JP2610999B2 - データ伝送装置の誤り制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 送信信号をトレリス符号化し、受信側でビィタビ復号
するデータ伝送装置の誤り制御方式に関し、 符号化・復号を開始した直後の訂正誤り発生を防止す
るため、 符号化・復号の開始から一定時間のあいだ所定の符号
化信号を伝送し、この符号化信号を連続受信した際に取
り得る遷移系列を示す評価用数値をビィタビ復号回路に
対しプリセットしておき、最初に復号化信号を受信した
際にプリセットされた評価用数値を更新して最も尤もら
いし受信遷移系列を選択して復調信号点の誤りを訂正す
るように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、送信信号を信号点の遷移を制限する遷移規
則に従って符号化し、受信側で送信側の遷移規則を利用
しても最も尤もらしい受信信号の遷移系列を選択して受
信信号の誤りを訂正する最尤復号を行なうデータ伝送装
置の誤り制御方式に関する。

データ伝送装置の高速化が年々求められており、デー
タ伝送装置の高速化に伴い伝送路の特性による伝送品質
の劣化が問題となってきている。

この伝送路特性に依存した伝送品質の劣化を防止する
ために、受信側では送信信号をある手順に則って送信す
る信号点の複素平面上での遷移を制限する遷移規則に従
って符号化し、受信側では、送信側の遷移規則を利用し
た最も尤もらしい受信信号の遷移系列を選択することに
より復調された受信点の誤りを訂正する符号化・復号の
誤り制御機能が設けられる。

受信側の復号を更に具体的に説明すると、送信側の遷
移規則に基づく複数の受信信号の遷移系列の各々につき
評価用数値をもっており、信号受信毎にその時の評価用
数値を更新し、更新された評価用数値に基づいて最も尤
もらしい受信系列を選択して復調された信号点の誤りを
訂正するものである。

また高速の伝送速度をもつデータ伝送装置にあって
は、ユーザデータの伝送開始時に、まず低速度の信号を
所定時間のあいだ送って受信側をスタートアップさせ、
その後に高速度の信号伝送に切換え、最終的にユーザデ
ータの高速伝送に移行するようにしている。

このスタート時の低速信号の伝送については符号化・
復号は行なっておらず、高速度信号の伝送に切換える時
点において、誤り制御のための符号化・復号を開始す
る。

しかし、復号化された高速信号を最初に受信して復号
する際に、最初の受信信号により更新すべき受信信号遷
移系列の評価用数値が存在せず、送信側の遷移規則から
みてう連続性が無いこととなり、そのため誤った受信信
号の遷移系列を選択し、復号誤りが発生する。

従って、復号化された信号を最初に受信した際にも復
号誤りを発生することなく正しい信号点を判定できるこ
とが望まれる。

［従来の技術］ 従来、高速の伝送速度をもつデータ伝送装置のユーザ
データの伝送開始時には、まず復号化・復号を行なわず
に所定の低速度信号をある時間伝送して受信側をスター
トアップさせ、続いて復号化・復号を開始して所定の高
速度信号を伝送して最尤復号方式による誤り制御を開始
させ、その後に復号化・復号するユーザデータの伝送に
移行するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来のデータ伝送装置の誤り制御方式にあ
っては、低速度信号の伝送から高速度信号の伝送に切換
えて符号化・復号を開始した場合に、最初の受信信号に
ついては送信側の遷移規則に基づいた受信信号の遷移系
列を選択するために更新する評価用数値が存在しないた
めに復号誤りの可能性が高く、従って、復号化・復号の
開始から所定時間の間は最尤復号による結果、即ち最尤
復号により誤り訂正された信号点の判定結果を使用せ
ず、符号化されていない場合と同様に復号前の復調信号
点をそのまま使用するようにしている。

しかし、復号化されていない場合の信号点の判定は回
線特性の影響を受け易く、復号化・復号を開始してから
復号結果を使用する一定時間を経過するまでの間の伝送
品質が劣化する問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、符号化・複合を開始した直後の訂正誤りの発生
を防止するデータ伝送装置の誤り制御方式を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

