JP2711731B2 - 信号伝送方式 - Google Patents

信号伝送方式

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JP2711731B2
JP2711731B2 JP1240500A JP24050089A JP2711731B2 JP 2711731 B2 JP2711731 B2 JP 2711731B2 JP 1240500 A JP1240500 A JP 1240500A JP 24050089 A JP24050089 A JP 24050089A JP 2711731 B2 JP2711731 B2 JP 2711731B2
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の属する技術分野 本発明は、比較的伝送路の信頼度が低い移動通信シス
テム等において、ユーザパケット等の長いメッセージを
転送する信号伝送方式に関するものである。
(2) 従来の技術 従来、伝送路の信頼度が比較的低い場合においても確
実な情報転送を行うために、Go−Back−N(GBN)やSel
ectivc−Repeat(SR)等、種々の再送制御方式が検討さ
れ、HDLC等のデータリング層プロトコルに採り入れ、実
施されている。GBNとは複数のフレームを同時に送信
し、そのうち途中のフレームが伝送誤りにより非受信と
なった場合その時のフレームについてたとえ正確に受信
できたフレームがあってもすべて再送する方式である。
SRとは非受信となったフレームのみを選択的に再送する
方式である。しかし、移動通信システム等、フェージン
グによる劣悪な伝搬路を利用する通信においては、誤り
訂正符号化を行う等の対策により10バイト程度の制御信
号転送のワード非受信率が10-2程度までにできた場合で
も、ユーザーパケット等2キロバイト程度の長い情報を
転送する場合には、その200倍の長さの情報転送になる
ので、全体のワード非受信率は、小区間毎の非受信率が
無相関と仮定して概算すると、0.86となり極めて信頼度
が悪い。通常の制御信号等比較的短い情報転送において
は、数回の再送で高い信頼度が得られるのに対し、この
ように長い情報転送の場合に、従来の再送制御を適用す
ると、再送のための信号転送回数が増え、再送要求等の
信号数がさらに増え、通信路が輻輳状態になり情報転送
が殆どできないとう欠点があった。
これに対処する方法の一つとして、長い情報を小ブロ
ックに分割してそれぞれに従来の再送制御方式を適用し
て転送する方法が考えられるが、この場合、再送制御用
の順序番号や、多くの移動局を収容するシステムの場合
には移動局の識別番号を、多くの分割した小ブロックそ
れぞれに付加する必要があり、効率が低下するという欠
点がある。また、メッセージの分割や組立を上位レイヤ
で行う必要があり処理が複雑になるという欠点がある。
(3) 発明の目的 本発明の目的は、比較的信頼度の低い伝送路において
も長いメッセージを効率的に転送することができる信号
伝送方式を提供することにある。
(4) 発明の構成 (4−1)発明の特徴と従来の技術との差異 本発明は、転送する信号を複数の時間スロットに分割
してスロット毎に独立な誤り訂正/検出符号化を行い、
再送要求信号及びメッセージ転送用信号にメッセージ単
位の再送制御用順序番号と再送スロット番号を含む信号
を用いることを最も主要な特徴とする。
(4−2)実施例 第1図は本発明を移動通信システムに適用した場合の
移動局または基地局の構成を示す図であって、11は復調
回路、12は復号回路、13は受信処理回路、14は記憶回
路、15は送信処理回路、16は符号化回路、17は変調回路
である。
第2図は本発明の実施例における信号構成の概略を説
明する図である。第2図上段は転送するメッセージを示
し、信号構成に関する情報(W)、アドレスフィールド
(A)、制御フィールド(C)、情報フィールド等によ
り構成されている。これは、第1スロットにW,A,Cが含
まれる例を示しているが、2以上のスロットに分かれて
