 = 6 external signal points, 8x2 for the remaining one phase plane( p - 3 )= The third case using 8x2 internal signal points;
(D) 2 × 2 for all three phase planes( p - 3 )= 2x2 = 4th case using 4 external signal points;
Separate.
[0051]
In the first case (see FIG. 2A), one way,
In the second case (see FIG. 2B),3C1(= 3 ways)
In the third case (see FIG. 2C),3C2= 3 ways
In the fourth case (see FIG. 2D),3C3= 1 way.
[0052]
Overall,
24x24x24+ 3x4x (6x2) x (8x2) + 3x6x6x (8x2) + 1x4x4x4
= 4096 + 2304 + 1728 + 64 = 8192 = 2(3x4 + 1)Transmits various types of signal points.
[0053]
For one phase plane, an average of 2(3x4 + 1) / 3= 24.33Value signal, 2 in total with 3 phase planes13A value signal can be transmitted.
[0054]
FIG. 3 is a diagram for explaining a case where the number of phase planes n = 2, p = 4, q = 1, and PxQ = 24 as the third embodiment of the present invention. P = 24, Q is 3/2, PxQ = 3x2(P-1)= 3x23= 24.
[0055]
On two (n = 2) phase planes, PxQ = 3x23Number of signal points
(A) 2 for all two phase planes4A first case using two internal signal points;
(B) Select one of the two phase planes in sequence and 1 × 2 with only one phase plane3Using 2 external signal points and 2x2 for the remaining phase plane3The second case using the internal signal points is separated.
[0056]
In the first case (see FIG. 3A), there is one way, and the number of signal points is 16 × 16 = 256,
In the second case (see FIG. 3B), there are two ways (2C1), The number of signal points is 2 × 8 × 16 = 256, and the total number of signal points is
256 + 256 = 512 = 29Types of signal points are transmitted.
[0057]
An average of 2 for one phase plane9/2= 24.5Signal of value and 2 phase planes as a whole9A value signal can be transmitted.
[0058]
FIG. 4 is a diagram for explaining the case of n = 3, p = 4, q = 2, and PxQ = 28 as the fourth embodiment of the present invention. P = 24, Q is 7/4, PxQ = 7x2( p -2)(= 28).
[0059]
On 3 (n = 3) phase planes, PxQ = 28 signal points
(A) 2 for all three phase planes4A first case using two internal signal points;
(B) Select one of the three phase planes in sequence, and 3 × 2 with only one phase plane24x2 for the remaining two phase planes using 1 external signal point2A second case using two internal signal points;
(C) Two of the three phase planes are selected in sequence, and 3 × 2 with only two phase planes42x2 out of external signal points24x2 for the remaining one phase plane2A third case using one internal signal point;
Separate.
[0060]
In the first case (see FIG. 4A), there is one (24x24x24= 4096),
In the second case (see FIG. 4B), there are three ways (3C1Yes (3x3x2)2x4x22x4x22= 9216),
In the third case (see FIG. 4C), there are three ways (3C2Yes (3x2x22x2x22x4x22= 3072),
Overall,
4096 + 9216 + 3072 = 16384 = 2(3x4 + 2)Transmits various types of signal points.
[0061]
For a single phase plane, on average, 2(3x4 + 2) / 3= 24). 67Value signal, 2 in total with 3 phase planes14A value signal can be transmitted.
[0062]
FIG. 5 is a diagram for explaining the case of n = 4, p = 4, q = 3, and PxQ = 28 as the fifth embodiment of the present invention. P = 24, Q is 7/4, PxQ = 14x2( p - 3 )= 28.
[0063]
On four (n = 4) phase planes, PxQ = 14x21= 28 signal points,
(A) 2 for all four phase planes4A first case using two internal signal points;
(B) Select one of the four phase planes sequentially, and 6 × 2 with only one phase plane1Using 8 external signal points and 8x2 for the remaining 3 phase planes1A second case using two internal signal points;
(C) Select two of the four phase planes sequentially, and 6 × 2 only on the two phase planes18x2 for the remaining two phase planes, using 1 external signal point1A third case using one internal signal point;
(D) Three of the four phase planes are selected in sequence and 4 × 2 only on the three phase planes1Pieces and 4x21And 5x21Using 8 external signal points and 8x2 for the remaining phase plane1A fourth case using two internal signal points;
Separate.
[0064]
In the first case (see FIG. 5A), 24x24x24x24= 65536,
In the second case (see FIG. 5B),4C1= 4 types, 4x (6x21) X (8x21) X (8x21) X (8x21) = 196608,
In the third case (see FIG. 5C),4C2= 6 ways, 6x (6x21) X (6x21) X (8x21) X (8x21) = 221184,
In the fourth case (see FIG. 5D),4CThree= 4 types, 4x (4x21) X (4x21) X (5x21) X (8x21) = 40960,
Overall,
65536 + 196608 + 221184 + 40960 = 524288 = 219= 2(4x4 + 3)Transmits various types of signal points.
[0065]
For a single phase plane, on average, 2(4x4 + 3) / 4= 24.75Signal of value, 2 in total with 4 phase planes19A value signal can be transmitted.
[0066]
In the transmission of p + 1/2 bit per symbol in the above-mentioned Patent Document 2, a multi-level modulation is provided in which one phase plane is not necessarily a natural power of 2 using a plurality of phase planes. The phase plane is divided into cases, and the maximum number of signal points is arranged on the other phase planes.
[0067]
In the present invention, the internal signal point and the external signal point are divided on each phase plane, and a part of information is put on the combination of phase planes using the external signal point.
[0068]
According to the present invention, the signal multi-value number is not made a power of 2 to a natural number, for example, 16 (= 24) And 32 (= 25) Is a multilevel modulation method in which 24 is a multilevel number.
[0069]
According to the present invention, in the case of this 24-value modulation, 16 signal points that are the powers of 2 that are the largest natural numbers smaller than 24 are used as internal signal points, and the other 8 (= 24-16) signal points are used as external signal points. As a point, information is also added to the number and position of external signal points to achieve efficient transmission.
[0070]
As a result, in the n phase planes, a total of 2(Nxp + q)Value signal, 2 on average on one phase plane(P + q / n)A value signal is transmitted.
[0071]
As the effect, as shown in FIG.nCompared to the value QAM, intermediate multilevel transmission can be realized.
[0072]
As shown in FIG. 6, BPSK transmits 1-bit information per symbol, QPSK transmits 2-bit information per symbol, and 8PSK transmits 3-bit information per symbol. 2nThe transmission efficiency of the value QAM is 4 bits / symbol for 16QAM, 5 bits / symbol for 32QAM, and 6 bits / symbol for 64QAM. Thus, in the multi-value transmission method, the amount of information that can be transmitted on one phase plane is 2 in the prior art.nThe value QAM was a discrete value of n bits / symbol. In the modulation realized by the present invention, the transmission efficiency (the number of bits of information transmitted per symbol) realizes an intermediate value of discrete values.
[0073]
The invention described in Patent Document 2 also realizes transmission of p + 1/2 bits per one phase plane (Symbol). However, the present invention has a symbol error rate SER (Symbol Error Rate). In point, it is excellent by about 0.14 dB. The total power of 24QAM according to the present invention is 11.46 dB (= 10 log14), whereas in the case of Patent Document 2, it is 11.60 dB.
