JPS6333028A

JPS6333028A - 信号検出方式

Info

Publication number: JPS6333028A
Application number: JP61176357A
Authority: JP
Inventors: Susumu Otani; 進大谷
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-07-26
Filing date: 1986-07-26
Publication date: 1988-02-12
Also published as: DE3787594T2; EP0255065A3; US4967413A; CA1289259C; AU591790B2; EP0255065A2; JPH0450778B2; EP0255065B1; AU7615187A; DE3787594D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は信号検出方式に関し、特に例えば衛星通信シス
テムの如く誤りデータの受信確率を極めて小さい値に設
定しようとする通信システムに好適な信号検出方式に関
する。

（従来の技術）第４図は従来の信号検出方式の構成例を示す。

この信号検出方式は、誤り訂正復号器１０１と、ＣＲＣ
誤り検出器１０２と、ユニークワード検出器１０３と、
出力回路３００とを基本的に備える。

入力端子１００へ供給されるバースト信号１は、第５図
に示す如く、データ（ＤＡＴＡ）とこのデータの開始位
置を示すために前置されるユニークワード（ＵＷ）とで
構成される。データは、送信側においてＣＲＣ符号化お
よび誤り訂正符号化がなされたものである。このバース
ト信号１は誤り訂正復号器１０１とユニークワード検出
器１０３へそれぞれ入力する。

ユニークワード検出器１０３は、バースト信号１からユ
ニークワード（ＵＷ）を検出し、データ（ＤＡＴＡ）の
到来を通知する到来信号４を出力回路３００へ送出する
。ユニークワードは、周知のように、固定符号語からな
る。

一方、誤り訂正復号器１０１は、バースト信号１中のデ
ータ（ＤＡＴＡ）について誤り訂正符号の復号化をなし
、その復号化データ２をＣａＯ誤り検出器１０２へ送出
する。

ＣａＯ誤り検出器１０２は、復号化データ２についてサ
イクリックチエツクを行い、受信データの正否を判定し
、受信データを出力データ３として外部へ送出するとと
もに、判定結果信号６を出力回路３００へ送出する。

その結果、出力回路３００は、到来信号４が入力し、か
つ判定結果信号６の内容が「誤りなし」であるとき、外
部へ信号検出信号７を送出し、出力データ３は誤りのな
いデータである旨を報知する。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、ユニークワードの検出とＣａＯ誤りなしとでも
って誤りのない正しいデータを受信できたとする従来の
信号検出方式では、誤りデータの受信確率の低減化を区
ることが困難で、通信回線の信頼度を高めることができ
ないという問題点がある。

即ち、ユニーク・ワードの検出においては、ユニークワ
ードがデータの如き誤り訂正技術の適用がないので、符
号誤り率が極めて高く、不検出と誤検出が問題となるの
である。Ｎをユニークワード語長、εを許容誤りビット
数、Ｐ＠をビット誤り率とすると、不検出確率Ｐ、と誤
検出確率Ｐｒはそれぞれ式（１）、同（２）で表される
。

Ｐ、＝　ΣＮＣＩ　Ｐ−’　（Ｉ　　Ｐ＠）　Ｎ−’　
　−−−−−−一・−（１”）１８＆＋１ｐｒ＝＝Σｓｃ＋（＋）”　　　　　　−・−一一一・
−（２）ｍＯこの不検出確率Ｐ、と誤検出確率Ｐ「は、ユニークワー
ド語長Ｎを長くすれば小さくすることができる。しかし
、そうすると、ユニークワード語長とデータ長との比が
小さくなり、伝送効率が低下するので、Ｐ、とＰ、を小
さくすることは困難である。さらに、衛星通信のデータ
伝送方式がスロット付アロハ方式のように任意の時に送
信するランダムアクセス方式である場合には、信号到来
が予測できないので、常に信号検出を行わねばならない
が、この場合には単位時間当りの誤検出回数はＰ、・ｆ
、（ｆ、は信号速度）となり、大きな値となる。なお、
参考までに、Ｎ＝３２におけるＰ、とＰ、の数値例を第
６図に示す。

