JP2852408B2

JP2852408B2 - データ伝送方法

Info

Publication number: JP2852408B2
Application number: JP6065657A
Authority: JP
Inventors: 享秀神尾
Original assignee: JUSEISHO TSUSHIN SOGO KENKYUSHOCHO
Current assignee: JUSEISHO TSUSHIN SOGO KENKYUSHOCHO
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JPH07250116A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信システム、特に高
能率ディジタル変調を用いた通信システムに利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の通信システムでは、伝送路の平均
的な特性によりひとつの変調方式を決め、この変調方式
と伝送路特性により、あらかじめ回線設計を行なう。あ
るいは、文献（小牧省三：「可変容量マイクロ波方式に
関する検討」、電子情報通信学会論文誌、Ｂ−ＩＩ、Ｊ
７３−Ｂ−ＩＩ、Ｎｏ．１０、１９９０年１０月）にあ
るように、伝送路特性の状態に応じて、最適な送信帯域
幅、最適な変調方式を選択して通信を行い、伝送容量の
増大を図る適応変調方式がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】変調方式を固定した場
合には、伝送路状態が良好な場合にも、同じ変調方式で
伝送するため、伝送路が良好な場合に多くの情報が送れ
る変調方式とくらべて、無駄があった。また、適応変調
方式においては、伝送路の状態に応じて、伝送速度が可
変となるため、データ伝送、パケット伝送などへの適用
は、考えられるが、ディジタル符号化した音声の伝送な
どの一定伝送速度で通信を行なう場合には、適用が難し
かった。

【０００４】

【課題を解決すための手段】そこで、本発明において
は、伝送路を推定し、その変動に応じて最適な送信用帯
域幅、変調方式を決定し、送信する適応変調方式におい
て、推定した伝送路の情報及び、送信用データが蓄積さ
れている送信側一時記憶部の記憶容量の使用状況の情報
に基づいて送信帯域幅、変調方式を決定し、送信側一時
記憶部のデータを決定された帯域幅、変調方式に基づき
送信し、受信側では、受信側一時記憶部で受信データを
蓄積し、一定速度で出力する。ここで、「推定」とは、
入力した信号から、あらかじめ作成した予測のためのア
ルゴリズムに従った計算を行い、予測することとする。

【０００５】

【実施例】次に、本発明にかかるデータ伝送方法の基本
原理を図１に基づいて説明する。伝送路推定部１１にお
いて、伝搬路の状態、例えば、受信レベル、遅延波によ
るひずみ等を推定し、この推定値及び、送信側一時記憶
部１４のデータが空になる、または、満杯になるかの使
用状況をもとにして、送信変調方式決定部１２で送信す
る変調方式を決定し、送信部１３では、送信側一時記憶
部１４よりのデータを送信変調方式決定部１２で決定さ
れた通りに変調し、送信する。

【０００６】適応変調受信部１５では、受信データ及
び、伝搬路の推定値を用いて、送信データを復号する。
復号されたデータは、受信側一時記憶部１６において記
憶され、接続されるシステムの伝送速度に応じたタイミ
ングでデータを出力する。

【０００７】ただし、通信を始めるときには、あらかじ
め決めておいた変調方式で通信を行い、その後に上記の
方法に切り換える。

【０００８】また、変調方式を多値直交変調とし、送信
と受信を同一搬送波周波数で時間を分けて交互に伝送を
行なう時分割多重伝送に、本発明を適用した場合につい
て説明する。同一搬送波周波数を用いることにより、受
信信号と送信信号が、ほぼ同様な伝搬路状態になるた
め、送信信号の伝搬路状態を推定することができる。ま
た、以下では、多値直交変調の多値数を変調レベルと呼
ぶ。