[0074]
This is because, in the present invention, the signal point on the phase plane is divided into internal signal points and external signal points, and information is added to the number and position of the external signal points, thereby reducing the transmission power. This is because.
[0075]
Moreover, the concrete parameter of this invention in p = 1-6 is shown in FIG. 7, FIG.
[0076]
For example, in FIG. 7, when p = 4, n = 2, and q = 1, 24QAM is realized. When the number of external signal points is 0, 16 phase points are selected as the internal signal points in the two phase planes. When the number of external signal points is 1, the phase plane using the external signal points is sequentially selected. At the same time as using 8 points as external signal points, 16 points are used as internal signal points on the other phase plane.
[0077]
In total, (16 × 16) + 2 × (8 × 16) = 512 types of binary signals can be transmitted on the two phase planes. 512 = 292 for two phase planes9Since the value is transmitted, it is 2 on average on one phase plane.4.5Value transmission.
[0078]
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the multilevel modulation device (100) of the first embodiment of the present invention. n phase planes, total 2(Nxp + q)Value signal, and on average one phase plane is 2(P + q / n)A value signal is transmitted.
[0079]
Number of phase planes n = 4, p ≧ 2, q = 1, Q is 21 / 4PxQ = 5 × 2( p -2)As a natural number, PxQ = 5 × 2 on four (n = 4) phase planes( p -2)2 signal points on all 4 phase planespIn the first case using one internal signal point (see FIG. 1A), one of the four phase planes is selected in sequence, and only 2 on one phase plane.( p -2)The second case (see FIG. 1B) in which the external signal points are used and the internal signal points are used on the other three phase planes is divided into 2 as a whole.(4xp + 1)Transmit the signal points. For all internal signal points, (2p)4= 24pNumber of signal points can be transmitted. There are four types of selection of one phase plane, and the number of external signal points is 2.( p -2)Therefore, the number of signal points that can be transmitted is 4 × 2( p -2)x (2p)n-1= 24pNumber of signal points can be transmitted. Overall, on 4 (n = 4) phase planes, 24p+24p= 24xp + 1Transmitting various types of signal points. Referring to FIG. 9, the multilevel modulation device 100 of this embodiment includes an input terminal 1, a data string number conversion circuit 2, a first data conversion circuit 3, a second data conversion circuit 4, and a parallel series. A conversion circuit 5, a multilevel modulator 6, and an output terminal 7 are provided. In the following, the configuration for performing multilevel modulation shown in FIG. 1 will be described as an example. For details of the multi-level modulation device 100, for example, the description in the above-mentioned Patent Document 2 is referred to.
[0080]
The first data conversion circuit 3 and the second data conversion circuit 4 convert the input data signal 21 of, for example, 4p + 1 columns (bit width) output from the data column number conversion circuit 2. The first data conversion circuit 3 outputs a p + 1 column signal in accordance with the value of the input data signal 21. The second data conversion circuit 4 receives the output signal of the first data conversion circuit 3, refers to the value of the input data signal 21, determines the presence or absence of a phase plane using the external signal point, and sets the external signal point. When the number of phase planes used is 0, four converted data signals (first to fourth modulation symbols) 41 according to the mapping shown in FIG.1~ 41n(N = 4) is output. The second data conversion circuit 4 receives the output signal of the first data conversion circuit 3 and refers to the value of the input data signal 21. When the number of phase planes using external signal points is 1, Four converted data signals (first to fourth modulation symbols) 41 according to the mapping shown in 1 (B)1~ 41n(N = 4) is output. The conversion in the first and second data conversion circuits 3 and 4 is performed by a table look-up method that performs conversion by referring to a memory such as a ROM (read only memory). The parallel-serial conversion circuit 5 receives the output signal of the second data conversion circuit 4 and time-division multiplexes, and outputs a p + 1 column multiplexed signal 51. The multi-level modulator 6 multi-level modulates the carrier wave based on the modulation symbol transmitted as the multiplexed signal 51 and outputs it to the output terminal 7. Of course, the first and second data conversion circuits 3 and 4 may be configured as one conversion circuit.
[0081]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the multilevel demodulator (200) according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, the multilevel demodulator 200 according to the present embodiment includes an input terminal 11, a multilevel demodulator 12, a serial / parallel converter circuit 13, a data inverse converter circuit 14, and an output terminal 15. ing. The multilevel demodulator (200) in FIG. 10 receives and demodulates the signal transmitted from the multilevel modulator (100) in FIG.
[0082]
The multilevel demodulator 12 demodulates the communication signal input to the input terminal 11 and outputs, for example, a received demodulated data sequence signal 121 of p + 1 sequence. The serial-to-parallel conversion circuit 13 time-division demultiplexes the received demodulated data string signal 121 to n (n = 4) demodulated data string signals 131 each having p + 1 columns.1~ 131nIs output. The data inverse conversion circuit 14 includes first to n-th demodulated data string signals 131.1~ 131nAnd the demodulated data string signal 141 is output. Here, the data inverse conversion circuit 14 is based on, for example, the value of the first demodulated data string signal. For example, when the external signal point is not used according to the symbol mapping shown in FIG. 2 which are respectively predetermined as demodulated data string signals of4pUpon receiving the signal indicating the seed value, a predetermined demodulated data value is generated based on the values indicated by the first, second, third, and fourth demodulated data sequence signals, and the demodulated data value is demodulated in 4p + 1 sequence. Output as a data signal. On the other hand, when the external signal point is used, each of the first to fourth demodulated data string signals is predetermined 24pUpon receiving the signal indicating the seed value, a predetermined demodulated data value is generated based on the values indicated by the first, second, third, and fourth demodulated data sequence signals, and the demodulated data value is demodulated in 4p + 1 sequence. Output as a data signal. Inverse transformation in the data inverse transformation circuit 14 is realized by, for example, a table lookup method using a ROM or the like.
[0083]
FIG. 11 is a flowchart for explaining a modulation process according to an embodiment of the present invention. In step S1, an input data signal is input. In step S2, it is determined whether or not an external signal point is used as the signal point arrangement of the modulation symbol based on the input data signal. If no external signal point is used, first to n-th converted data (modulation symbols) are generated in step S4 when internal signal points are used on n phase planes. On the other hand, when the external signal point is used, the first to nth cases in the case where the external signal point is used on the predetermined number of phase planes and only the internal signal points are used on the remaining phase planes in step S3. Conversion data (modulation symbol) is generated. In step S5, n pieces of converted data (modulation symbols) are output to the modulator.
[0084]
In an apparatus for receiving and demodulating a signal modulated by the modulation method of the present invention, the reverse process of the modulation method described above is performed.
[0085]
FIG. 12 is a flowchart for explaining demodulation processing according to an embodiment of the present invention. In step S11, n demodulated data sequence signals are input, and in step S12, based on the first to n-th demodulated data sequence signals, when no external signal points are used as signal point arrangement of modulation symbols, 2 which are predetermined as the first to fourth demodulated data string signals, respectively.4pReceiving the signal indicating the seed value, the first to fourth demodulated data values are generated based on the values indicated by the first to fourth demodulated data sequence signals, and the demodulated data values are demodulated in 4p + 1 sequence. Output as a data signal. When external signal points are used as the signal point arrangement of modulation symbols, there are four types of selection of one phase plane, and the number of external signal points is 2.( p -2)4x2 because it is a piece( p -2)x (2p)n-1= 24pThe seed value is received as the first to fourth demodulated data string signals, and a predetermined demodulated data value is generated based on the values indicated by the first to fourth demodulated data string signals, and this demodulated data value is, for example, 4 × p + 1. Output as the demodulated data signal of the column.
