JP2002124881A - 無線通信システムにおけるデータの誤り訂正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再送処理を行うことができないような通信方
式においても受信側においてリアルタイムでデータの補
間を行うことを可能とする。 【解決手段】送信側では、ユーザデータ及び誤りチェッ
ク用データが格納された複数のタイムスロットと、該ユ
ーザデータ及び誤りチェック用データが格納された複数
のタイムスロット間で、ユーザデータの排他的論理和演
算を行い、この演算結果及び誤りチェック用データを前
記ユーザデータが格納された複数のタイムスロットとは
別のタイムスロットに格納すると共に、前記ユーザデー
タが格納された複数のタイムスロット及び前記排他的論
理和演算結果が格納されたタイムスロットを受信側に送
出し、受信側では、前記排他的論理和演算結果が格納さ
れたタイムスロットから受信した前記排他的論理和演算
結果に基づいてユーザデータの誤り訂正を行う（ステッ
プ１００〜１０６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のタイムスロ
ットを使用して高速データ通信を行うＴＤＭＡ通信方式
が適用される無線通信システムにおけるデータの誤り訂
正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＨＳ（Personal Handyphone System）
に採用されているＰＩＡＦＳ（ＰＨＳInternet Access
Forum Standard）等のデータ通信では、パケット化され
たデータ系列を用いて通信を実現している。また、見な
し音声方式等のモデム通信では、通信品質の劣化に対し
て特別な対応は図られていないのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＰＨＳ等のようなＴＤ
ＭＡ方式を用いた無線通信では通信フレーム中に送受信
データを格納する時間で区切られたスロット（タイムス
ロット）を有している。高速データ通信を実現する場
合、このタイムスロットを複数用いて通信を行う。しか
しながら、無線通信のため、電波状況によって通信状態
が不安定となり、タイムスロットデータが劣化したり、
欠落するという問題が有る。したがって、無線通信経路
で発生したデータの誤まりを補間し、正しいデータを再
生させる必要が有る。

【０００４】ＰＩＡＦＳ等のパケット通信では、受信さ
れたデータに誤りが存在した場合には、そのデータパケ
ットのみを再度、送信するように基地局に対して送信要
求を出し、基地局から再送されたデータを用いて全デー
タを構築する。しかしながら、非パケット通信方式であ
るＶ．９０等の見なし音声方式の高速データ通信では、
データの再送処理を行うことができないために、タイム
スロット単独での誤り訂正能力を超えるようなデータ劣
化が発生した場合には、そのデータ系列は使用されない
ため、通信そのものが切断されるという問題が有った。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、Ｖ．９０等のデータの再送処理を行うこ
とができないような通信方式においても受信側において
リアルタイムでデータの補間を行うことができる無線通
信システムにおけるデータの誤り訂正方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、複数のタイムスロットを
使用して高速データ通信を行うＴＤＭＡ通信方式が適用
される無線通信システムにおけるデータの誤り訂正方法
において、送信側では、ユーザデータ及び誤りチェック
用データが格納された複数のタイムスロットと、該ユー
ザデータ及び誤りチェック用データが格納された複数の
タイムスロット間で、ユーザデータの排他的論理和演算
を行い、この演算結果及び誤りチェック用データを前記
ユーザデータが格納された複数のタイムスロットとは別
のタイムスロットに格納すると共に、前記ユーザデータ
が格納された複数のタイムスロット及び前記排他的論理
和演算結果が格納されたタイムスロットを受信側に送出
し、受信側では、前記排他的論理和演算結果が格納され
たタイムスロットから受信した前記排他的論理和演算結
果に基づいてユーザデータの誤り訂正を行うことを特徴
とする。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の無線通信システムにおけるデータの誤り訂正方
法において、前記ユーザデータが格納されるタイムスロ
ットは２つであり、該２つのタイムスロットに格納され
たユーザデータ間における排他的論理和演算結果を他の
１つのタイムスロットに格納して、送信側は少なくと
も、これら３つのタイムスロットを受信側に送出するこ
とを特徴とする。

