JP2000286762A - 半二重通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半二重通信システムにおいて通信品質を向上
させる。 【解決手段】 自局の送受信機から、初回の通信タイミ
ングで品質推定メモリ３７に予め保持した品質推定信号
３ｇを無線機４４から送信し、相手局の送受信機では、
受信した品質推定信号と品質推定信号メモリ５０に予め
保持した同一な品質推定信号とにより算出部５１で歪を
算出し、生成器５２が歪を打ち消すための歪補正情報信
号を生成する。歪補正情報信号は相手局から自局へ送信
され、自局では、歪補正情報信号に基づいて補正器４２
で送信データ信号を予め補正して送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半二重通信方式で通
信を行うシステムに関し、特に、無線機で発生する非線
形歪や伝送路で発生するマルチパスの影響を軽減するこ
とにより通信品質を改善するため半二重通信システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】半二重通信方式は、例えば、ＰＴＴ（Pu
sh to Talk、或いは、Press to Talk）制御信号により
通信を開始する方式であり、通話者のスイッチ操作によ
りＰＴＴ制御信号を発生させれば送信状態となり、スイ
ッチ操作によりＰＴＴ制御信号を停止させれば受信状態
になる方式である。従来の半二重通信システムの一例と
して、１６ＱＡＭ変復調器を有する音声通信システム
を、その送信側装置（自局）の構成を示す図３と、その
受信側装置（相手局）の構成を示す図４を参照して説明
する。

【０００３】まず、図３に示す自局において、マイク１
から入力されたアナログ音声信号１ａはＡ／Ｄ変換器２
によってディジタル信号１ｂに変換され、次に、音声符
号化器３によってデータの符号化が行われ、符号化され
たデジタル信号データ１ｃがバッファメモリ４に格納さ
れる。そして、自局の通話者のスイッチ操作によってＰ
ＴＴ制御器５からＰＴＴ制御信号１ｄが送出されると、
バッファメモリ４からフレーム生成器６へ任意の長さに
切り出された送信信号（デジタル信号データ）１ｅが出
力され、フレーム生成器６で該送信信号１ｅとトレーニ
ング信号メモリ７から出力されたトレーニング信号１ｆ
とによってフレーム化が行われる。

【０００４】フレーム化された信号１ｇはデータマッピ
ング器８に入力され、４ビットデータを１シンボルとし
た１６値データに変換され、変換された１６値データは
符号化変調するために信号空間上にマッピングされ、変
調側Ｉ／Ｑ信号１ｈとして出力される。そして、この変
調側Ｉ／Ｑ信号１ｈは直交変調器９で位相がπ／２異な
るキャリア周波数で直交変調処理され、ディジタル変調
信号１ｉとして出力され、このディジタル変調信号１ｉ
はＤ／Ａ変換器１０で音声帯域信号１ｊに変換され、無
線機１１で使用する周波数帯域の無線機出力信号１ｋに
変換されてアンテナ１２から伝送路に送出される。

【０００５】一方、図４に示す相手局においては、上記
の自局無線機１１から送出された無線機出力信号１ｋが
当該相手局の無線機入力信号２ａとして無線機２１で受
信され、音声帯域信号２ｂに変換される。この音声帯域
信号２ｂはＡ／Ｄ変換器２２によってディジタル受信信
号２ｃに変換され、ディジタル受信信号２ｃは直交検波
器２３で直交検波処理された後、復調側Ｉ／Ｑ信号２ｄ
として出力される。復調側Ｉ／Ｑ信号２ｄは同期処理器
２４に入力され、フレーム同期・シンボル同期処理でデ
ータの先頭を検出され、再構成されたフレームデータ２
ｅとして等化処理器２５へ出力される。

