JP2702303B2 - データ通信方式 - Google Patents
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Description
誤り訂正を行うデータ通信方式に係り、特に小容量衛星
通信システムに好適なデータ通信方式に関する。
信方式のシステムの開発がVSAT(Very Small Apert
ure Terminal)システム等を中心として活発になって来
た。これらのシステムでは、畳み込み符号を用いた強力
な誤り訂正方式が導入されているが、装置小形化及び機
器コスト低減の要請からパイロット送受信方式は採用さ
れないので、衛星系で生ずる周波数変動に対する受信側
での周波数追従は受信側自身で捕捉/追従することが要
求される。そこで、従来の受信装置では復調器を例えば
図3に示すように構成し、同期の確立が行えるようにし
ている。
だ受信変調波であり、この受信変調波201はミキサ2
03の一方の入力となっている。このミキサ203は、
他方の入力に可変周波数形の局部発振器202の出力が
与えられ、これに基づき周波数誤差を含んだ受信変調波
201を中間周波数帯の変調波204に変換し、復調部
205に出力する。
備え、入力された中間周波数帯の変調波204から搬送
波を再生し、その再生搬送波信号を用いて復調した復調
データ206を出力する。
復調データ206が正しく変調波を捕捉して復調した正
しい復調データか否か、即ち、復調器の同期が確立した
か否かを判定し、その判定結果たる同期/非同期の情報
を掃引制御部208に出力する。この判定部207は、
復調器の同期確立を復調器単独で行うことが困難である
ことから設けられているもので、通常、図4に示すよう
に構成される。これについては後述するが、これは文献
「衛星通信用符号化率可変誤り訂正装置のLSI化」
(大谷 他:信学技報IT87−19)に示されている
方式に従ったものである。
結果出力を受けて、非同期時には局部発振器202の出
力たる局部発振周波数を周期的に掃引し、同期が確立す
ると掃引を停止し同期期間内それを保持する。以上の動
作によって、復調部205は、入力される中間周波数帯
の変調波204は周波数誤差が補正除去されるので、正
しく復調した復調データ206を出力できることにな
る。
5が出力する復調データであり、この復調データ301
は誤り訂正復号器302と遅延回路305とに入力す
る。即ち、復調データ301は、ビタービ復号器や逐次
復号器等からなる誤り訂正復号器302にて伝送路での
誤りが訂正されて復号され情報源である復号データ30
3となり、さらに再符号化器304にて再度畳み込み符
号化され伝送路での誤りが殆ど除去された再符号化デー
タ306となる。
305にて誤り訂正復号器302の復号に要する時間だ
け遅延される。この復調遅延データ307は、伝送路で
の誤りを含んでいる。
データ307とをEOR(排他的論理和回路)308に
て比較して伝送路上での誤りを推定する。そして、この
推定エラー309をBER測定回路310にて一定時間
積分してビット・エラー・レイト(BER)を算出し、
そのBER311を同期回路312にて所定のスレッシ
ョルドと比較して誤り訂正回路の同期/非同期の判定を
する。この同期/非同期の情報が掃引制御部208に与
えられる。
の同期/非同期によって同期確立の判定を行う従来の方
式では、復調部の搬送波再生回路の擬似同期に起因する
誤り訂正回路の擬似同期という問題がある。この擬似同
期は、搬送波再生回路が擬似同期したときに再生された
復調データが間違った符号語となり、間違った伝送デー
タとして誤り訂正復号器が復号するため、恰も誤り訂正
回路の同期が確立したかのように振る舞う現象である。
以下、この擬似同期の現象を説明する。
込み符号を用いる場合、タイム・スロットにおける送信
符号語(Cn ,p 、Cn ,q )は、情報データをDn と
すると、次の数式1、同2となる。なお、両式におい
て、+は、排他的論理和を示している。
号器においては、受信搬送波fc と再生搬送波frcとの
周波数誤差Δfがシンボル・レイトfs の整数分の1の
とき、即ち、次の数式3で示すようなときに搬送波再生
回路が擬似同期の状態となる。