【０００８】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
２に記載の無線通信システムにおけるデータの誤り訂正
方法において、受信側では、前記ユーザデータが格納さ
れた２つのタイムスロットのうちのいずれか一方のユー
ザデータに誤りが発生した場合に、誤りが発生していな
い他方のユーザデータと、前記他の１つのタイムスロッ
トに格納された排他的論理和演算結果との排他的論理和
演算を行い、該排他的論理和演算結果を該誤りが発生し
たユーザデータの復元データとすることを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、送信側では、ユーザデー
タ及び誤りチェック用データが格納された複数のタイム
スロットと、該ユーザデータ及び誤りチェック用データ
が格納された複数のタイムスロット間で、ユーザデータ
の排他的論理和演算を行い、この演算結果及び誤りチェ
ック用データを前記ユーザデータが格納された複数のタ
イムスロットとは別のタイムスロットに格納すると共
に、前記ユーザデータが格納された複数のタイムスロッ
ト及び前記排他的論理和演算結果が格納されたタイムス
ロットを受信側に送出し、受信側では、前記排他的論理
和演算結果が格納されたタイムスロットから受信した前
記排他的論理和演算結果に基づいてユーザデータの誤り
訂正を行うようにしたので、Ｖ．９０等のデータの再送
処理を行うことができないような通信方式においても受
信側においてリアルタイムでデータの補間を行うことが
できる。

【００１０】また、本発明によれば、複雑な符号化／復
号化方式を用いずに、排他的論理和演算を行うだけで、
訂正能力制限のない高性能のデータ誤り訂正機能を実現
できる。さらに、本発明によれば、データの誤り訂正を
行うのに複雑な処理を行わないので、小規模なハードウ
ェアでデータ誤り訂正機能を実現できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１に本発明が適用される
無線通信システムの構成を示す。無線通信システムの一
例として無線加入者システムを例にとり、説明する。こ
の無線加入者システムは、公衆交換電話網のうち、交換
機から加入者宅内までの間の加入者回線（アクセスネッ
トワーク）を、無線化した、所謂ワイヤレス・ローカル
・ループ（ＷＬＬ（Wireless Local Loop））システム
と称するものである。

【００１２】この無線加入者システムは、加入者回線の
オンフック／オフフック状態、音声、着信呼出等を透過
的に伝えるシステムであり、交換機からの着信呼出を検
出して加入者無線端末に伝えて電話の呼出を行ったり、
加入者（ユーザ）が電話機の受話器を上げる（オフフッ
クする）ことにより、無線チャネル及び交換機までの通
話チャネルを確立させ、通話が可能になるように構成さ
れている。この無線加入者システムには、従来の移動電
話システムを応用している場合が多い。

【００１３】図１において、公衆交換電話網１０に設け
られた交換機１２は、加入者回線Ａ，Ｂ等の加入者線、
アクセスネットワークとしての無線加入者システム２０
を介して加入者宅内の電話機３０Ａ，３０Ｂ，…，に接
続されている。無線加入者システム２０は、加入者回線
を介して交換機１２と接続されているアクセスコントロ
ーラ（ＡＣ）２２と、アクセスコントローラ（ＡＣ）２
２と接続され、加入者無線装置との間に設定される無線
チャネルの接続制御を行う基地局（ＢＳ）２４と、加入
者端末としての加入者無線装置ＳＵ−Ａ（ユーザＡ），
ＳＵ−Ｂ（ユーザＢ），…とを有している。

【００１４】加入者無線装置ＳＵ−Ａ，ＳＵ−Ｂ，…
は、それぞれ、各加入者宅内に設置され、各加入者無線
装置ＳＵ−Ａ，ＳＵ−Ｂ，…には、対応する電話機３０
Ａ，３０Ｂ，…が、それぞれ接続されている。また、加
入者Ａの宅内に設置される加入者無線装置ＳＵ−Ａは、
加入者回線Ａに接続され、加入者Ｂの宅内に設置される
加入者無線装置ＳＵ−Ｂは、加入者回線Ｂに接続される
ように加入者回線と加入者無線装置は１対１に対応して
いる。

【００１５】図２は、図１における基地局２４と、加入
者無線装置（一例として、加入者無線装置ＳＵ−Ａを例
にとり説明する）の具体的構成を示す。同図において、
基地局２４は、アンテナ２４０と、無線送受信回路２４
２と、送受信データ変復調回路２４４と、送受信データ
の誤り訂正、ならびに加入者無線装置との間に設定され
る無線チャネルの接続制御を行う回線制御回路２４６
と、各部の制御の基準となる基準信号を生成する基準信
号発生回路２４８ととを有している。また、加入者無線
装置ＳＵ−ＡはＦ、アンテナ３００と、無線送受信回路
３０２と、送受信データ変復調回路３０４と、インター
フェース部３０６と、データ処理装置３０８とを有して
いる。