【０００６】等化処理器２５では、当該相手局が予め備
え持つ送受共通既知のトレーニング信号と、自局で付加
されたトレーニング信号とを使用して、伝送路で受けた
歪みの補償を行い、等化後Ｉ／Ｑ信号２ｆを出力する。
等化後Ｉ／Ｑ信号２ｆはデータデマッピング器２６に入
力され、１シンボルを４ビットとする信号２ｇに変換さ
れて、バッファメモリ２７に格納される。バッファメモ
リ出力信号２ｈは音声復号器２８で音声復号処理されて
再生音声信号２ｉとして出力され、再生音声信号２ｉは
Ｄ／Ａ変換器２９によってアナログ音声信号２ｊに変換
されてスピーカ３０から出力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したシステムは既
存のアナログ無線通信方式上で、符号化音声信号をモデ
ムによって線形変調を行って伝送する方式であるが、従
来ではアナログ音声信号を伝送するために使用されてい
たため、線形変調データの伝送を行うために最適である
とはいえなかった。

【０００８】すなわち、無線機のＡＧＣ（Automatic Ga
in Control）やリミッタの振幅の変動によって発生する
歪み、或いは、パワーアンプを非線形領域で使用するこ
とにより発生する非線形歪みなどによって線形変調した
データの振幅情報が失われてしまう場合がある。このよ
うな影響が考えられる既存のアナログ無線通信方式上で
は、マイク１や無線機１１、２１のパワーアンプの入出
力レベルの調整を手動で行って或る程度以上の通信品質
を維持しているのが現状である。また、有線伝送路にお
いても同様なことがいえるが、特に、無線伝送路では外
乱の影響を受け易く、伝送において送信信号が変動して
正常に通信できない事態も生ずる。

【０００９】本発明は上記従来の事情に鑑みなされたも
ので、有線無線を問わず、半二重通信システムにおいて
通信品質を向上させることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の送受信
機と第２の送受信機との間で半二重通信方式でデータ通
信を行う半二重通信システムにおいて、第１の送受信機
と第２の送受信機とそれぞれ備えた品質推定信号メモリ
に同一の品質推定信号を予め保持させている。まず、第
１の送受信機で、品質推定信号送信手段により品質推定
信号メモリに保持された品質推定信号を送信信号として
第２の送受信機へ送信する。そして、第２の送受信機
で、品質推定信号受信手段により品質推定信号を受信す
ると、歪算出手段により受信した品質推定信号と自己の
メモリに保持された品質推定信号とから送信信号に生じ
た歪を検出し、歪補正情報生成手段により検出された歪
に基づいて当該歪を打ち消すための歪補正情報信号を生
成する。

【００１１】そして、第２の送受信機の歪補正情報信号
送信手段により、生成された歪補正情報信号を第１の送
受信機へ送信し、第１の送受信機が、歪情報信号受信手
段により当該歪補正情報信号を受信し、歪補正手段によ
り当該歪補正情報信号に基づいて送信するデータ信号を
補正する。したがって、第１の送受信機から以後送信さ
れるデータ信号は、上記の歪を打ち消した状態で第２の
送受信機で受信される。

【００１２】また、本発明に係る半二重通信システムで
は、通信開始時点、或る送信データのまとまりを単位と
して当該データの送信開始時点、予め設定した時間や送
信回数の周期毎の初期時点等といった任意の初回送信タ
イミングで、第１の送受信機が、制御手段により品質推
定信号メモリから品質推定信号を読み出させて、当該品
質推定信号を品質推定信号送信手段から送信させる。そ
して、第２の送受信機では、制御手段により品質推定信
号を受信した直後の送信タイミングにおいて当該品質推
定信号に基づいて生成した歪補正情報信号を歪補正情報
信号送信手段から送信させる。

【００１３】また、本発明に係る半二重通信システムで
は、第１の送受信機と第２の送受信機との間の通信は固
定長の送信信号にトレーニング信号を付加したフレーム
で行い、第１の送受信機では、制御手段により送信デー
タ信号に代えて品質推定信号をフレームに含ませて品質
推定信号送信手段から送信させ、第２の送受信機では、
制御手段により送信データ信号に代えて歪補正情報信号
を歪補正情報信号送信手段から送信させる。