−1)シンボル毎に極性反転を起こし位相がπシフトす
る。元来、位相変化により情報を伝達するPSK方式等
の通信方式では、位相のπシフトが周波数誤差Δfによ
るものかどうかの判定を復調器自身で行うことはできな
い。
がQPSK方式で伝送されるとし、Δf=fs /2(f
s はシンボルレート)のとき搬送波再生回路の擬似同期
によって生ずる復調データは、次の数式4、同5とな
る。なお、数式4、同5において、バー付きのCはCの
反転を示す。
数式6、同7のように表せる。
る。
9、同10のように表せる。
を用いる。
ある。
して次の数式13を得る。
している。
数式15を得る。
q はそれぞれDn .を情報データとする符号語となってい
る。従って、このとき誤り訂正回路が同期したと判断
し、その結果擬似同期が生ずる。
器の内部で入力される2系列のデータ列がパラレル/シ
リアル変換されて次の数式16で示すような1列のデー
タ列となると仮定し、受信側では逆に復調器内部でシリ
アル/パラレル変換されて2系列のデータ列に戻される
と仮定する。
PSK方式ではfs /2である周波数誤差Δfに対し
て、BPSK方式ではfs /2k(k=±1、±2、…
…)である周波数誤差Δfに対して、誤り訂正回路の擬
似同期が生ずる。このような場合、判定部207は掃引
停止命令をだすので、送信側はDn を送っているにも拘
らず受信側ではDn .として復号することになり、復号デ
ータは永久に間違ったデータとなる。
さないで円滑な通信をなし得るようにしたデータ通信方
式を提供することにある。
に、本発明のデータ通信方式は次の如き構成を有する。
即ち、本発明のデータ通信方式は、小容量衛星通信を行
うデータ通信方式であって、伝送しようとする送信情報
データに同期したユニーク・ワード・データを生成する
ユニーク・ワード生成器と; 前記送信情報データと前
記ユニーク・ワード・データとを多重化するユニーク・
ワード多重回路と; 前記ユニーク・ワード多重回路の
出力データを畳み込み符号化し2系列の畳み込み符号を
出力する畳み込み符号化器と; 前記2系列の畳み込み
符号それぞれを変調して変調波信号として出力する変調
器とを有する送信装置と、受信した前記変調波信号を復
調して2系列の受信符号化データを出力する復調部と;
前記2系列の受信符号化データを受けて誤り訂正を行
い受信ユニーク・ワード多重データを出力する誤り訂正
復号器と; 前記受信符号化データと前記受信ユニーク
・ワード多重データとを受けて前記復調器の同期確立を
判定し判定結果の同期/非同期に対応してFEC(Forwa
rd Error Correction)同期/非同期信号を出力するFE
C同期判定部と; 前記受信ユニーク・ワード多重デー
タを受けてユニーク・ワードの検出を行いユニーク・ワ
ード検出信号を出力するユニーク・ワード検出器と;
前記ユニーク・ワード検出信号を受けてフレーム同期確
立を判定し判定結果の同期/非同期に対応してフレーム
同期/非同期信号を出力するフレーム同期判定部と;前
記FEC同期/非同期信号を受けてそれがFEC同期信
号であれば前記復調部の掃引を停止するとともに、内部
タイマに前記フレーム同期判定部がフレーム同期を判定
するのに十分な時間をセットして動作させ、その内部タ
イマがタイムアウトしない間、前記フレーム同期/非同
期信号を監視し、フレーム同期すれば復調部の掃引を停
止したままで内部タイマをリセットし、フレーム同期が
とれず内部タイマがタイムアウトすれば復調部の掃引停
止を解除し、再度周波数追従を行わすべく掃引を開始す
る掃引制御部と; 前記受信ユニーク・ワード多重デー
タと前記ユニーク・ワード検出信号とを受けて情報デー
タとユニーク・ワード・データとを分離し受信情報デー
タを出力するユニーク・ワード分離回路とを有する 受信
装置とを備え、受信データを正しく復号したのちユニー
クワードデータを識別して、前記復調部の搬送波再生に
おいて生起する擬似同期に基づいて起因する前記誤り訂
正回路の擬似同期による復号データの誤り出力を抑止す
ることを特徴とするデータ通信方式である。
る。本発明の送信装置では、情報データにユニーク・ワ
ード・データを付加したデータを符号化して伝送する。