[0086]
Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and can be made by those skilled in the art within the scope of the principle of the present invention. Of course, various modifications and corrections are included.
[0087]
【The invention's effect】
As explained above, according to the present invention, the total number of phase planes in n phase planes is 2(Np + q)Value signal, average 2 on one phase plane(P + q / n)Value signal and multi-value number 2(P + q / n)It is possible to make it a value.
[0088]
According to the invention, 2pQAM has too much frequency bandwidth, but 2(P-1)QAM can provide an intermediate modulation scheme when it does not fall within the required frequency band. As a result, the frequency can be effectively used and 2pLess signal-to-noise ratio than 2 for QAM(P-1)Since QAM can be realized, the power can be effectively used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for comparing and explaining the number of transmission bits in the present invention and the prior art.
FIG. 8 is a diagram for comparing and explaining the transmission efficiency in the present invention and the prior art.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a multilevel modulation circuit of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a multilevel demodulation circuit according to the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of the modulation method of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing an example of a procedure of a demodulation method according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Input terminal
2 Data string number conversion circuit
3 First data conversion circuit
4 Second data conversion circuit
5 Parallel to serial converter
6 Multi-level modulator
7 Output terminal
11 Input terminal
12 Multilevel demodulator
13 Series-parallel converter
14 Data reverse conversion circuit
15 Output terminal
100 Multilevel modulation device
200 Multilevel demodulator

Claims (22)

位相面の数nを2以上の整数、
pを予め定められた所定の自然数、
Pを2である自然数、
qを0<q<nである予め定められた所定の自然数、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超え、PxQを自然数とする数として、1つの位相面では最大PxQの個数の信号点を有し、
n個の位相面全体で、2(nxp+q)個の信号を伝送する変調方法であって、
各々の位相面上で、PxQ個の信号点を、P個の2に等しい信号点(「内部信号点」という)と、(PxQ−P)個の2 + / −2にほぼ等しい信号点(「外部信号点」)とに分け、
n個の全ての位相面で、前記内部信号点のみを用いる場合と、
n個の位相面のうちi個(ただし、iは1以上、n未満の所定整数)の位相面で前記外部信号点を用い、残りの(n−i)個の位相面で前記内部信号点を用いる場合とを分け、n個の位相面の全体として、2(nxp+q)種類の信号点を伝送するステップと、
を含む、ことを特徴とする多値変調方法。
The number n of phase planes is an integer greater than or equal to 2,
p is a predetermined natural number determined in advance,
P is a natural number of 2 p ,
q is a predetermined natural number that is 0 <q <n,
Exceed approximately equal 2 q / n the Q to 2 q / n, as a number of the PxQ a natural number, having a signal point of a maximum number of PxQ in one phase plane,
A modulation method for transmitting 2 (nxp + q) signals across n phase planes,
On each phase plane, PxQ signal points are converted to P signal points equal to 2 p (referred to as “internal signal points”) and (PxQ−P) 2 p + q / n −2 p . Divided into approximately equal signal points ("external signal points")
Using only the internal signal points on all n phase planes;
Among the n phase planes, the external signal points are used on i phase planes (where i is a predetermined integer not less than 1 and less than n), and the internal signal points are used on the remaining (n−i) phase planes. A step of transmitting 2 (nxp + q) kinds of signal points as a whole of n phase planes;
A multi-level modulation method comprising:
位相面の数nを4、
pを2以上の整数、
qを1、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=5x2( -2)である自然数として、
4個の位相面上で、PxQ=5x2( -2)個の信号点配置について、4個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
4個の位相面の1つを順次選択して、前記1つの位相面でのみで、PxQ−2=2( -2)個の外部信号点を用い、残りの3個の位相面では、2個の内部信号点を用いる第2の場合とに分け、全体としては、2(4xp+1)個の信号点を伝送するステップを含む、ことを特徴とする請求項1記載の多値変調方法。
The number n of phase planes is 4,
p is an integer greater than or equal to 2,
q is 1,
Q in the number of more than approximately equal 2 1/4 to 2 1/4, as a natural number of PxQ = 5x2 (p -2),
On a four phase plane, P × Q = 5x2 for (p -2) pieces of signal point arrangement, as in the first to use a 2 p number of internal signal points in all four phase plane,
By sequentially selecting one of the four phase planes and using only one phase plane, PxQ−2 p = 2 ( p −2) external signal points and the remaining three phase planes 2. The multi-level modulation according to claim 1, wherein the multi-level modulation includes the step of transmitting 2 (4 × p + 1) signal points as a whole, divided into the second case using 2 p internal signal points. Method.
位相面の数nを3、
pを3以上の整数、
qを1、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=11x2( - )である自然数として、
3個(n=3)の位相面上で、PxQ=11x2( - )個の信号点配置について、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
3個の位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで、2x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では6x2( - )個及び8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、
3つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面で、3x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では、8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、
3個の全ての位相面で、2x2( - )個の外部信号点を用いる第4の場合と、
を分け、全体としては、2(3xp+1)種類の信号点を伝送するステップを含む、ことを特徴とする請求項1記載の多値変調方法。
The number n of phase planes is 3,
p is an integer greater than or equal to 3,
q is 1,
Q by the number of more than approximately equal 2 1/3 to 2 1/3, PxQ = 11x2 - as a natural number of (p 3),
On the phase plane of the three (n = 3), PxQ = 11x2 (p - 3) for pieces of signal point arrangement, as in the first to use a 2 p number of internal signal points in all three phase plane ,
Select one of the three phase planes in sequence, use 2x2 ( p - 3 ) external signal points in only one phase plane, and 6x2 ( p - 3 ) in the remaining two phase planes and - (3 p) number of second using an internal signal point when, and 8x2
Select two of the three phase planes in sequence, use 3x2 ( p - 3 ) external signal points in the two phase planes, and 8x2 ( p - 3 ) internals in the remaining one phase plane A third case using signal points;
A fourth case using 2 × 2 ( p 3 ) external signal points in all three phase planes;
2. The multi-level modulation method according to claim 1, further comprising a step of transmitting 2 (3 × p + 1) types of signal points as a whole.
位相面の数nを2とし、
pを1以上の整数、
qを1とし、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=3x2(p−1)である自然数として、
2個(n=2)の位相面上で、PxQ=3x2(p−1)個の信号点配置について、
2個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
2つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで1x2(p−1)個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では2x2(p−1)個の内部信号点を用いる第2の場合と、を分け、全体としては、2(2xp+1)種類の信号点を伝送するステップを含む、ことを特徴とする請求項1記載の多値変調方法。
Let the number n of phase planes be 2,
p is an integer of 1 or more,
q is 1,
Q by the number of more than approximately equal 2 1/2 to 2 1/2, as a natural number of PxQ = 3x2 (p-1) ,
On two (n = 2) phase planes, for PxQ = 3 × 2 (p−1) signal point arrangements,
A first case using 2 p internal signal points on all two phase planes;
One of the two phase plane are sequentially selected, only using a 1x2 (p-1) pieces of the external signal point in one phase surface, internal 2x2 (p-1) pieces of the remaining one phase plane 2. The multi-level modulation method according to claim 1, further comprising a step of transmitting 2 ( 2 × p + 1) types of signal points as a whole, which is separated from the second case using signal points.