また、ＣａＯ誤り検出においては、その検出能力は、一
般には、生成多項式の次数と誤りビット数との関係から
決定される。衛星通信では衛星電力の有効利用、地上局
の小型化等の要請から高能率の誤り訂正方式が導入され
ているので、誤り訂正符号の復号化データの誤り率は極
めて小さい。

しかし、ユニークワードの誤検出が一度でも発生すると
、つまり誤り訂正復号器にランダム信号が入力するとそ
の出力信号もランダム信号となる。

このようなランダム信号に対してＣａＯ誤り検出器は誤
りなしと判定する場合と誤りありと判定する場合がある
。具体的に言えば、ＣａＯ誤り検出では１６次の生成多
項式が一般に良く用いられているが、この場合には、１
６ビツト以下の誤りは完全に検出できるが１７ビツト以
上の誤りに対しては誤りが検出できる場合と検出できな
い場合があるのである。誤りがデータ中にあるにも拘ら
ず誤り無しと判定すると、データを扱う端末は正常デー
タとして取り込み時には重大な運用障害を発生させる原
因となる。そして、１７ビツト以上の誤りを含むデータ
が誤り無しと判定される確率は１／２”＝１．５Ｘ１０
−’　　であるので（猪瀬他「データ通信」産報の８７
頁〜９１頁に示されている）。

伝送速度を５６　ｋｂｐｓとし、誤検出確率Ｐｃを２．
６Ｘ１０−４　（第６図においてε＝＝６の場合）とす
ると、１秒当りのデータすり抜は頻度は２．６Ｘ１０−
’Ｘ５６Ｘ１０ＳＸ１．５Ｘ１０−’＝ＺＩＸ１０−’
回／秒となる。このことは約１時間に１回程度′の割合
で誤りデータの誤受信があることを意味し、通信回線の
信頼性を低下させる原因となっているのである。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、信号検出の要件に回線品質を加味することにより、
誤りデータの受信確率を極めて小さくできる信号検出方
式を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明の信号検出方式は次
の如き構成を有する。

即ち、本発明の信号検出方式は、ＣＲＣ符号化および誤
り訂正符号化がなされたデータとこのデータに前置され
るユニークワードとで構成される受信バースト信号を受
けて該受信バースト信号がら前記ユニークワードを検出
するユニークワード検出器と；　前記受信バースト信号
を受けて前記データについて誤り訂正符号の復号化を行
う誤り訂正復号器と；　この誤り訂正復号器の復号化デ
ータを受けてＣａＯ誤り検出を行うＣａＯ誤り検出器と
：　前記誤り訂正復号器の入出力状態または復号化状態
のいずれか一方に基づいて回線品質を検出する回線品質
検出器と：　前記ユニークワード検出器、ＣａＯ誤り検
出器および回線品質検出器の各出力を受けて信号検出の
信号を出力する出力回路と；　を備えたことを特徴とす
る。

（作　用）次に、前記の如き構成を有する本発明の信号検出方式の
作用を説明する。

ユニークワード検出器は、ＣＲＣ復号化および誤り訂正
符号化がなされたデータとこのデータに前置されるユニ
ークワードで構成される受信バースト信号を受けて該受
信バースト信号から前記ユニークワードを検出し、その
検出信号を出力回路へ送出する。

誤り訂正復号器は、前記受信バースト信号を受けて前記
データについて誤り訂正符号の復号化を行い、その復号
化データをＣａＯ誤り検出器へ送出する。

ＣａＯ誤り検出器は、この誤り訂正復号器の復号化デー
タを受けてＣａＯ誤り検出を行い、その検出結果を出力
回路へ送出する。

そして、回線品質検出器は、前記誤り訂正復号器の入出
力状態または復号化状態のいずれか一方に基づいて回線
品質を検出し、その検出結果を出力回路へ送出する。

出力回路は、ユニークワードの検出があり、ＣａＯ誤り
検出結果の内容が誤りなしであり、かつ回線品質検出結
果の内容が所定のものく例えばある閾値以下である等）
である場合に、信号検出の信号を出力する。