まず本発明のデータ伝送装置は送信側及び受信側に次
の装置構成を備えたものを対象とする。

まず送信側については、複素平面上での信号点の遷移
を制限する所定の遷移規則に従って送信信号を符号化す
る誤り制御符号化手段（トレリス符号手段）10と；誤り
制御符号化手段10で符号化された送信信号を変調して伝
送路12に送出する変調手段14と；ユーザデータの送信開
始時に誤り制御符号化手段10により符号化されない所定
の非符号化信号を所定時間のあいだ送出させる第１の送
出信号選択手段16と；非符号化信号の送出終了で誤り制
御符号化手段10により符号化された所定の符号化信号を
所定時間のあいだ送出させると共に、該符号化信号の送
出終了でユーザデータの送出に切換える第２の送出信号
選択手段18と；を設ける。

一方、受信側については、伝送路12の受信信号から位
相平面上の信号点を復調する復調手段20と；送信側の遷
移規則に基づく複数の受信信号の遷移系列の各々につき
評価用数値を有し、信号受信毎に該評価用数値を更新す
ると共に更新された評価用数値に基づいて最も尤もらし
い受信信号の遷移系列を選択することにより復調された
信号点の誤りを訂正する誤り制御復号手段（ビタビ復号
手段）22と；を設ける。

このようなデータ伝送装置の誤り制御方式について本
発明にあっては、非符号化信号から符号化信号の伝送に
切換わった際の最初の受信信号により更新される評価用
数値の初期値を前記誤り制御復号手段22に対し設定する
評価用数値設定手段24を設けるようにしたものである。

この評価用数値設定手段24は、所定の符号化信号を所
定数以上受信した場合に誤り制御復号手段22で取り得る
評価用数値を初期値として設定するものである。

また、第１の送出信号選択手段16は、非符号化信号と
して低速度信号発生手段26からの低速度信号を選択送出
し、更に第２の送出信号選択手段18は、符号化信号とし
て高速度信号発生手段28から高速度信号を選択送出す
る。

［作用］ このような構成を備えた本発明によるデータ伝送装置
の誤り制御方式にあっては、復号された高速度信号（所
定の符号化信号）が最初に受信された際に、この受信信
号により更新しようとする評価用数値が予め設定されて
いるため、受信側における遷移系列を選択するための評
価用数値が送信側の遷移規則からみて連続性のあるもの
となり、符号化・復号への切換え直後から正しい復号結
果を得ることができ、符号化・符号を開始した直後につ
いても伝送品質を保証することができる。

［実施例］ 第２図は本発明の一実施例を示した実施例構成図であ
る。

第２図において、送信部100と受信部200は電話回線等
の伝送路12を介して接続されており、送信部100に対す
る送信データとしてのユーザデータを誤り制御のために
符号化した後に位相変調（PSK）または直交振幅変調（Q
AM）により変調して伝送路12に送出し、一方、受信部20
0側にあっては伝送路12からの受信信号を復調し、最尤
復号方式により誤り訂正を行なってユーザデータを再生
する。

まず送信部100を説明すると、次のようになる。送信
部100には、ビット処理回路30が設けられ、ビット処理
回路30に対してはユーザ端末より送信データ（ユーザデ
ータ）が与えられ、送信データにスクランブル等のビッ
ト処理を行なった後、１変調毎に送信するビット数に区
切って出力する。例えば、ビット処理回路30は１変調当
り６ビットに区切ったビット列「Q6n Q5n Q4n Q3n Q2n
Q1n」を出力する。尚、ｎは変調数を示す整数である。

32は第２の送出信号選択手段としての選択スイッチ回
路であり、選択スイッチ回路32はビット処理回路30の出
力と高速度信号発生回路28の出力をトレリス符号回路10
に対し切り換える。即ち、選択スイッチ回路32はユーザ
データの送信に先立つスタートアップ段階で符号化及び
復号を開始した時点より所定時間の間、高速度信号発生
回路28からの高速度信号をトレリス符号回路10に出力
し、その後、ビット処理回路30からのユーザデータの出
力選択に切り換える。