【００１６】基地局２４と、加入者無線装置ＳＵ−Ａと
の間ではＴＤＭＡ方式で無線通信が行われる。本実施形
態では、ＰＨＳを例にとり説明する。ＰＨＳのタイムス
ロット構成では、１フレームが８タイムスロットで構成
され、このうち受信に４タイムスロット、送信に４タイ
ムスロットが割り当てられている。図３にＰＨＳのタイ
ムスロット構成を示す。同図において、ＣＣＨは、共通
制御チャネルのタイムスロットを示し、ＴＣＨは、個別
通話チャネルを示している。

【００１７】本発明が適用される無線加入者システム
は、高速の非パケットデータ通信を行うものである。本
発明では、送受信とも各３タイムスロットを用いて、デ
ータ通信を行う。通常、ＰＨＳの通信ではタイムスロッ
ト単独で１６ビットのＣＲＣを付加し、２ビットの訂正
と２ビットの誤り検出を行う能力を与えているが、本発
明では、この能力に加えてデータ送受信用の２タイムス
ロットに新たに、データチェック専用のタイムスロット
を付加する。

【００１８】すなわち、ＰＨＳプロトコルにおいて、６
４Ｋbpsで、例えば、ＰＣＭデータを送信する場合、デ
ータ送信用のタイムスロットとして２タイムスロットが
必要になるが、本発明では、これに加えてデータチェッ
ク専用のタイムスロットを付加するものである。図５に
送信時における共通制御チャネルに対応するタイムスロ
ットを除く個別通話チャネルに相当する３タイムスロッ
トで送信される各タイムスロットのデータ構成を示す。

【００１９】図５において、タイムスロットデータ１１
０、１１１は、ヘッダ情報（２０ビット）と、ユーザデ
ータであるＰＣＭデータ（１６０ビット）と、ＣＲＣ
（Cyclic Redundancy Check）用チェックビット（１６
ビット）とから構成されている。また、タイムスロット
データ１１２は、ヘッダ情報（２０ビット）と、タイム
スロットデータ１１０、１１１におけるユーザデータ
Ａ，Ｂの各ビット毎の排他的論理和（ＸＯＲ）演算結果
が記録されたチェック用データＣと、ＣＲＣ用チェック
ビット（１６ビット）とから構成されている。

【００２０】ここで、タイムスロットデータ１１０、１
１１、１１２におけるＣＲＣチェックビットは各タイム
スロットデータにおけるヘッダ情報及びユーザデータ、
またはヘッダ情報及びチェック用データの１８０ビット
に対して誤り検出及び誤り訂正を行うためのデータであ
る。ＣＲＣのみにより２ビットまでのデータ誤りの訂正
が可能である。

【００２１】次に本発明による誤り訂正方法について図
４に示すフローチャートを参照して説明する。図４に示
す処理は図２における基地局２４、または加入者無線装
置ＳＵ−Ａ（この加入者無線装置に限らない）のいずれ
かが受信側となる際に、受信側となる基地局２４の回線
制御回路２４６、または加入者無線装置ＳＵ−Ａのデー
タ処理装置３０８のいずれかにより実行される処理であ
る。

【００２２】図２において、加入者無線装置ＳＵ−Ａか
ら図４に示す３タイムスロット分のタイムスロットデー
タ１１０、１１１、１１２が基地局２４に対して送信さ
れたとする。これらのタイムスロットデータ１１０、１
１１、１１２を受信した基地局２４の回線制御回路で
は、受信した３つのタイムスロットデータ１１０、１１
１、１１２のうちデータ誤りが発生したタイムスロット
データが有るか否かを判定する（ステップ１００）。こ
の判定は各タイムスロットデータ１１０、１１１、１１
２についてＣＲＣ用チェックビットを用いて周知のＣＲ
Ｃ方式によりデータ誤りが有るか否かを検出することに
より行う。

【００２３】ステップ１００で３タイムスロット分のタ
イムスロットデータ１１０、１１１、１１２にデータ誤
りがないと判定された場合には、ステップ１０５に移行
し、ステップ１０５でスタイムスロットデータ１１０、
１１１におけるユーザデータＡ，Ｂが正しいデータとし
て後処理のために設定される。一方、ステップ１００
で、受信した３つのタイムスロットデータ１１０、１１
１、１１２のうちデータ誤りが発生したタイムスロット
データが有ると判定した場合には、ステップ１０１で３
ビット以上のデータ誤りが発生したタイムスロットデー
タ数は１以下であるか否かを判定する。