【００１４】また、本発明に係る半二重通信システム
は、有線伝送路を介しての通信にも勿論適用されるが、
好ましい態様として、第１の送受信機と第２の送受信機
とは、信号を送受信する手段として無線通信手段をそれ
ぞれ備えて無線通信を行う。そして、第１の送受信機と
第２の送受信機との品質推定信号メモリには、無線通信
部による通信処理で生ずる振幅歪を推定するための振幅
歪推定信号を品質推定信号として保持し、第２の送受信
機では、受信した振幅歪推定信号と自己のメモリに保持
された振幅歪推定信号とから歪算出手段が送信信号に生
じた歪を検出し、検出された振幅歪に基づいて歪補正情
報生成手段が当該歪を打ち消すための歪補正情報信号を
生成する。

【００１５】また、本発明に係る半二重通信システム
は、伝送歪の補正にも適用でき、第１の送受信機と第２
の送受信機との品質推定信号メモリには、伝送路で生ず
る送信信号の変動を推定するための伝送路状況推定信号
を品質推定信号として保持し、第２の送受信機では、受
信した伝送路状況推定信号と自己のメモリに保持された
伝送路状況推定信号とから歪算出手段が送信信号に生じ
た歪を検出し、検出された歪に基づいて歪補正情報生成
手段が当該歪を打ち消すための歪補正情報信号を生成す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の半二重通信システムの一
実施形態として、１６ＱＡＭ変復調器を有する音声通信
システムを図１を参照して説明する。なお、本例のシス
テムでは送受信を行う双方の局が共に図１に示す構成を
有する送受信機を使用して通信を行うものとする。ま
た、以下の説明では、送信を開始した方の局（送受信
機）を自局と称し、当該送信を受信して通信を開始する
局（送受信機）を相手局と称している。

【００１７】まず、自局の送信部において、マイク３１
から入力されたアナログ音声信号３ａは、Ａ／Ｄ変換器
３２によってディジタル信号３ｂに変換され、ディジタ
ル信号３ｂは音声符号化器３３によって符号化が行わ
れ、符号化データ信号３ｃはバッファメモリ３４に格納
される。自局に備えられた図外の制御部が自局における
通信を管理しており、当該制御部が初回の送信時には、
品質推定信号メモリ３７に予め保持されている品質推定
信号３ｇを該符号化データ信号３ｃに代えて送信するた
め、初回送信／通常送信切替信号３ｅによって切替器３
５を同図に示す位置に切り替え、初回送信／通常送信切
替信号３ｆによって切替器３６を同図に示す他方の位置
に切り替え、品質推定信号メモリ３７から品質推定信号
３ｇをフレーム生成器３８へ出力させる。

【００１８】次いで、通話者のスイッチ（図外）の操作
によって送出されるＰＴＴ制御器信号３ｈにより、フレ
ーム生成器３８ではトレーニング信号メモリ３９から出
力されるトレーニング信号（本例では、ユニークワード
ＵＷ）３ｉと品質推定信号３ｇとで図２のように構成さ
れたフレーム３ｊが生成され、当該フレーム信号３ｊが
データマッピング器４０に出力される。データマッピン
グ器４０ではフレーム化された送信信号３ｊの４ビット
データを１シンボルとしたデータに変換し、符号化変調
するために信号空間上にマッピングし、変調側Ｉ／Ｑ信
号３ｋとして出力する。この変調Ｉ／Ｑ信号３ｋは直交
変調器４１で互いの位相がπ／２異なるキャリア周波数
で直交変調処理され、ディジタル変調信号３ｌとして出
力される。