トレリス符号回路10は誤り制御符号化手段を構成し、
送信信号に対し予め決められたある手順に則り送信する
信号点の複素平面上での遷移を制限する遷移規則に従っ
て誤り制御のための符号化を行なう。

更に具体的に説明するならば、トレリス符号回路10に
対しては、例えば選択切換スイッチ回路32を介してビッ
ト処理回路30より１変調毎に６ビットのビット列「Q6n
Q5n Q4n Q3n Q2n Q1n」が与えられることから、このビ
ット列の下位２ビット「Q2n Q1n」について差動符号器
とたたみ込み符号器を使用して符号化することで、冗長
１ビットを付加したサブセット「Y2n Y1n Yn」を発生
し、上位ビット「Q6n Q5n Q4n Q3n」と合わせた７ビッ
ト列、即ち６ビットに冗長１ビットを加えたビット列
「Q6n Q5n Q4n Q3n Y2n Y1n Y0n」と符号化して出力す
る。

トレリス符号回路10の出力はビット列／座標変換回路
34に与えられ、ビット列／座標変換回路34において、送
信ビット列に対応する複素平面上（位相平面上）の信号
点座標を出力する。

このビット列／座標変換回路34により変換されるトレ
リス符号回路10からの入力７ビット列に対する複素平面
上での信号点座標は、例えば第４図に示すようになる。

ビット列／座標変換回路34の出力は第１の送信受信選
択手段としての選択スイッチ回路16を介して変調回路14
に与えられる。選択スイッチ回路16はビット列／座標変
換回路34の出力と低速度信号発生回路26の出力を変調回
路14に対し切り換えるもので、ユーザデータの送信に先
立つスタートアップ段階で、まず選択スイッチ回路16は
低速度信号発生回路26の出力を選択して一定時間の間、
低速度信号を変調回路14を介して伝送路12に送出し、低
速度信号の送出が終了するとビット列／座標変換回路34
の出力、即ちトレリス符号回路10で符号化された信号出
力を選択するようになる。

変調回路14は、第４図に示した複素平面上の送信信号
点の座標入力に対する変調信号を発生し、具体的には第
４図の複素平面上の信号点入力座標における実数軸Reの
振幅値をcosωｔで振幅変調し、また虚数軸Imの振幅値
を90゜位相が進んだsinωｔで振幅変調し、これらを合
成して伝送路12に出力する。

次に受信部200の構成を説明する。

受信部200において、20は復調回路であり、伝送路12
から受信した変調信号を復調し、第４図に示すような複
素平面上における受信信号点の座標を出力する。具体的
には、受信された変調信号をcosωｔとsinωｔの各々で
同期検波するとこで実数軸Reの振幅成分と虚数軸Imの振
幅成分を再生して、受信信号点の座標データを検出す
る。

復調回路20の復調出力、即ち受信信号点の座標データ
は誤り制御復号手段としての最尤復号回路22に与えら
れ、送信側で制限される信号点の遷移規則を利用し、最
も尤もらしい受信信号の遷移系列を選択することによ
り、選択された遷移系列に従った複素平面上の最も尤も
らしい信号点座標を出力することで復調回路20か得られ
た受信信号の誤りを訂正する。

即ち、最尤復調回路22は、送信側で制限される信号点
の遷移規則で定まる複数の受信系列の各々について評価
用数値をもっており、信号を受信する毎にこの評価用数
値を更新し、更新された評価用数値により最も尤もらし
い受信信号の信号系列を選択して受信信号点の誤りを訂
正する。

最尤複合回路22により誤り訂正を受けた受信点の座標
データは、座標／ビット列変換回路36に与えられる。座
標／ビット列変換回路36は入力した複素平面上の受信点
座標に対応するビット列を出力するもので、この実施例
にあっては、１変調当り６ビットのビット列の伝送を例
にとることから、座標／ビット列変換回路36からはビッ
ト列「Q6n Q5n Q4n Q3n Q2n Q1n」が出力される。

座標／ビット列変換回路36から出力されたビット列は
ビット処理回路38に与えられ、１変調毎に区切られたビ
ット列を繋ぎ合わせると同時にデスクランブル等のビッ
ト処理を施して受信側の末端装置に対し受信データを出
力する。