【００２４】ステップ１０１で３ビット以上のデータ誤
りが発生したタイムスロットデータが２以上であると判
定した場合には、データ誤りの生じたユーザデータの復
元を行うことは不可能であるので、タイムスロットデー
タ１１０、１１１におけるユーザデータＡ，Ｂは、不良
データとして扱い（ステップ１０６）、この処理を終了
する。また、ステップ１０１で３ビット以上のデータ誤
りが発生したタイムスロットデータが１以下であると判
定した場合には、ステップ１０２でデータ誤りが発生し
たタイムスロットデータはユーザデータを含むタイムス
ロットデータであるか否かを判定する。

【００２５】ステップ１０２で３ビット以上のデータ誤
りが発生したタイムスロットデータはユーザデータを含
むタイムスロットデータでないと判定した場合、すなわ
ち、３ビット以上のデータ誤りが発生したタイムスロッ
トデータがユーザデータＡ，Ｂの各ビット毎の排他的論
理和（ＸＯＲ）演算結果が記録されたチェック用データ
Ｃを含むタイムスロットデータ１１２であると判定した
場合には、ステップ１０５に移行し、そのままユーザデ
ータＡ，Ｂを優良データとして後処理のために設定し、
この処理を終了する。

【００２６】ステップ１０２で３ビット以上のデータ誤
りが発生したタイムスロットデータはユーザデータを含
むタイムスロットデータであると判定した場合、すなわ
ち、ユーザデータＡを含むタイムスロットデータ１１
０、ユーザデータＢを含むタイムスロットデータ１１１
のうちのいずれかが訂正能力を超えた３ビット以上のデ
ータ誤りが有ると判定した場合には、２ビット以下のデ
ータ誤りが有るタイムスロットデータについては誤り訂
正処理を行う（ステップ１０３）。このステップ１０３
における誤り訂正処理は、２ビット以下のデータ誤りが
有るタイムスロットデータが存在しない場合には行われ
ない。

【００２７】次いで、不良データ、すなわち３ビット以
上のデータ誤りが有るタイムスロットデータの再構築処
理が行われる。すなわち、ステップ１０３の処理を経た
後は、３ビット以上のデータ誤りが有るタイムスロット
データはタイムスロットデータ１１０、１１１のいずれ
かである。ＣＲＣ方式によりどのタイムスロットデータ
に３ビット以上の誤りが有るかが判っていいるので、ス
テップ１０４では、データ誤りが発生していないタイム
スロットデータ１１２におけるチェック用データＣと、
データ誤りがないタイムスロットデータのユーザデータ
との排他的論理和（ＸＯＲ）演算を行うことにより不良
データを復元する。

【００２８】具体的には、３ビット以上のデータ誤りが
有る不良データであるタイムスロットデータが、例え
ば、タイムスロットデータ１１０であり、データ誤りの
ないタイムスロットデータが１１１であるとすると、タ
イムスロットデータ１１０に含まれるユーザデータＡを
復元するためには、タイムスロットデータ１１２におけ
るチェック用データＣと、タイムスロットデータが１１
１に含まれるユーザデータＢとの排他的論理和（ＸＯ
Ｒ）演算を行うことにより実現できる。

【００２９】すなわち、チェック用データＣがユーザデ
ータＡとユーザデータＢとの排他的論理和であり、 Ｃ＝Ａ ＸＯＲ Ｂ （１） と表すことができるから、チェック用データＣとユーザ
データＢとの排他的論理和は、 Ｃ ＸＯＲ Ｂ＝（Ａ ＸＯＲ Ｂ）ＸＯＲ Ｂ＝Ａ ＸＯＲ（ ＢＸＯＲ Ｂ） （２） となる。ここで、Ｂ ＸＯＲ Ｂ＝０であるから、式
（２）は、 Ｃ ＸＯＲ Ｂ＝Ａ ＸＯＲ ０＝Ａ （３） となる。

【００３０】また、３ビット以上のデータ誤りが有るタ
イムスロットデータが、例えば、タイムスロットデータ
１１１であり、データ誤りのないタイムスロットデータ
が１１０である場合に、ユーザデータＢを復元する場合
も同様である。すなわち、この場合はチェック用データ
ＣとユーザデータＡとの排他的論理和をとることになる
ので、 Ｃ ＸＯＲ Ａ＝（Ａ ＸＯＲ Ｂ）ＸＯＲ Ａ＝（Ａ ＸＯＲ Ａ ）ＸＯＲ Ｂ ＝０ ＸＯＲ Ｂ＝Ｂ （４） となる。