【０００８】図２に実施例の構成図を示す。アンテナ２
１ａで受信された信号は帯域通過フィルタ部２２ａによ
って帯域外の雑音が除去された後、自動利得調整部２３
により、受信レベル変動を補償する。直交復調部２４で
は、信号処理を行なうため、同相成分及び直交成分に分
離され、各成分ごとに、アナログ・ディジタル変換部２
５ｂ及び、２５ｃによりディジタルデータに変換され
る。変換されたディジタルデータは、それぞれ、適応受
信処理部２６に送られる。適応受信処理部２６では、デ
ィジタル信号処理プロセッサにより、伝搬路状態の推
定、受信信号の歪補償、判定、受信データの出力が行な
われる。送信制御部２７では、適応受信処理部２６から
の推定された伝搬路の状態及びアナログ・ディジタル変
換部２５ａにより変換された自動利得調整部２３よりの
受信強度信号のディジタルデータより、送信変調レベル
を決定し、入力された送信データを変調部に出力する。
変調部２８では、送信制御部２７で決定された変調レベ
ルにより、送信制御部２７に一時記憶された送信データ
を変調する。その後、帯域通過フィルタ部２２ｂで帯域
制限が行なわれ、アンテナ２１ｂより送信される。

【０００９】図３に伝送のフレームフォーマットを示
す。パイロットシンボル３２は、フェージングひずみを
補償するための既知信号である。変調レベル情報３３
は、送信した変調レベル示す情報で、常に、４値直交振
幅変調で変調される。情報データ３４は、送られる情報
である。立ち上がり用シンボル３１及び、立ち下がり用
シンボル３５は、それぞれ、フレームの初め及終わりで
の過渡現象による、周波数スペクトルの広がりを防ぐた
めのものである。

【００１０】図４に適応受信処理部２６の詳細を示す。
フェージング歪推定・補償部４１では、受信信号の同相
成分のディジタル値Ａ及び、直交成分のディジタル値Ｂ
を入力し、既知のパイロットシンボル３２の位置のデー
タを用いて、フェージングのひずみを補償し、同時に得
られるフェージング変動の情報信号Ｃを出力する。上記
の手段は、例えば、送信側において伝送すべき信号の系
列中に定期的に既知のシンボル（パイロットシンボルま
たは、フレームシンボルと呼ばれる）を挿入し、受信側
では、受信されたパイロットシンボルから伝送路のひず
みを検出し、受信信号にその逆の特性の操作をすること
により補償する方法で、文献（三瓶政一：「陸上移動通
信用１６ＱＡＭのフェージングひずみ補償方式」、電子
情報通信学会論文誌、Ｂ−ＩＩ、Ｊ７２−Ｂ−ＩＩ、Ｎ
ｏ．１、１９８９年１月）に示されている。変調方式推
定部４２では、補償後のデータを用いて、４値直交振幅
変調に固定し、図３のフォーマットの場合は、３箇所に
同じデータを用いて信頼性を向上させた変調レベル情報
３３のデータを復号し、変調レベルを決定する。変調レ
ベル情報３３の数は任意であるが、多く用いることによ
り、誤った変調レベルに決定する確率を小さくすること
が出来る。判定部４３では、決定された変調レベルで、
情報データ３４を復号する。受信側一時記憶部４４で
は、復号されたデータを記憶し、音声信号をディジタル
伝送する、データ伝送装置などの接続される伝送速度一
定のシステムのクロック信号Ｄのタイミングで受信側一
時記憶部４４に蓄積されているデータを一定量で出力す
る。

【００１１】図５に、送信制御部２７の詳細を示す。送
信変調方式決定部５１では、自動利得調整部２３の受信
強度情報Ｆ、適応信号処理部２６からのフェージング変
動情報Ｃ及び、送信側一時記憶部５２の使用状況をもと
にして、送信変調レベルを決定する。この送信レベルの
決定に際して、送信側一時記憶部５２の使用状況に余裕
がある場合は、受信状態が良好ならば変調レベルを大き
くし、受信状態がわるいときには変調レベルを小さくす
るように制御される。また、送信側一時記憶部５２の容
量が満杯になりそうな場合には、一定とする伝送速度と
同程度の伝送容量となる変調レベル以上に決定し、空に
なりそうな場合には、一定とする伝送速度と同程度の伝
送容量必要な変調レベル以下に決定する。