更に本発明にあっては、受信部200に設けた最尤復号
回路22に対し評価用数値設定回路24を新たに設けてお
り、評価用数値設定回路24は送信部100からの送信信号
が符号化されていない低速度信号から符号化された高速
度信号に切り換った際の最初に受信される高速度信号に
より更新される評価用数値を最尤復号回路22に対し設定
する。この評価用数値設定手段24で設定する評価用数値
としては、送信部100より復号化された高速度信号を所
定数以上に受信した場合に、最尤復号回路22で取り得る
受信信号の遷移系列を表わす評価用数値を用いる。

次に第３図の動作タイミングチャートを参照して第２
図の実施例の動作を説明する。

まず、時刻t1で送信部100に対し端末側より転送要求
が行なわれると、選択スイッチ回路16が低速度信号発生
回路26側に切り換わり、低速度信号発生回路26からの低
速度信号が選択スイッチ回路16を介して変調回路14に与
えられ、変調回路14で変調された低速度信号を伝送路12
に送出する。伝送路12からの受信信号は、復調回路20で
復調されて低速度信号が再生され、受信部200に設けて
いる最尤復号回路22、座標／ビット列変換回路36、ビッ
ト処理回路38、更に他の必要な回路部のスタートアップ
動作が行なわれる。この低速度信号受信によるスタート
アップ時にあっては、最尤復号回路22による復号動作は
行なわれない。

時刻t1より一定時間、即ち所定ビット数の連続データ
に亘る低速度信号の送信が終了すると、選択スイッチ回
路16は低速度信号発生回路26の出力を切り離してビット
列／座標変換回路34の出力を変調回路14に接続する。同
時に低速度信号発生回路26の終了タイミングで点線を介
し選択スイッチ回路32がこれと同時に起動されている高
速度信号発生回路28の出力を選択してトレリス符号回路
10に対して予めこの伝送系に定められている一定のビッ
トパターンの高速度信号を供給する。

高速度信号発生回路からは固定的に定められたビット
パターンをもつ６ビットのビット列が出力され、ビット
パターンは同一パターンの繰り返しか、もしくは所定の
手順に従って変化する複数種類のビットパターンを繰り
返し出力するかのいずれかである。

選択スイッチ回路18を介して得られた高速度信号は、
トレリス符号回路10により誤り制御のための符号化処理
により冗長１ビットを付加した７ビット列に変換され、
次のビット／座標変換回路34において、第４図に示した
７ビット列に対応する複素平面上での信号点の座標デー
タに変換され、選択スイッチ回路16を介して変調回路14
で変調された後、伝送路12に出力される。

伝送路12を介して受信部200の復調回路20で符号化さ
れた最初の高速度信号が復調されて信号点座標データが
最尤復号回路22に与えられると、このタイミングを、受
信側は低速度信号の時間を図示されないタイマで計測し
て、一定時間経過した際に知る。このタイミングで最尤
復号信号回路22には評価用数値設定手段24により予め設
定されている評価用数値を受信復調された信号点座標に
基づいて更新し、更新された評価用数値に基づいて受信
信号の遷移系列に従った信号点座標となるように復調さ
た信号点座標の誤りを訂正する。

即ち、最初に符号化された高速度信号を受信した際に
は、最尤復号回路22において、それ以前に符号化された
高速度信号を復号していないために更新すべき評価用数
値も存在しないものであるが、本発明にあっては、評価
用数値設定手段24により見かけ上、既に所定数以上の高
速度信号が受信されて最尤復号されていると同じ状態を
作り出しており、従って受信側における評価用数値が送
信信号の遷移規則により見て連続制のあるものとなり、
復号化された高速度信号の送信切換え直後においても最
尤復号回路22において、正しい誤り訂正を行なうことが
できる。

最尤復号回路22で誤りが訂正された受信信号点座標
は、座標／ビット列変換回路36で６ビットのビット列に
変換された後、ビット処理回路38で変調毎に区切られた
ビット列を繋ぎ合わせた受信データに変換される。