以上説明したように、本発明の信号検出方式によれば、
信号検出の要件に回線品質を加味するようにしたので、
仮りにユニークワード検出器がユニークワードを誤検出
し、またはＣａＯ誤り検出器が誤りデータを誤りなしと
判定したとしても、回線品質が所定のものでない場合に
は、信号検出の信号を出力しないようにすることができ
る。

従って、誤りデータ（雑音等）を正しいデータとして扱
う確率が極めて小さくなり、信頼度の高い通信回線を構
成することができる効果がある。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明の一実施例に係る信号検出方式を示す。なお
、従来例と同−構成部分には同一名称符号を付し、その
説明を省略する。

この第１実施例においては、誤り訂正復号器１０１に並
列に回線品質検出器１０４を設け、この回線品質検出器
１０４の出力である検出信号５を到来信号４と判定結果
信号６と共に出力回路１０５へ入力させである。

この回線品質検出器１０４は、誤り訂正復号器１０１の
出力、即ち復号化データ２を再符号化し、これと誤り訂
正復号器１０１の入力、即ちバースト信号１中のデータ
とを比較し、伝送路誤りを推定するもので、その推定値
が所定の閾値以下のとき検出信号５を出力するようにな
っている。

今、回線品質検出器１０４においてビット誤りの判定に
要する検出判定時間、即ち判定対象となる単位ビット数
を１０’　　ビットとし、誤り訂正復号器１０１の入力
符号の誤り率を３．８Ｘ１０−２（同期時：　５ＹＮＣ
）　、または　２Ｘ１０−１　　（非同期時：ＡＳＹＮ
Ｃ）とすると、非同期時の誤り計数分布ＰＡ（ｎ）はＰＡ（ｎ　）　＝８ｅ−”０−−−−一一一（３）とな
り、また同期時の誤り計数分布ｐｓ（ｎ）は４０　”　
　−４０−−−−−−−−−−（４）Ｐｓ（ｎ）＝　　
□！　ｅとなる、ここに、ｎは前記検出判定時間（１０３ビツト
）における誤りビットの計数個数である。

第２図は、前記式（３）、同（４）および判定誤り確率
　１−Σ　Ｐｓ（ｎ）、同ΣＰＡ（ｎ）とを誤りビット
個数ｎを種々変えた場合（ｎ＝０〜３００を示す）の数
値例を示す、なお、１−ΣＰｓ（ｎ）　　ト＋１−０ Σ　ＰＡ（ｎ）　　におけるＮは判定閾値である。

＋１＋０第２図において、縦軸は誤って正しいと判定する確率を
示し、１０−８　以下は図示してないが、例えば判定閾
値ＮをＮ＝１００とした場合、即ち誤りビット個数ｎが
ｎ＝１００である場合には、ユニークワードの誤検出後
に、誤って正しいと判定する確率は１０−９以下となる
ことが理解できる。

従って、信号検出基準を■ユニークワードの検出、■伝
送路誤りが判定閾値Ｎ以下（Ｎ＝、１００とすれば、判
定誤り確率は　１０−９となる）、■ＣＲＣ誤り検出な
しく前記数値例ではデータすり抜は頻度は　２．１Ｘ１
０−’）の３条件が整った場合とすれば、単位時間当り
のデータすり抜は頻度は２、Ｉ　Ｘ　１０−４Ｘ　１０
−９＝ＺＩ　Ｘ　１０−１３　　回／秒絢１回／１０５
年となり、十分無視しうる値となる。

次に、第３図は本発明の他の実施例を示す。

この第２実施例においては、前記誤り訂正復号器１０１
の代りに、最尤復号器であるビタビ復号器２０１を用い
たもので、回線品質検出器２０２はこのビタビ復号器２
０１内のメトリックを用いて回線品質を推定するように
構成される。

ビタビ復号器２０１は、最尤復号を行う過程において、
バースト信号１から算出したブランチメトリックを積算
し、各ステート状態（例えば拘束長＝７では６４のステ
ート状態）でのメトリックを有する。このメトリックを
用いて同期判定を行い、回線品質を推定する方式は各種
考えられるがこの実施例では次の如くして構成しである
。