【００３１】このように、ユーザデータを含むタイムス
ロットデータのうちいずれか１つが３ビット以上の、す
なわちＣＲＣ方式による誤り訂正能力を超えるデータ誤
りが生じてもユーザデータの復元を行うことが可能とな
る。また、３つのタイムスロットデータのうち、２以上
のタイムスロットデータに３ビット以上のデータ誤りが
発生する確率は、シミュレーションの結果、１時間乃至
１時間半に１度と報告されており、この発生確率からす
ると、本発明に係るデータの誤り訂正方法によれば、リ
アルタイムで十分にデータ補間を行うことが可能とな
り、非パケット通信方式における高品質の高速データ通
信を実現できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、送信側では、ユーザデ
ータ及び誤りチェック用データが格納された複数のタイ
ムスロットと、該ユーザデータ及び誤りチェック用デー
タが格納された複数のタイムスロット間で、ユーザデー
タの排他的論理和演算を行い、この演算結果及び誤りチ
ェック用データを前記ユーザデータが格納された複数の
タイムスロットとは別のタイムスロットに格納すると共
に、前記ユーザデータが格納された複数のタイムスロッ
ト及び前記排他的論理和演算結果が格納されたタイムス
ロットを受信側に送出し、受信側では、前記排他的論理
和演算結果が格納されたタイムスロットから受信した前
記排他的論理和演算結果に基づいてユーザデータの誤り
訂正を行うようにしたので、Ｖ．９０等のデータの再送
処理を行うことができないような通信方式においても受
信側においてリアルタイムでデータの補間を行うことが
できる。

【００３３】また、本発明によれば、複雑な符号化／復
号化方式を用いずに、排他的論理和演算を行うだけで、
訂正能力制限のない高性能のデータ誤り訂正機能を実現
できる。さらに、本発明によれば、データの誤り訂正を
行うのに複雑な処理を行わないので、小規模なハードウ
ェアでデータ誤り訂正機能を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される無線通信システムの構成
を示すブロック図。

【図２】 図１における基地局と加入者無線装置の具体
的構成を示すブロック図。

【図３】 図１に示す無線通信システムにおける通信方
式におけるタイムスロット構成を示す説明図。

【図４】 本発明に係るデータの誤り訂正方法を実施す
るための無線通信システムにおける受信側の処理内容を
示すフローチャート。

【図５】 本発明に係るデータの誤り訂正方法を実施す
るためのタイムスロットデータの構成を示す説明図。

【符号の説明】

１０ 公衆交換電話網 １２ 交換機 ２０ アクセスネットワーク ２２ アクセスコントローラ ２４ 基地局 ３０Ａ，３０Ｂ 電話機 ＳＵ−Ａ，ＳＵ−Ｂ 加入者無線装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J065 AC02 AD04 AE04 AF01 AH04 5K014 AA01 BA06 EA01 FA06 HA00 HA05 5K028 BB04 HH01 KK01 PP12 RR02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のタイムスロットを使用して高速デ
   ータ通信を行うＴＤＭＡ通信方式が適用される無線通信
   システムにおけるデータの誤り訂正方法において、送信
   側では、ユーザデータ及び誤りチェック用データが格納
   された複数のタイムスロットと、該ユーザデータ及び誤
   りチェック用データが格納された複数のタイムスロット
   間で、ユーザデータの排他的論理和演算を行い、この演
   算結果及び誤りチェック用データを前記ユーザデータが
   格納された複数のタイムスロットとは別のタイムスロッ
   トに格納すると共に、前記ユーザデータが格納された複
   数のタイムスロット及び前記排他的論理和演算結果が格
   納されたタイムスロットを受信側に送出し、受信側で
   は、前記排他的論理和演算結果が格納されたタイムスロ
   ットから受信した前記排他的論理和演算結果に基づいて
   ユーザデータの誤り訂正を行うことを特徴とする無線通
   信システムにおけるデータの誤り訂正方法。
2. 【請求項２】 前記ユーザデータが格納されるタイムス
   ロットは２つであり、該２つのタイムスロットに格納さ
   れたユーザデータ間における排他的論理和演算結果を他
   の１つのタイムスロットに格納して、送信側は少なくと
   も、これら３つのタイムスロットを受信側に送出するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにお
   けるデータの誤り訂正方法。
3. 【請求項３】 受信側では、前記ユーザデータが格納さ
   れた２つのタイムスロットのうちのいずれか一方のユー
   ザデータに誤りが発生した場合に、誤りが発生していな
   い他方のユーザデータと、前記他の１つのタイムスロッ
   トに格納された排他的論理和演算結果との排他的論理和
   演算を行い、該排他的論理和演算結果を該誤りが発生し
   たユーザデータの復元データとすることを特徴とする請
   求項２に記載の無線通信システムにおけるデータの誤り
   訂正方法。