位相面の数nを3とし、
pを2以上の整数、
qを2とし、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=7x2( -2)である自然数として、
3個(n=3)の位相面上で、PxQ=7x2( -2)個の信号点配置について、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
3つの位相面の1個を順次選択して、1つの位相面でのみで3x2( -2)個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では4x2( -2)個の内部信号点を用いる第2の場合と、
3個の位相面の2個を順次選択して、2個の位相面でのみで、3x2( -2)個の外部信号点の内の2x2( -2)個を用い、残りの1つの位相面では、4x2( -2)個の内部信号点を用いる第3の場合と、を分け、全体としては、2(3xp+2)種類の信号点を伝送するステップを含む、ことを特徴とする請求項1記載の多値変調方法。
Let the number n of phase planes be 3,
p is an integer greater than or equal to 2,
Let q be 2,
Q in the number of more than approximately equal 2 2/3 2 2/3, as a natural number of PxQ = 7x2 (p -2),
On the phase plane of the three (n = 3), PxQ = 7x2 for (p -2) pieces of signal point arrangement, when the first use of 2 p number of internal signal points in all three phase plane and ,
Select one of the three phase planes in sequence and use 3x2 ( p -2) external signal points on only one phase plane, and 4x2 ( p -2) internals on the remaining two phase planes A second case using signal points;
Two of the three phase planes are sequentially selected, and only 2 phase planes are used, and 2x2 ( p -2) of 3x2 ( p -2) external signal points are used, and the remaining 1 One phase plane is divided from the third case using 4 × 2 ( p −2) internal signal points, and includes a step of transmitting 2 ( 3 × p + 2) types of signal points as a whole. The multi-level modulation method according to claim 1.
位相面の数nを4とし、
pを3以上の整数とし、
qを3とし、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=14x2( - )である自然数として、
4つ(n=4)の位相面上で、PxQ=14x2( - )個の信号点配置について、4つの全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
4つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの3つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、
4つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、
4つの位相面の3つを順次選択して、3つの位相面でのみで4x2( - )個及び4x2( - )個及び5x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第4の場合とを分け、全体としては、2(4xp+3)種類の信号点を伝送するステップを含む、ことを特徴とする請求項1記載の多値変調方法。
Let the number n of phase planes be 4,
Let p be an integer greater than or equal to 3,
q is 3,
Q by the number of more than approximately equal 2 3/4 to 2 3/4, P × Q = 14x2 - as a natural number of (p 3),
On the phase plane of the four (n = 4), PxQ = 14x2 - for (p 3) pieces of signal point arrangement, as in the first to use a 2 p number of internal signal points in all four phase plane,
Select one of the four phase planes sequentially, use 6x2 ( p - 3 ) external signal points on only one phase plane, and 8x2 ( p - 3 ) internals on the remaining three phase planes A second case using signal points;
Select two of the four phase planes in sequence and use 6x2 ( p - 3 ) external signal points on only the two phase planes, and 8x2 ( p - 3 ) internals on the remaining two phase planes A third case using signal points;
Four sequentially selects three phase plane, only 4x2 three phase plane (p - 3) number and 4x2 (p - 3) number and 5x2 (p - 3) with a number of external signal points, remaining in one phase faces 8x2 (p - 3) number of divided as in the fourth with internal signal points, as a whole, comprises transmitting 2 (4xp + 3) types of signal points, that characterized The multi-level modulation method according to claim 1.
P=2(ただし、pは所定の正整数)とし、Pと2xPの間のある所定の正整数AをPxQ(ただし、QはA/P)と表したとき、
変調シンボルに関する信号点配置は、多値数2の、PSK(位相シフトキーイング)、QPSK(直交位相シフトキーイング)、QAM(直交振幅変調)のいずれかでの2個の信号点配置に対応する信号点である内部信号点と、多値数2の、PSK(位相シフトキーイング)、QPSK(直交位相シフトキーイング)、QAM(直交振幅変調)のいずれかでの2個の信号点配置の外側に配置される、最大PxQ−2個の信号点である外部信号点と、から構成され、
n個の位相面の信号点が2個の前記内部信号点のみからなる場合と、
n個の位相面のうち、予め定められた所定個数の位相面のそれぞれが、信号点として、予め定められた個数の前記外部信号点を含み、残りの位相面のそれぞれが、信号点として、予め定められた個数の前記内部信号点のみからなる場合と、に場合分けし、
前記外部信号点の数と該外部信号点を用いる位相面の組み合わせに情報をもたせて、n個の変調シンボルを生成し、n組の変調シンボルで搬送波を多値変調するステップを有し、
全体で、2(pxn+q)種類(ただし、qは、0<q<pで、2(q/n)=Qをみたす整数)の信号点を伝送する、ことを特徴とする多値変調方法。
When P = 2 p (where p is a predetermined positive integer) and a predetermined positive integer A between P and 2 × P is expressed as PxQ (where Q is A / P),
Constellation about the modulation symbol, the multi-level number 2 p, PSK corresponding to (phase shift keying), QPSK (quadrature phase shift keying), 2 p number of signal points arranged at either QAM (quadrature amplitude modulation) an internal signal points are signal points, the multi-level number 2 p, PSK (phase shift keying), QPSK (quadrature phase shift keying), 2 p number of signal points arranged at either QAM (quadrature amplitude modulation) And external signal points that are maximum PxQ-2 p signal points,
a case where n phase plane signal points consist only of 2 p internal signal points;
Of the n phase planes, each of the predetermined number of phase planes includes a predetermined number of the external signal points as signal points, and each of the remaining phase planes as signal points, Cases consisting of only a predetermined number of the internal signal points are divided into cases,
Providing information on a combination of the number of external signal points and a phase plane using the external signal points, generating n modulation symbols, and multi-level modulating a carrier wave with n sets of modulation symbols,
A multi-level modulation method characterized by transmitting 2 (pxn + q) types of signal points (where q is an integer satisfying 2 (q / n) = Q with 0 <q <p).
位相面の数nを2以上の整数、
pを所定の自然数、
Pを2である自然数、
qを0<q<nである予め定められた所定の自然数、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超え、PxQを自然数とする数として、1つの位相面では最大PxQの個数の信号点を有し、
n個の位相面全体で、2(nxp+q)個の信号を伝送する変調装置であって、
各々の位相面上で、PxQ個の信号点を、P個の2に等しい信号点(「内部信号点」という)と、(PxQ−P)個の2 + / −2にほぼ等しい信号点(「外部信号点」)とに分け、
n個の全ての位相面で、前記内部信号点のみを用いる場合と、
n個の位相面のうちi個(ただし、iは1以上、n未満の所定整数)の位相面で前記外部信号点を用い、残りの(n−i)個の位相面で前記内部信号点を用いる場合とを分け、n個の位相面の全体として、2(nxp+q)種類の信号点を伝送する手段を含む、ことを特徴とする多値変調装置。
The number n of phase planes is an integer greater than or equal to 2,
p is a predetermined natural number,
P is a natural number of 2 p ,
q is a predetermined natural number that is 0 <q <n,
Exceed approximately equal 2 q / n the Q to 2 q / n, as a number of the PxQ a natural number, having a signal point of a maximum number of PxQ in one phase plane,
A modulation device that transmits 2 (nxp + q) signals across n phase planes,
On each phase plane, PxQ signal points are converted to P signal points equal to 2 p (referred to as “internal signal points”) and (PxQ−P) 2 p + q / n −2 p . Divided into approximately equal signal points ("external signal points")
Using only the internal signal points on all n phase planes;
Among the n phase planes, the external signal points are used on i phase planes (where i is a predetermined integer not less than 1 and less than n), and the internal signal points are used on the remaining (n−i) phase planes. And a means for transmitting 2 (nxp + q) types of signal points as a whole of the n phase planes.