また、本発明の受信装置では、伝送されてきた受信デー
タを復号した後にユニーク・ワード・データを識別す
る。従って、受信装置では、復調器は擬似同期を起こさ
ないで正しく復調動作をなし得る。よって、本発明の送
信装置と受信装置とを備えるデータ通信方式とすれば、
円滑な通信をなし得る小容量衛星通信システムの構築が
可能となる。
する。図1は、本発明のデータ通信方式において用いる
送信装置(図1(a))及び受信装置(図1(b))の
一構成例を示す。図1(a)において、ユニーク・ワー
ド生成器3は、伝送しようとする送信情報データ2に同
期したユニーク・ワード・データ4を生成する。これら
送信情報データ2とユニーク・ワード・データ4とはユ
ニーク・ワード多重回路5にて多重化されユニーク・ワ
ード多重データ6となり畳み込み符号化器7に入力す
る。
多重データ6を畳み込み符号化して2系列の畳み込み符
号列(8、9)を形成する。これらの符号列(8、9)
は、前述した数式1、同2に相当するものであるが、そ
れぞれ第1チャネル及び第2チャネルの送信データとし
て変調器10にて変調され、送信変調波11として伝送
路へ送出される。
は、伝送路から取り込んだ受信変調波13を復調して2
系列の受信符号化データ(15、16)を形成出力す
る。誤り訂正復号器17は、2系列の受信符号化データ
(15、16)を受けて誤り訂正を行い受信ユニーク・
ワード多重データ18を出力する。FEC同期判定部2
3は、2系列の受信符号化データの一方のデータ15と
受信ユニーク・ワード多重データ18とを受けて、復調
部14の同期確立を判定しFEC同期/非同期信号24
を掃引制御部25に対して出力する。
示してある。掃引制御部25は、掃引制御信号26によ
って復調部14の掃引とその停止の制御をするが、以上
説明した動作過程においては、掃引制御部25は、復調
部14を掃引制御し(ステップ21)、FEC同期判定
部23からFEC同期/非同期信号24が入力すると、
そのFEC同期/非同期信号24の内容を判定し(ステ
ップ22)、それが「非同期」であればステップ21に
戻って掃引を継続する。一方、それが「同期」であれば
掃引を停止し(ステップ23)、また内部タイマにフレ
ーム同期判定部21がフレーム同期を判定するのに十分
な時間を設定して動作させ(ステップ24)、フレーム
同期判定部21ならフレーム同期/非同期信号22の入
力を待つ(ステップ25)。
信ユニーク・ワード多重データ18を受けてユニーク・
ワードの検出を行い、ユニーク・ワード検出信号20を
出力する。これはユニーク・ワードの到来毎に行われ
る。フレーム同期判定部21は、ユニーク・ワード検出
信号20を受けてフレーム同期確立を判定しフレーム同
期/非同期信号22を掃引制御部25に対して出力す
る。
においてフレーム同期/非同期信号22の内容を判定
し、それが「非同期」であればステップ26において内
部タイマのタイムアウトが検出されるまでの間、ステッ
プ26→同25→同26のルーチンを繰り返し実行し、
「非同期」の状態で内部タイマがタイムアウトするとス
テップ21に戻り復調部14の掃引停止を解除し、再度
周波数追従を行わすべく掃引を開始する。一方、ステッ
プ25においてフレーム同期/非同期信号22の内容が
「同期」と判定されると、ステップ26に進み内部タイ
マをリセットする。以後、復調部14では掃引停止の状
態で正常な復調動作が行われる。
れると、ユニーク・ワード分離回路27では、受信ユニ
ーク・ワード多重データ18とユニーク・ワード検出信
号20とを受けて受信情報データとユニーク・ワード・
データとを分離し、正しい受信情報データ28を出力す
る。
同期を起こし正しい復調が行われていない場合の動作を
説明する。今、周波数誤差ΔfはΔf=fs /2で、変
調方式はQPSKであるとする。FEC同期判定部23
が同期と判定すると、掃引制御部25は復調部14の掃
引を停止する(ステップ22→同23)。このときの2
系列の受信符号化データ(15、16)はそれぞれ前記
数式4、同5に相当し擬似同期状態にある。従って、誤
り訂正復号器17の出力たる受信ユニーク・ワード多重
データ18は送信ユニーク・ワード多重データ6とは異
なり、1ビット毎の反転データとなる。そのため、ユニ