【００１９】このディジタル変調信号３ｌは、後述する
ように補正器として機能する乗算器４２を介してＤ／Ａ
変換器４３に入力され、Ｄ／Ａ変換器４３で音声帯域信
号３ｍに変換される。そして、この音声帯域信号３ｍが
無線機４４で使用する周波数帯域の無線機出力信号３ｎ
に変換され、無線伝送路に送出される。

【００２０】一方、相手局の受信部では、上記した自局
の無線機４４から送出された無線機出力信号３ｎを相手
局無線機受信信号３ｏとして相手局無線機４４で受信
し、音声帯域信号３ｐに変換する。この音声帯域信号３
ｐはＡ／Ｄ変換器４５によってディジタル受信信号３ｑ
に変換され、直交検波器４６に入力されて直交検波処理
された後、復調側Ｉ／Ｑ信号３ｒとして出力される。こ
の復調側Ｉ／Ｑ信号３ｒは同期処理器４７に入力され、
フレーム同期・シンボル同期処理でフレームの先頭を検
出され、再構成されたフレームデータ３ｓを等化処理器
４８へ出力する。

【００２１】等化処理器４８では自局の送信部で付加さ
れたトレーニング信号３ｉを使用して伝送路で受けた歪
みの補償を行い、等化後受信信号３ｔを品質推定信号検
出器４９へ出力する。品質推定信号検出器４９により、
等化後受信信号３ｔから自局の送信部でフレームのデー
タ部に挿入された品質推定信号３ｇの検出が行われる。
そして、検出された品質推定信号３ｕと品質推定信号メ
モリ５０から読み出された品質推定信号３ｖが品質推定
信号歪算出器５１に入力され、品質推定歪の算出が行な
われる。なお、この品質推定信号メモリ５０には自局が
送信した品質推定信号３ｇと同じ品質推定信号３ｖを予
め記憶している。

【００２２】これら両品質推定信号に基づいて品質推定
信号歪算出器５１が算出した歪算出結果３ｗは歪補正情
報生成器５２に入力され、自局の無線機４４での送信処
理で発生する振幅歪みを打ち消す歪補正情報信号３ｘが
生成され、歪補正情報信号メモリ５３に格納される。こ
のメモリ５３に格納された歪補正情報信号は、相手局に
おける次の送信タイミングで自局へ送信される。

【００２３】すなわち、相手局の送信部では、品質推定
信号を受信した直後の送信開始時に、歪補正情報信号メ
モリ５３に格納された歪補正情報信号３ｙを上記した自
局の送信部での処理と同様にして、バッファメモリ３４
に格納された送信データ信号の代わりに送信するため、
当該相手局の制御部（図外）が、初回送信／通常送信切
替信号３ｅによって切替器３５を同図に示す位置に切り
替え、初回送信／通常送信切替信号３ｆによって切替器
３６を同図に示す位置に切り替えて、歪補正情報信号メ
モリ５３から歪補正情報信号３ｙをフレーム生成器３８
へ出力させる。

【００２４】そして、通話者のスイッチ（図外）の操作
によって送出されるＰＴＴ制御信号３ｈにより、フレー
ム生成器３８ではトレーニング信号メモリ３９から出力
されるトレーニング信号３ｉと歪補正情報信号３ｙとか
ら図２のように構成されたフレーム３ｊを生成し、この
フレーム信号３ｊを自局について上記したと同様にして
無線機４４から送信信号３ｎとして自局へ送信する。す
なわち、相手局は、自局から送信された品質推定信号に
基づいて受信信号の歪を補正するための情報を生成し、
当該歪補正情報信号を自局に送り返すことによって、下
記のように自局がデータ信号の次の送信処理を予め補正
することが行われる。

【００２５】一方、自局の受信部において、相手局の無
線機４４から送出された無線機出力信号３ｎは自局無線
機受信信号３ｏとして自局無線機４４で受信されて音声
帯域信号３ｐに変換される。この音声帯域信号３ｐはＡ
／Ｄ変換器４５によってディジタル受信信号３ｑに変換
され、直交検波器４６に入力される。直交検波器４６で
はディジタル受信信号３ｑを直交検波処理した後、復調
側Ｉ／Ｑ信号３ｒを出力する。