位相面の数nを4、
pを2以上の整数、
qを1、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=5x2( -2)である自然数として、
4個の位相面上で、PxQ=5x2( -2)個の信号点配置について、4個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
4個の位相面の1つを順次選択して、前記1つの位相面でのみで、PxQ−2=2( -2)個の外部信号点を用い、残りの3個の位相面では、2個の内部信号点を用いる第2の場合とに分け、全体としては、2(4xp+1)個の信号点を伝送するステップを含む、ことを特徴とする請求項8記載の多値変調装置。
The number n of phase planes is 4,
p is an integer greater than or equal to 2,
q is 1,
Q in the number of more than approximately equal 2 1/4 to 2 1/4, as a natural number of PxQ = 5x2 (p -2),
On a four phase plane, P × Q = 5x2 for (p -2) pieces of signal point arrangement, as in the first to use a 2 p number of internal signal points in all four phase plane,
By sequentially selecting one of the four phase planes and using only one phase plane, PxQ−2 p = 2 ( p −2) external signal points and the remaining three phase planes 9. The multi-level modulation according to claim 8, wherein the multi-level modulation includes the step of transmitting 2 (4 × p + 1) signal points as a whole, divided into the second case using 2 p internal signal points. apparatus.
位相面の数nを3、
pを3以上の整数、
qを1、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=11x2( - )である自然数として、
3個(n=3)の位相面上で、PxQ=11x2( - )個の信号点配置について、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
3個の位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで、2x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では6x2( - )個及び8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、
3つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面で、3x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では、8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、
3個の全ての位相面で、2x2( - )個の外部信号点を用いる第4の場合と、
を分け、全体としては、2(3xp+1)種類の信号点を伝送する手段を備えている、ことを特徴とする請求項8記載の多値変調装置。
The number n of phase planes is 3,
p is an integer greater than or equal to 3,
q is 1,
Q by the number of more than approximately equal 2 1/3 to 2 1/3, PxQ = 11x2 - as a natural number of (p 3),
On the phase plane of the three (n = 3), PxQ = 11x2 (p - 3) for pieces of signal point arrangement, as in the first to use a 2 p number of internal signal points in all three phase plane ,
Select one of the three phase planes in sequence, use 2x2 ( p - 3 ) external signal points in only one phase plane, and 6x2 ( p - 3 ) in the remaining two phase planes and - (3 p) number of second using an internal signal point when, and 8x2
Select two of the three phase planes in sequence, use 3x2 ( p - 3 ) external signal points in the two phase planes, and 8x2 ( p - 3 ) internals in the remaining one phase plane A third case using signal points;
A fourth case using 2 × 2 ( p 3 ) external signal points in all three phase planes;
9. The multilevel modulation device according to claim 8, further comprising means for transmitting 2 (3 × p + 1) types of signal points as a whole.
位相面の数nを2とし、
pを1以上の整数、
qを1とし、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=3x2(p−1)である自然数として、
2個(n=2)の位相面上で、PxQ=3x2(p−1)個の信号点配置について、
2個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
2つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで1x2(p−1)個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では2x2(p−1)個の内部信号点を用いる第2の場合と、を分け、全体としては、2(2xp+1)種類の信号点を伝送する手段を備えている、ことを特徴とする請求項8記載の多値変調装置。
Let the number n of phase planes be 2,
p is an integer of 1 or more,
q is 1,
Q by the number of more than approximately equal 2 1/2 to 2 1/2, as a natural number of PxQ = 3x2 (p-1) ,
On two (n = 2) phase planes, for PxQ = 3 × 2 (p−1) signal point arrangements,
A first case using 2 p internal signal points on all two phase planes;
One of the two phase plane are sequentially selected, only using a 1x2 (p-1) pieces of the external signal point in one phase surface, internal 2x2 (p-1) pieces of the remaining one phase plane 9. The multi-level modulation device according to claim 8, further comprising means for transmitting 2 ( 2 × p + 1) types of signal points as a whole, which is divided from the second case using signal points.
位相面の数nを3とし、
pを2以上の整数、
qを2とし、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=7x2( -2)である自然数として、
3個(n=3)の位相面上で、PxQ=7x2( -2)個の信号点を、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
3つの位相面の1個を順次選択して、1つの位相面でのみで3x2( -2)個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では4x2( -2)個の内部信号点を用いる第2の場合と、
3個の位相面の2個を順次選択して、2個の位相面でのみで、3x2( -2)個の外部信号点の内の2x2( -2)個を用い、残りの1つの位相面では、4x2( -2)個の内部信号点を用いる第3の場合と、を分け、全体としては、2(3xp+2)種類の信号点を伝送する手段を備えている、ことを特徴とする請求項8記載の多値変調装置。
Let the number n of phase planes be 3,
p is an integer greater than or equal to 2,
Let q be 2,
Q in the number of more than approximately equal 2 2/3 2 2/3, as a natural number of PxQ = 7x2 (p -2),
On the phase plane of the three (n = 3), the PxQ = 7x2 (p -2) pieces of signal points, the first case of using a 2 p number of internal signal points in all three phase plane,
Select one of the three phase planes in sequence and use 3x2 ( p -2) external signal points on only one phase plane, and 4x2 ( p -2) internals on the remaining two phase planes A second case using signal points;
Two of the three phase planes are sequentially selected, and only 2 phase planes are used, and 2x2 ( p -2) of 3x2 ( p -2) external signal points are used, and the remaining 1 The two phase planes are separated from the third case using 4 × 2 ( p −2) internal signal points, and as a whole, have means for transmitting 2 ( 3 × p + 2) types of signal points. The multi-level modulation device according to claim 8, wherein:
位相面の数nを4とし、
pを3以上の整数とし、
qを3とし、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=14x2( - )である自然数として、
4つ(n=4)の位相面上で、PxQ=14x2( - )個の信号点を、4つの全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
4つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの3つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、
4つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、
4つの位相面の3つを順次選択して、3つの位相面でのみで4x2( - )個及び4x2( - )個及び5x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第4の場合とを分け、全体としては、2(4xp+3)種類の信号点を伝送する手段を備えている、ことを特徴とする請求項8記載の多値変調装置。
Let the number n of phase planes be 4,
Let p be an integer greater than or equal to 3,
q is 3,
Q by the number of more than approximately equal 2 3/4 to 2 3/4, P × Q = 14x2 - as a natural number of (p 3),
On the phase plane of the four (n = 4), PxQ = 14x2 - a (p 3) pieces of signal points, the first case of using a 2 p number of internal signal points in all four phase plane,
Select one of the four phase planes sequentially, use 6x2 ( p - 3 ) external signal points on only one phase plane, and 8x2 ( p - 3 ) internals on the remaining three phase planes A second case using signal points;
Select two of the four phase planes in sequence and use 6x2 ( p - 3 ) external signal points on only the two phase planes, and 8x2 ( p - 3 ) internals on the remaining two phase planes A third case using signal points;
Four sequentially selects three phase plane, only 4x2 three phase plane (p - 3) number and 4x2 (p - 3) number and 5x2 (p - 3) with a number of external signal points, in the remaining one phase faces 8x2 - separate the case (p 3) pieces of the fourth using an internal signal points, as a whole, comprises a means for transmitting the 2 (4xp + 3) types of signal points, that The multi-level modulation device according to claim 8.