即ち、回線品質検出器２０２は、最大メトリック検出器
２１０と、最小メトリック検出器２１１と、減算器２１
２と、加算器２１３と、コンパレータ２１４と、遅延回
路２１５と、時間設定器２１６とで基本的に構成される
。

最大メトリック検出器２１０と最小メトリック検出器２
１１とは、ビタビ復号器２０１における全ステート状態
のメトリック中の最大メトリックおよび最小メトリック
をそれぞれ検出し、減算器２１２へ送出する。

減算器２１２は、最大メトリックと最小メトリック間の
差を求め、それを加算器２１３へ送出する。

時間設定器２１６は、加算器２１３→遅延回路２１５→
加算器２１３の閉ループにおける積分時間を例えば１秒
間として設定し、それを遅延回路２１５へ与える。遅延
回路２１５は例えば１ビツト遅延素子からなる。この閉
ループにおける積分結果はコンパレータ２１４へ与えら
れる。

コンパレータ２１４は、この入力した積分結果と適宜設
定される閾値との大小関係を比較し、積分結果が閾値を
越える場合は同期していると判断し、また下廻る場合は
非同期と判断する。

この判断結果が回線品質の良否を与えるものであり、前
記検出信号５である。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の信号検出方式によれば、
信号検出の要件に回線品質を加味するようにしたので、
仮りにユニークワード検出器がユニークワードを誤検出
し、またはＣＲＣ誤り検出器が誤りデータを誤りなしと
判定したとしても、回線品質が所定のものでない場合に
は、信号検出の信号を出力しないようにすることができ
る。

従って、誤りデータ（雑音等）を正しいデータとして扱
う確率が極めて小さくなり、信頼度の高い通信回線を構
成することが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成ブロック図゛、第２図
は伝送路誤りの確率・密度の分布を示す図、第３図は本
発明の他の実施例の要部構成ブロック図、第４図は従来
例の構成ブロック図、第５図はバースト信号の構成を示
す図、第６図はユニークワードの不検出・誤検出の確率
分布を示す図である。１０１・・・・・・誤り訂正復号器、　１０２・・・・
・・ＣＲＣ誤り検出器、　　１０３・・・・・・ユニー
クワード検出器、　１０４，２０２・・・・・・回線品
質検出器、１０５・・・・・・出力回路、２０１・・・
・・・ビタビ復号器。代理人　弁理士　　八　幡　　義　博ふりバ０様戦１４犬のＡ板倒（Ｉ）第１図木片ジー８′／ｌイ５号ノ少二ュ夏シ「大Ｉλ３網１ｊ
昏イ列（］〕第　３　図ま炙りピットイ岡［（ｎ）イスよ（ア５トづじ町１励メｌＦ−・発受襄第　２　図３θθ く東／ｌ傅号、挟瓜ざ木の逮Ａ戊イ列＄４　ｇＵＷ−一一一・・〜ユニークワードＤＡＴＡ−−−−テ゛−タノＸ゛−スト傅号のぶ１メくイ列半５図

Claims

【特許請求の範囲】

ＣＲＣ符号化および誤り訂正符号化がなされたデータと
このデータに前置されるユニークワードとで構成される
受信バースト信号を受けて該受信バースト信号から前記
ユニークワードを検出するユニークワード検出器と；前
記受信バースト信号を受けて前記データについて誤り訂
正符号の復号化を行う誤り訂正復号器と；この誤り訂正
復号器の復号化データを受けてＣＲＣ誤り検出を行うＣ
ＲＣ誤り検出器と；前記誤り訂正復号器の入出力状態ま
たは復号化状態のいずれか一方に基づいて回線品質を検
出する回線品質検出器と；前記ユニークワード検出器、
ＣＲＣ誤り検出器および回線品質検出器の各出力を受け
て信号検出の信号を出力する出力回路と；を備えたこと
を特徴とする信号検出方式。