このような時刻t2からの高速度信号の送信が一定時間
経過後の時刻t3で終了すると、送信部100の選択スイッ
チ回路32は高速度信号発生回路28の出力を切り離してビ
ット処理回路30の出力をトレリス符号回路10に接続し、
端末からユーザデータとして得られた送信データにスク
ランブル等のビット処理を施した後、１変調毎の６ビッ
ト列に区切ってトレリス符号回路10に出力し、高速度信
号と同様、誤り制御のための符号化を施して受信部200
に送出し、受信部200側で最尤復号回路22による誤り訂
正により常に正しい受信データを得ることができる。

尚、上記の実施例にあっては、１変調当り６ビットの
ビット列に区切って伝送する場合を例にとるものであっ
たが、伝送速度に応じて１変調当りのビット数は伝送速
度に応じて適宜に定めることができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、符号化及び
復号を開始した直後の受信信号の最尤復号に用いる評価
用数値が送信側の遷移規則により見て連続性のあるもの
となり、従って符号化及び複合化を開始する切換え直後
における信号点の誤り訂正における誤判定を確実に防止
し、符号化・復号化を開始した直後から誤り制御で予定
される所定の伝送品質を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図； 第２図は本発明の実施例構成図； 第３図は本発明の動作タイミングチャート； 第４図は本発明のトレリス符号化変調の信号点配置図で
ある。 図中、 10:誤り制御符号化手段（トレリス符号回路） 12:伝送路 14:変調手段（変調回路） 16:第１の送出信号選択回路（選択スイッチ回路） 18:第２の送出信号選択手段（選択スイッチ回路） 20:復調手段（復調回路） 22:誤り制御復号手段（最尤復号回路） 24:評価用数値設定手段（評価用数値設定回路） 26:低速度信号発生手段（回路） 28:高速度信号発生手段（回路） 30,38:ビット処理回路 34:ビット列／座標変換回路 36:座標／ビット列変換回路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信側に、 複素平面上での信号点の遷移を制限する所定の遷移規則
   に従って送信信号を符号化する誤り制御符号化手段（1
   0）と； 該誤り制御符号化手段（10）で符号化された送信信号を
   変調して伝送路（12）に送出する変調手段（14）と； ユーザデータの送信開始時に前記誤り制御符号化手段
   （10）により符号化されない所定の非符号化信号を所定
   時間のあいだ送出させる第１の送出信号選択手段（16）
   と； 前記非符号化信号の送出終了で前記誤り制御符号化手段
   （10）により符号化された所定の符号化信号を所定時間
   のあいだ送出させると共に該符号化信号の送出終了でユ
   ーザデータの送出に切換える第２の送出信号選択手段
   （18）と； を設け、一方、受信側には、 前記伝送路（12）の受信信号から複素平面上の信号点を
   復調する復調手段（20）と； 前記送信側の遷移規則に基づく複数の受信信号の遷移系
   列の各々につき評価用数値を有し、信号受信毎に該評価
   用数値を更新すると共に更新された評価用数値に基づい
   て最も尤もらしい受信信号の遷移系列を選択することに
   より復調された信号点の誤りを訂正する誤り制御復号手
   段（22）と； 前記非符号化信号から符号化信号の送信に切換わった際
   の最初の受信信号により更新される評価用数値の初期値
   を前記誤り制御復号手段（22）に対し設定する評価用数
   値設定手段（24）を設けたことを特徴とするデータ伝送
   の誤り制御方式。
2. 【請求項２】前記評価用数値設定手段（24）は、前記符
   号化信号を所定数以上受信した場合に前記誤り制御復号
   手段（22）で取り得る評価用数値を設定することを特徴
   とする請求項１記載のデータ伝送の誤り制御方式。
3. 【請求項３】前記第１の送出信号発生手段（16）は、前
   記非符号化信号として低速度信号発生手段（26）からの
   低速度信号を選択送出し、 また前記第２の送出信号選択手段（18）は、符号化信号
   として高速度信号発生手段（28）からの高速度信号を選
   択送出することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送
   装置の誤り制御方式。