P=2(ただし、pは所定の正整数)とし、Pと2Pの間の整数をPxQと表したとき、
変調シンボルに関する信号点配置が、多値数2の、PSK(位相シフトキーイング)、QPSK(直交位相シフトキーイング)、QAM(直交振幅変調)のいずれかでの2個の信号点配置に対応する信号点である内部信号点と、多値数2の、PSK(位相シフトキーイング)、QPSK(直交位相シフトキーイング)、QAM(直交振幅変調)のいずれかでの2個の信号点配置の外側に配置される、最大PxQ−2個の信号点である外部信号点と、から構成され、
n個の位相面の信号点が2個の前記内部信号点のみからなる場合と、
n個の位相面のうち、予め定められた所定個数の位相面のそれぞれが、信号点として、予め定められた個数の前記外部信号点を含み、残りの位相面のそれぞれが、信号点として、予め定められた個数の前記内部信号点のみからなる場合と、に場合分けし、前記外部信号点の数と該外部信号点を用いる位相面の組み合わせに情報をもたせて、n個の変調シンボルを生成する手段と、
n組の変調シンボルで搬送波を多値変調する変調手段を有し、
全体で、2(pxn+q)種類の信号点を伝送する、ことを特徴とする多値変調装置。
When P = 2 p (p is a predetermined positive integer) and an integer between P and 2P is expressed as PxQ,
Constellation about the modulation symbol, the multi-level number 2 p, PSK corresponding to (phase shift keying), QPSK (quadrature phase shift keying), 2 p number of signal points arranged at either QAM (quadrature amplitude modulation) an internal signal points are signal points, the multi-level number 2 p, PSK (phase shift keying), QPSK (quadrature phase shift keying), 2 p number of signal points arranged at either QAM (quadrature amplitude modulation) And external signal points that are maximum PxQ-2 p signal points,
a case where n phase plane signal points consist only of 2 p internal signal points;
Of the n phase planes, each of the predetermined number of phase planes includes a predetermined number of the external signal points as signal points, and each of the remaining phase planes as signal points, According to the case where only a predetermined number of internal signal points are included, the number of external signal points and the phase plane using the external signal points are provided with information, and n modulation symbols are provided. Means for generating;
modulation means for multi-level modulating a carrier wave with n sets of modulation symbols;
A multi-level modulation apparatus characterized by transmitting 2 (pxn + q) types of signal points as a whole.
入力データ信号を入力してn本のデータ信号列に変換するデータ列変換回路と、
前記データ列変換装置からの出力信号に基づき第1のデータ信号を生成し、前記第1のデータ信号の値から、変調シンボルを位相面での信号点配置として表した場合に、前記外部信号点を用いる位相面に対応するか判定し、前記外部信号点を用いない場合には、n個の位相面で内部信号点を用いて第1乃至第nのデータ信号を出力し、前記外部信号点を用いる場合、所定個数の位相面で外部信号点を用い、残りの位相面で内部信号点を用いて第1乃至第nのデータ信号を出力する第2のデータ変換回路と、
前記第2のデータ変換回路のn個の出力を並列直列変換する並列直列変換回路と、
前記並列直列変換回路を受けて多値変調する変調器と、
を備え、多値数P×Qで変調を行う、ことを特徴とする請求項8又は14記載の多値変調装置。
A data string conversion circuit for inputting an input data signal and converting it into n data signal strings;
When the first data signal is generated based on the output signal from the data string converter, and the modulation symbol is expressed as a signal point arrangement on the phase plane from the value of the first data signal, the external signal point If the external signal points are not used, the first to nth data signals are output using the internal signal points on the n phase planes, and the external signal points are used. A second data conversion circuit that outputs first to nth data signals using external signal points on a predetermined number of phase planes and internal signal points on the remaining phase planes;
A parallel-serial conversion circuit for parallel-serial conversion of n outputs of the second data conversion circuit;
A modulator that receives the parallel-serial conversion circuit and performs multi-level modulation;
The multi-level modulation apparatus according to claim 8, wherein the multi-level modulation apparatus performs modulation with a multi-level number P × Q.
位相面の数nを2以上の整数、
pを予め定められた所定の自然数、
Pを2である自然数、
qを0<q<nである予め定められた所定の自然数、
Qを2 / にほぼ等しく超える数でPxQを自然数とする数として、1つの位相面では、多くてもPxQに等しい自然数の個数の信号点を有し、
各々の位相面上で、PxQ個の信号点を、P個の2に等しい信号点(「内部信号点」という)と、(PxQ−P)個の2 + / −2にほぼ等しい信号点(「外部信号点」)とに分け、
n個の全ての位相面で、前記内部信号点のみを用いる場合と、
n個の位相面のうちi個(ただし、iは1以上、n未満の所定整数)の位相面で前記外部信号点を用い、残りの(n−i)個の位相面で前記内部信号点を用いる場合と、を分けて生成されるn個の変調シンボルで搬送波を変調した信号を送信する変調装置からの信号を受信して復調する多値復調方法であって、
n個の復調データに基づき、n個の全ての位相面で、前記内部信号点のみを用いる場合と、n個の位相面のうちi個(ただし、iは1以上、n未満の所定整数)の位相面で前記外部信号点を用い、残りの(n−i)個の位相面で前記内部信号点を用いる場合と、に対応させて、n個の変換データに変換して出力するステップを含む、ことを特徴とする多値復調方法。
The number n of phase planes is an integer greater than or equal to 2,
p is a predetermined natural number determined in advance,
P is a natural number of 2 p ,
q is a predetermined natural number that is 0 <q <n,
Assuming that PxQ is a natural number with Q almost equal to 2 q / n , one phase plane has at most a natural number of signal points equal to PxQ,
On each phase plane, PxQ signal points are converted to P signal points equal to 2 p (referred to as “internal signal points”) and (PxQ−P) 2 p + q / n −2 p . Divided into approximately equal signal points ("external signal points")
Using only the internal signal points on all n phase planes;
Among the n phase planes, the external signal points are used on i phase planes (where i is a predetermined integer not less than 1 and less than n), and the internal signal points are used on the remaining (n−i) phase planes. And a multi-level demodulation method for receiving and demodulating a signal from a modulation device that transmits a signal obtained by modulating a carrier wave with n modulation symbols generated separately.