【００２６】この復調側Ｉ／Ｑ信号３ｒは同期処理器４
７に入力され、フレーム同期・シンボル同期処理でフレ
ームの先頭を検出し、再構成されたフレームデータ３ｓ
を等化処理器４８へ出力する。等化処理器４８では相手
局の送信部で付加されたトレーニング信号３ｉを使用し
て、伝送路で受けた歪みの補償を行い、等化後受信信号
３ｔをデータマッピング器５４へ出力する。等化後受信
信号３ｔはデータデマッピング器５４で１シンボルが４
ビットのデータに変換され、受信信号３ｚとして出力さ
れる。

【００２７】自局の受信部の初回受信の場合には、制御
手段からの初回受信／通常受信切替信号３ａａによって
切替器５５が同図に示す位置とは他の位置に切り替えら
れ、受信信号ｚに含まれる歪補正情報信号３ａｂが歪補
正情報信号メモリ５６に格納される。そして、自局の送
信部において、制御部からの初回送信／通常送信切替信
号３ｅによって、切替器３５を通常送信を行う位置（同
図に示す位置とは他の位置）に切り替え、バッファメモ
リ３４をフレーム生成器３８へ接続して、歪補正情報信
号メモリ５６から読み出した歪補正情報信号３ａｃを用
いた補正を加えて、通常のデータ送信処理を行う。

【００２８】歪補正情報信号３ａｃを用いた送信信号の
補正は、直交変調後のディジタル変調信号３ｌに乗算器
４２で歪補正情報信号３ａｃを乗算することによって行
われ、乗算することによって得られた補正後ディジタル
変調信号は、上記したと同様にしてＤ／Ａ変換器４３で
アナログ変換され、無線機４４から送信される。

【００２９】そして、相手局の受信部において、制御手
段からの初回受信／通常受信切替信号３ａａによって切
替器５５がデマッピング後受信信号３ｚがバッファメモ
リ５７に格納される位置に切り替えられ、切替器出力信
号３ａｄがバッファメモリ５７に格納される。バッファ
メモリ５７から出力された受信信号３ａｅは音声復号器
５８で音声復号処理され、再生音声信号３ａｆとして出
力される。再生音声信号３ａｆはＤ／Ａ変換器５９によ
ってアナログ音声信号３ａｇに変換され、スピーカ６０
から出力される。

【００３０】なお、上記の例では変復調方式として１６
ＱＡＭを用いたシステムを説明したが、本発明は、ＢＰ
ＳＫ、ＱＰＳＫその他方式を用いたシステムでも実施す
ることができ、上記と同様な作用効果を得ることができ
る。また、本発明は無線通信に限らず、有線通信にも適
用することができ、上記と同様な作用効果を得ることが
できる。また、上記の例では品質推定信号を振幅歪を検
出するための信号としたが、伝送路での信号の変動を推
定するために信号としてもよく、このようにすれば、伝
送路で生ずる歪を補正することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、半二重通信システ
ムにおいて、送受信共通の品質推定信号を利用し、自局
で付加された品質推定信号を相手局で受信し、予め相手
局の持つ品質推定との歪を検出、その歪情報を自局にフ
ィードバックし、再度自局から送信する際に歪を打ち消
す情報を付加することで、無線機で発生する非線形歪や
伝送路で発生するマルチパスによる信号歪みの影響とし
て軽減することができ、通信品質を向上させることがで
きる。また、マイクや無線機でのパワーアンプの入出力
レベルの調整を無くすことができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る半二重通信システ
ムの構成図である。