ーク・ワード検出器19では正常なユニーク・ワードの
データとして復号検出できず、フレーム同期判定部21
ではフレーム同期確立の判定を行えず、掃引制御部25
では「非同期」を内容とするフレーム同期/非同期信号
22を受けそれが継続するので、内部タイマがタイムア
ウトし、前記したように復調部14の掃引を再開して周
波数追従を行うことになる(ステップ25→同26→同
21)。このような掃引制御を行っているので、擬似同
期状態から速やかに抜け出し正常な復調動作に入ること
ができ、正しい受信情報データ28が得られるのであ
る。
では、情報データにユニーク・ワード・データを付加し
たデータを符号化して伝送する。また、本発明の受信装
置では、伝送されてきた受信データを復号した後にユニ
ーク・ワード・データを識別する。従って、受信装置で
は、復調器は擬似同期を起こさないで正しく復調動作を
なし得る。よって、本発明の送信装置と受信装置とを備
えるデータ通信方式とすれば、円滑な通信をなし得る小
容量衛星通信システムの構築が可能となる効果がある。
置(図1(a))及び受信装置(図1(b))の一構成
例のブロック図である。
部の構成ブロック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 小容量衛星通信を行うデータ通信方式で
あって、伝送しようとする送信情報データに同期したユ
ニーク・ワード・データを生成するユニーク・ワード生
成器と; 前記送信情報データと前記ユニーク・ワード
・データとを多重化するユニーク・ワード多重回路と;
前記ユニーク・ワード多重回路の出力データを畳み込
み符号化し2系列の畳み込み符号を出力する畳み込み符
号化器と; 前記2系列の畳み込み符号それぞれを変調
して変調波信号として出力する変調器とを有する送信装
置と、受信した前記変調波信号を復調して2系列の受信
符号化データを出力する復調部と; 前記2系列の受信
符号化データを受けて誤り訂正を行い受信ユニーク・ワ
ード多重データを出力する誤り訂正復号器と; 前記受
信符号化データと前記受信ユニーク・ワード多重データ
とを受けて前記復調器の同期確立を判定し判定結果の同
期/非同期に対応してFEC(ForwardError Correctio
n)同期/非同期信号を出力するFEC同期判定部と;
前記受信ユニーク・ワード多重データを受けてユニーク
・ワードの検出を行いユニーク・ワード検出信号を出力
するユニーク・ワード検出器と; 前記ユニーク・ワー
ド検出信号を受けてフレーム同期確立を判定し判定結果
の同期/非同期に対応してフレーム同期/非同期信号を
出力するフレーム同期判定部と; 前記FEC同期/非
同期信号を受けてそれがFEC同期信号であれば前記復
調部の掃引を停止するとともに、内部タイマに前記フレ
ーム同期判定部がフレーム同期を判定するのに十分な時
間をセットして動作させ、その内部タイマがタイムアウ
トしない間、前記フレーム同期/非同期信号を監視し、
フレーム同期すれば復調部の掃引を停止したままで内部
タイマをリセットし、フレーム同期がとれず内部タイマ
がタイムアウトすれば復調部の掃引停止を解除し、再度
周波数追従を行わすべく掃引を開始する掃引制御部と;
前記受信ユニーク・ワード多重データと前記ユニーク
・ワード検出信号とを受けて情報データとユニーク・ワ
ード・データとを分離し受信情報データを出力するユニ
ーク・ワード分離回路とを有する受信装置とを備え、受
信データを正しく復号したのちユニークワードデータを
識別して、前記復調部の搬送波再生において生起する擬
似同期に基づいて起因する前記誤り訂正回路の擬似同期
による復号データの誤り出力を抑止することを特徴とす
るデータ 通信方式。
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3081591A Expired - Fee Related JP2702303B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | データ通信方式 |
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