Based on n demodulated data, only the internal signal points are used in all n phase planes, and i out of n phase planes (where i is a predetermined integer greater than or equal to 1 and less than n) Corresponding to the case where the external signal points are used on the phase plane and the internal signal points are used on the remaining (n−i) phase planes, and converted into n conversion data and output. A multi-level demodulation method comprising:
位相面の数nを4、
pを2以上の整数、
qを1、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=5x2( -2)である自然数として、
4個の位相面上で、PxQ=5x2( -2)個の信号点配置について、4個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
4個の位相面の1つを順次選択して、前記1つの位相面でのみで、PxQ−2=2( -2)個の外部信号点を用い、残りの3個の位相面では、2個の内部信号点を用いる第2の場合とに分け、全体としては、2(4xp+1)個の信号点を伝送する変調装置からの信号を受信して復調するにあたり、
4個の復調データに基づき、全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
4個の位相面の1つを順次選択して、前記1つの位相面でのみで、PxQ−2=2( -2)個の外部信号点を用い、残りの3個の位相面では、2個の内部信号点を用いる第2の場合とに分けて、n個の変換データを出力するステップを含む、ことを特徴とする請求項16記載の多値復調方法。
The number n of phase planes is 4,
p is an integer greater than or equal to 2,
q is 1,
Q in the number of more than approximately equal 2 1/4 to 2 1/4, as a natural number of PxQ = 5x2 (p -2),
On a four phase plane, P × Q = 5x2 for (p -2) pieces of signal point arrangement, as in the first to use a 2 p number of internal signal points in all four phase plane,
4 sequentially selects one of the phase plane, the only one phase plane, using a PxQ-2 p = 2 (p -2) pieces of external signal points, the remaining three phase plane In the second case where 2 p internal signal points are used, as a whole, when receiving and demodulating a signal from a modulation device transmitting 2 (4 × p + 1) signal points,
Based on 4 demodulated data, the first case using 2 p internal signal points on all phase planes;
By sequentially selecting one of the four phase planes and using only one phase plane, PxQ−2 p = 2 ( p −2) external signal points and the remaining three phase planes The multi-level demodulation method according to claim 16, further comprising a step of outputting n pieces of converted data separately from the second case using 2 p internal signal points.
位相面の数nを3、
pを3以上の整数、
qを1、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=11x2( - )である自然数として、
3個(n=3)の位相面上で、PxQ=11x2( - )個の信号点配置について、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
3個の位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで、2x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では6x2( - )個及び8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、
3つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面で、3x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では、8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、
3個の全ての位相面で、2x2( - )個の外部信号点を用いる第4の場合と、
を分け、全体としては、2(3xp+1)種類の信号点を伝送する変調装置からの信号を受信して復調するにあたり、
3個の復調データに基づき、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
3個の位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで、2x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では6x2( - )個及び8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、
3つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面で、3x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では、8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、
3個の全ての位相面で、2x2( - )個の外部信号点を用いる第4の場合と、
を分けて、3個の変換データを生成するステップを含む、ことを特徴とする請求項16記載の多値復調方法。
The number n of phase planes is 3,
p is an integer greater than or equal to 3,
q is 1,
Q by the number of more than approximately equal 2 1/3 to 2 1/3, PxQ = 11x2 - as a natural number of (p 3),
On the phase plane of the three (n = 3), PxQ = 11x2 (p - 3) for pieces of signal point arrangement, as in the first to use a 2 p number of internal signal points in all three phase plane ,
Select one of the three phase planes in sequence, use 2x2 ( p - 3 ) external signal points in only one phase plane, and 6x2 ( p - 3 ) in the remaining two phase planes and - (3 p) number of second using an internal signal point when, and 8x2
Select two of the three phase planes in sequence, use 3x2 ( p - 3 ) external signal points in the two phase planes, and 8x2 ( p - 3 ) internals in the remaining one phase plane A third case using signal points;
A fourth case using 2 × 2 ( p 3 ) external signal points in all three phase planes;
As a whole, when receiving and demodulating a signal from a modulation device that transmits 2 (3 × p + 1) types of signal points,
Based on three demodulated data, the first case using 2 p internal signal points in all three phase planes;
Select one of the three phase planes in sequence, use 2x2 ( p - 3 ) external signal points in only one phase plane, and 6x2 ( p - 3 ) in the remaining two phase planes and - (3 p) number of second using an internal signal point when, and 8x2
Select two of the three phase planes in sequence, use 3x2 ( p - 3 ) external signal points in the two phase planes, and 8x2 ( p - 3 ) internals in the remaining one phase plane A third case using signal points;
A fourth case using 2 × 2 ( p 3 ) external signal points in all three phase planes;
The multi-level demodulation method according to claim 16, further comprising a step of generating three pieces of converted data by dividing
位相面のnを2とし、
pを1以上の整数、
qを1とし、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=3x2(p−1)である自然数として、
2個(n=2)の位相面上で、PxQ=3x2(p−1)個の信号点配置について、
2個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
2つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで1x2(p−1)個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では2x2(p−1)個の内部信号点を用いる第2の場合と、を分け、全体としては、2(2xp+1)種類の信号点を伝送する変調装置からの信号を受信して復調するにあたり、
2つの復調データに基づき、2個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、2つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで1x2(p−1)個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では2x2(p−1)個の内部信号点を用いる第2の場合と、を分けて、対応する2つの変換データを出力するステップを含む、ことを特徴とする請求項16記載の多値復調方法。
Let n of the phase plane be 2,
p is an integer of 1 or more,
q is 1,
Q by the number of more than approximately equal 2 1/2 to 2 1/2, as a natural number of PxQ = 3x2 (p-1) ,
On two (n = 2) phase planes, for PxQ = 3 × 2 (p−1) signal point arrangements,
A first case using 2 p internal signal points on all two phase planes;
One of the two phase plane are sequentially selected, only using a 1x2 (p-1) pieces of the external signal point in one phase surface, internal 2x2 (p-1) pieces of the remaining one phase plane The second case using signal points is separated from the second case, and as a whole, when receiving and demodulating signals from a modulation device that transmits 2 ( 2 × p + 1) types of signal points,
Based on two demodulated data, the first case where 2 p internal signal points are used in all two phase planes, and one of the two phase planes is selected sequentially, and only on one phase plane. 1x2 (p-1) using the number of external signal points, in the remaining one phase plane is divided in the case of the second using 2x2 (p-1) pieces of the internal signal points, the two corresponding conversion data The multi-level demodulation method according to claim 16, further comprising: a step of outputting.
位相面の数nを3とし、
pを2以上の整数、
qを2とし、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=7x2( -2)である自然数として、
3個(n=3)の位相面上で、PxQ=7x2( -2)個の信号点を、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
3つの位相面の1個を順次選択して、1つの位相面でのみで3x2( -2)個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では4x2( -2)個の内部信号点を用いる第2の場合と、
3個の位相面の2個を順次選択して、2個の位相面でのみで、3x2( -2)個の外部信号点の内の2x2( -2)個を用い、残りの1つの位相面では、4x2( -2)個の内部信号点を用いる第3の場合と、を分け、全体としては、2(3xp+2)種類の信号点を伝送する変調装置からの信号を受信して復調するにあたり、
3個の復調データに基づき、3個の全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
3つの位相面の1個を順次選択して、1つの位相面でのみで3x2( -2)個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では4x2( -2)個の内部信号点を用いる第2の場合と、
3個の位相面の2個を順次選択して、2個の位相面でのみで、3x2( -2)個の外部信号点の内の2x2( -2)個を用い、残りの1つの位相面では、4x2( -2)個の内部信号点を用いる第3の場合と、を分けて、対応する変換データを生成するステップを含む、ことを特徴とする請求項16記載の多値復調方法。
Let the number n of phase planes be 3,
p is an integer greater than or equal to 2,
Let q be 2,
Q in the number of more than approximately equal 2 2/3 2 2/3, as a natural number of PxQ = 7x2 (p -2),
On the phase plane of the three (n = 3), the PxQ = 7x2 (p -2) pieces of signal points, the first case of using a 2 p number of internal signal points in all three phase plane,
Select one of the three phase planes in sequence and use 3x2 ( p -2) external signal points on only one phase plane, and 4x2 ( p -2) internals on the remaining two phase planes A second case using signal points;
Two of the three phase planes are sequentially selected, and only 2 phase planes are used, and 2x2 ( p -2) of 3x2 ( p -2) external signal points are used, and the remaining 1 The two phase planes are separated from the third case using 4 × 2 ( p −2) internal signal points, and as a whole, receive signals from a modulator that transmits 2 ( 3 × p + 2) types of signal points. When demodulating
Based on three demodulated data, the first case using 2 p internal signal points in all three phase planes;
Select one of the three phase planes in sequence and use 3x2 ( p -2) external signal points on only one phase plane, and 4x2 ( p -2) internals on the remaining two phase planes A second case using signal points;
Two of the three phase planes are sequentially selected, and only 2 phase planes are used, and 2x2 ( p -2) of 3x2 ( p -2) external signal points are used, and the remaining 1 17. The method according to claim 16, further comprising a step of generating corresponding conversion data separately from the third case using 4 × 2 ( p −2) internal signal points for one phase plane. Value demodulation method.