【００１２】図６に、伝送速度１６ｓｙｍｂｏｌ／ｓ、
パイロットシンボル長１シンボル、データ長１５シンボ
ルとし、自動利得調整部が理想的に動作し、伝搬路の推
定は、送信時の変動レベルが理想的に推定できたと仮定
した場合に、従来方式で１６値直交振幅変調（１６ＱＡ
Ｍ、変調シンボル当り４ビット伝送ができる）伝送を行
なった場合と、本発明を適用して、送信停止及び、４値
直交振幅変調（変調シンボル当り２ビット伝送ができ
る）から６４値直交振幅変調（変調シンボル当り５ビッ
ト伝送ができる）を切り替え、バッファが満杯の場合
は、１６ＱＡＭで伝送する方式の場合の平均Ｅｓ／Ｎｏ
（シンボル当りの電力対雑音電力密度比）に対する平均
ビット誤り率特性の計算機シミュレーションによる結果
を示す。

【００１３】従来の変調方式を１６ＱＡＭに固定した方
式を適用した場合を○印、本発明を適用した場合を●印
で示す。また、伝搬路モデルとしては、レイリー分布を
する一様フェージングを用い、フェージングの最大ドッ
プラ周波数は４０Ｈｚとした。

【００１４】図６より、本発明を適用すると平均Ｅｓ／
Ｎｏが２０ｄＢ付近、すなわち、平均誤り率が大きいと
きの誤り率が大幅に改善されることがわかる。これは、
誤り訂正符号化による改善方式、空間ダイバーシチ、周
波数ダイバーシチ及び、時間ダイバーシチなどにはない
特徴である。伝搬路状態の推定方式を変更することによ
り、異なった平均Ｅｓ／Ｎｏでの特性も改善できる。

【００１５】なお、上記では、無線伝送の場合について
説明しているが、有線伝送においても、伝送路の特性が
変化する場合には、本発明の適用が可能である。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、適応変調方式に伝送速度
の調節機能を付加することにより、伝送速度が一定のシ
ステムへの適用が可能になった。従って、従来の適応変
調方式では困難だった音声伝送などの通信が行えるよう
になった。また、変調方式を固定とする方式との比較に
おいては、誤り率の改善ができる。このため、少ない電
力で、高能率な通信回線を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】本発明の実施例の構成図である。

【図３】伝送フレームフォーマットである。

【図４】本発明の適応受信処理部の詳細な構成図であ
る。

【図５】本発明の送信制御部の詳細な構成図である。

【図６】本発明を適用した場合のフェージング条件下
におけるビット誤り率特性である。

【符号の説明】

１１・・・伝送路推定部１２・・・送
信変調方式決定部１３・・・送信部１４・・・送
信側一時記憶部１５・・・適応変調受信部１６・・・受
信側一時記憶部２１ａ・・・受信アンテナ２１ｂ・・・送
信アンテナ２２ａ・・・帯域通過フィルタ部２２ｂ・・・帯
域通過フィルタ部２３・・・自動利得調整部２４・・・直
交復調部２５ａ・・・アナログ・ディジタル変換部２５ｂ・・・アナログ・ディジタル変換部２５ｃ・・・アナログ・ディジタル変換部２６・・・適応受信処理部２７・・・送
信制御部２８・・・変調部３１・・・立ち上がり用シンボル３２・・・変
調レベル情報シンボル３３・・・パイロットシンボル３４・・・情報
データシンボル３５・・・立ち下がり用シンボル４１・・・フェージング歪推定・補償部４２・・・変調方式推定部４３・・・判
定部４４・・・受信側一時記憶部５１・・・送信変調方式決定部５２・・・送
信側一時記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−159148（ＪＰ，Ａ) 電子情報通信学会論文誌、ＶＯＬ．Ｊ 73−Ｂ−ＩＩ、［10］（1990−10）、ｐ．498−503 電子情報通信学会論文誌、ＶＯＬ．Ｊ 75−Ｂ−ＩＩ、［６］（1992−６）、ｐ．325−337 1994年電子情報通信学会春季大会講演論文集、［分冊２］、（1994−３− 10）、ｐ．２−372 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送路を推定し、その変動に応じて最適
な送信の帯域幅、変調方式を決定し、送信する適応変調
方式において、推定した伝送路の情報及び、送信用デー
タが蓄積されている送信側一時記憶部の記憶容量の使用
状況の情報に基づいて、常に一定速度でデータを受け入
れられるように、送信帯域幅、変調方式を決定し、送信
側一時記憶部のデータを決定された帯域幅、変調方式に
基づき送信し、受信側では、受信側一時記憶部で受信デ
ータを蓄積し、常に一定速度で出力することを特徴とす
るデータ伝送方式。