【図２】 半二重通信システムの通信フレーム構成の一
例を示す図である。

【図３】 従来の半二重通信システムの送信側の装置構
成を示す図である。

【図４】 従来の半二重通信システムの受信側の装置構
成を示す図である。

【符号の説明】

３５、３６、５５：切替器、 ３７：品質推定信号メモ
リ、４２：乗算器（補正器）、 ４４：無線機、４９：
品質推定信号検出器、 ５０：品質推定信号メモリ、５
１：品質推定信号歪算出器、 ５２：歪補正情報生成
器、５３：歪補正情報信号メモリ、 ５６：歪補正情報
信号メモリ、

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の送受信機と第２の送受信機との間
   で半二重通信方式でデータ通信を行う半二重通信システ
   ムにおいて、 第１の送受信機と第２の送受信機とに、同一の品質推定
   信号を予め保持した品質推定信号メモリをそれぞれ備
   え、 第１の送受信機に、 品質推定信号メモリに保持された品質推定信号を送信信
   号として第２の送受信機へ送信する品質推定信号送信手
   段を備え、 第２の送受信機に、 品質推定信号を受信する品質推定信号受信手段と、 受信した品質推定信号と自己のメモリに保持された品質
   推定信号とから送信信号に生じた歪を検出する歪算出手
   段と、 検出された歪に基づいて当該歪を打ち消すための歪補正
   情報信号を生成する歪補正情報生成手段と、 生成された歪補正情報信号を第１の送受信機へ送信する
   歪補正情報信号送信手段と、を備え、 更に、第１の送受信機に、 歪補正情報信号を受信する歪情報信号受信手段と、 送信するデータ信号を受信した歪補正情報信号に基づい
   て補正する歪補正手段と、を備えたことを特徴とする半
   二重通信システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の半二重通信システムに
   おいて、 第１の送受信機に、初回の送信タイミングにおいて品質
   推定信号メモリから品質推定信号を読み出させて、当該
   品質推定信号を品質推定信号送信手段から送信させる制
   御手段を備え、 第２の送受信機に、品質推定信号を受信した直後の送信
   タイミングにおいて当該品質推定信号に基づいて生成し
   た歪補正情報信号を歪補正情報信号送信手段から送信さ
   せる制御手段を備えたことを特徴とする半二重通信シス
   テム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の半二重通信システムに
   おいて、 第１の送受信機と第２の送受信機との間の通信は固定長
   の送信信号にトレーニング信号を付加したフレームで行
   い、 第１の送受信機では、制御手段により送信データ信号に
   代えて品質推定信号をフレームに含ませて品質推定信号
   送信手段から送信させ、 第２の送受信機では、制御手段により送信データ信号に
   代えて歪補正情報信号を歪補正情報信号送信手段から送
   信させることを特徴とする半二重通信システム。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
   記載の半二重通信システムにおいて、 第１の送受信機と第２の送受信機とは、信号を送受信す
   る手段として無線通信手段をそれぞれ備え、 第１の送受信機と第２の送受信機との品質推定信号メモ
   リには、無線通信部による通信処理で生ずる振幅歪を推
   定するための振幅歪推定信号を品質推定信号として保持
   し、 第２の送受信機では、受信した振幅歪推定信号と自己の
   メモリに保持された振幅歪推定信号とから歪算出手段が
   送信信号に生じた歪を検出し、検出された振幅歪に基づ
   いて歪補正情報生成手段が当該歪を打ち消すための歪補
   正情報信号を生成することを特徴とする半二重通信シス
   テム。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
   記載の半二重通信システムにおいて、 第１の送受信機と第２の送受信機との品質推定信号メモ
   リには、伝送路で生ずる送信信号の変動を推定するため
   の伝送路状況推定信号を品質推定信号として保持し、 第２の送受信機では、受信した伝送路状況推定信号と自
   己のメモリに保持された伝送路状況推定信号とから歪算
   出手段が送信信号に生じた歪を検出し、検出された歪に
   基づいて歪補正情報生成手段が当該歪を打ち消すための
   歪補正情報信号を生成することを特徴とする半二重通信
   システム。