位相面の数nを4とし、
pを3以上の整数とし、
qを3とし、
Qを2 / にほぼ等しく2 / を超える数で、PxQ=14x2( - )である自然数として、
4つ(n=4)の位相面上で、PxQ=14x2( - )個の信号点配置について、4つの全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
4つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの3つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、
4つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、
4つの位相面の3つを順次選択して、3つの位相面でのみで4x2( - )個及び4x2( - )個及び5x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第4の場合とを分け、全体としては、2(4xp+3)種類の信号点を伝送する変調装置からの信号を受信して復調するにあたり、
4個の復調データに基づき、4つの全ての位相面で2個の内部信号点を用いる第1の場合と、
4つの位相面の1つを順次選択して、1つの位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの3つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第2の場合と、
4つの位相面の2つを順次選択して、2つの位相面でのみで6x2( - )個の外部信号点を用い、残りの2つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第3の場合と、
4つの位相面の3つを順次選択して、3つの位相面でのみで4x2( - )個及び4x2( - )個及び5x2( - )個の外部信号点を用い、残りの1つの位相面では8x2( - )個の内部信号点を用いる第4の場合とを分けて、対応する変換データを生成するステップを含む、ことを特徴とする請求項16記載の多値復調方法。
Let the number n of phase planes be 4,
Let p be an integer greater than or equal to 3,
q is 3,
Q by the number of more than approximately equal 2 3/4 to 2 3/4, P × Q = 14x2 - as a natural number of (p 3),
On the phase plane of the four (n = 4), PxQ = 14x2 - for (p 3) pieces of signal point arrangement, as in the first to use a 2 p number of internal signal points in all four phase plane,
Select one of the four phase planes sequentially, use 6x2 ( p - 3 ) external signal points on only one phase plane, and 8x2 ( p - 3 ) internals on the remaining three phase planes A second case using signal points;
Select two of the four phase planes in sequence and use 6x2 ( p - 3 ) external signal points on only the two phase planes, and 8x2 ( p - 3 ) internals on the remaining two phase planes A third case using signal points;
Four sequentially selects three phase plane, only 4x2 three phase plane (p - 3) number and 4x2 (p - 3) number and 5x2 (p - 3) with a number of external signal points, remaining in one phase faces 8x2 (p - 3) number of divided as in the fourth with internal signal points, as a whole, 2 (4xp + 3) type of the received signals from the modulator for transmitting the signal point And then demodulate
Based on four demodulated data, the first case using 2 p internal signal points in all four phase planes;
Select one of the four phase planes sequentially, use 6x2 ( p - 3 ) external signal points on only one phase plane, and 8x2 ( p - 3 ) internals on the remaining three phase planes A second case using signal points;
Select two of the four phase planes in sequence and use 6x2 ( p - 3 ) external signal points on only the two phase planes, and 8x2 ( p - 3 ) internals on the remaining two phase planes A third case using signal points;
Four sequentially selects three phase plane, only 4x2 three phase plane (p - 3) number and 4x2 (p - 3) number and 5x2 (p - 3) with a number of external signal points, in the remaining one phase faces 8x2 - separately in the case of (p 3) pieces of the fourth using internal signal point comprises generating the corresponding conversion data, according to claim 16, wherein the Multilevel demodulation method.
P=2(ただし、pは所定の正整数)とし、Pと2xPの間の所定の整数をPxQと表したとき、
1つの変調シンボルの信号点配置は、多値数2の、PSK(位相シフトキーイング)、QPSK(直交位相シフトキーイング)、QAM(直交振幅変調)のいずれかでの2個の信号点配置に対応する信号点である内部信号点、及び/又は、
前記内部信号点のうちの予め定められた所定個数の信号点と、多値数2の、PSK(位相シフトキーイング)、QPSK(直交位相シフトキーイング)、QAM(直交振幅変調)のいずれかでの2個の信号点配置の外側に配置される最大P×Q−2個の信号点である外部信号点のうちの所定個数の信号点、
から構成され、
(pxn+q)(ただし、2(q/n)=Q)の値をとる受信データ信号から、n個の(p+1)ビットの復調データ信号を生成する復調手段と、
前記復調手段のn個の直列出力をn個の並列出力に変換する直列並列変換手段と、
n個の前記復調データ信号を入力し、
n個の位相面の信号点が前記内部信号点のみからなる場合と、
n個の位相面のうち、予め定められた所定個数の位相面のそれぞれが、信号点として、予め定められた個数の前記外部信号点を含み、残りの位相面が、信号点として、予め定められた所定個数の前記内部信号点のみからなる場合と、
の組み合わせに対応させて、n個のデータを生成するデータ逆変換手段と、
を備えている、ことを特徴とする多値変調装置。
When P = 2 p (p is a predetermined positive integer) and a predetermined integer between P and 2 × P is expressed as PxQ,
Constellation of one modulation symbol, the multi-level number 2 p, PSK (phase shift keying), QPSK (quadrature phase shift keying), 2 p number of signal points arranged at either QAM (quadrature amplitude modulation) Internal signal points that are signal points corresponding to and / or
A signal point of a predetermined prescribed number of said internal signal point, the multi-level number 2 p, PSK (phase shift keying), QPSK (quadrature phase shift keying), either in QAM (quadrature amplitude modulation) A predetermined number of signal points among external signal points that are maximum P × Q−2 p signal points arranged outside the 2 p signal point arrangements of
Consisting of
Demodulating means for generating n (p + 1) -bit demodulated data signals from a received data signal having a value of 2 (pxn + q) (2 (q / n) = Q);
Serial-parallel conversion means for converting n serial outputs of the demodulation means into n parallel outputs;
input n demodulated data signals;
When the signal points of n phase planes consist only of the internal signal points,
Of the n phase planes, each of a predetermined number of phase planes includes a predetermined number of external signal points as signal points, and the remaining phase planes are predetermined as signal points. A predetermined number of the internal signal points only, and
Inverse data conversion means for generating n data corresponding to the combination of
A multi-level modulation device comprising:
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