含ませてもよい。下段は、これを一定の長さのスロット
に分割し、それぞれに誤り訂正/検出符号化を行う構成
を示している。これにさらに、ビットインタリーブを行
うこと、スロット毎に時間的に離れてバースト状に信号
送信を行うこと等の処理をしてもい。
第3図はメッセージ転送用及び再送要求用信号のフォ
ーマット例を説明する図である。第3図は第2図上段を
やや詳細に説明する図であって、Iフレームはメッセー
ジ全体を送信するフォーマット、I′フレームは部分的
にスロットを送信するフォーマット、REJはメッセージ
全体を再送要求するフォーマット、REJ′は一部のスロ
ットの再送要求するフォーマットであり、RRは受信確認
を示すフォーマットである。Wの信号構成に関する情報
には、そのメッセージを構成するスロット数や最後のス
ロットの有効なビット数等を示す。アドレス等他の部分
と併せて第1スロットの誤り訂正符号化を行う例を示し
ているが、ランダムアクセスで空線制御を行うため、W
のみ独立した誤り訂正符号化を行ってもよい。これは、
Wでそのメッセージを構成するスロット数を通知し、そ
の期間、他の信号の送信を禁止にする報知を行うため
に、中心局でできるだけ早く独立に復号が完了したほう
が良い場合があるからである。また、全スロット同じ誤
り訂正符号化を行う例で示したが、第1スロットはアド
レス、制御フィールドを含み、重要であるので、このス
ロットだけに他のスロットよりの強力な誤り訂正を行っ
てもよい。Aのアドレスフィールドは複数の端末を識別
するための端末局IDや1端末局内でもシグナリングやそ
の他のサービスの提供のために異なる複数の論理リンク
を設定するための識別子が設定される。制御フィールド
は信号識別子とメッセージ単位の送信順序番号N
(S)、受信順序番号N(R)、スロット単位の送信順
序番号n(S)、受信順序番号n(R)から構成され、
信号識別子はI,I′,REJ,REJ′,RR等の区別を行うための
コードである。本実施例は、HDLC手順で用いられるGBN
形式の再送制御を送信順序番号N(S)、受信順序番号
N(R)を用いて行う方法を基本としている。メッセー
ジ単位の再送制御については、先ず、送信側,受信側で
N(S)、N(R)をリセットし、0を設定する。送信
側では、最初はN(S)=0でメッセージを送出し、そ
れ以降、メッセージ毎にN(S)を1ずつ増しながら送
出する。受信側ではこれらのメッセージが正しく受信さ
れると、N(R)=N(S)+1としたRRを確認信号と
してIフレーム送信側に転送する。Iフレーム送信側で
は、このRRを受信するとその番号よりも小さい番号のメ
ッセージが正しく受信されたことが確認できたので、送
信バッファから消去してもよいと判断することができ
る。Iフレームが伝送路誤りにより受信できないことが
生じると、受信されるIフレームのN(S)にとびが生
じる等の矛盾が生じるので、それを検出するとN(R)
を正しく受信できた最後のN(S)に1増加した値を設
定したREJを送信側に転送する。Iフレーム送信側で
は、このREJを受信するとN(R)で示されている値の
N(S)で送信したメッセージから再度送信を行う。こ
れによりメッセージ単位での再送制御が行われる。本発
明では、さらに、受信側でメッセージを分割した複数の
スロット毎に受信できたか否かを判断する。これは、第
2図下段に示したスロット毎の誤り訂正符号による誤り
検出によって行う。全スロットが受信できた場合には、
上記のメッセージ単位の処理を行う。第1スロットが受
信されない場合には、メッセージ全体を非受信とし、こ
れもメッセージ単位の処理と同じである。第1スロット
が受信でき、かつ、第2スロット以降に非受信のスロッ
トがあった場合には、第1スロットに含まれているN
(S)をN(R)に設定し、非受信スロットの最初の位
置を示す番号(k+1番目のスロットをkとする。)が
nであったとすると、n(R)にnを設定したREJ′を
Iフレーム送信側に転送する。Iフレーム送信側でこの
REJ′を受信すると、それに対応するメッセージのスロ
ットをI′フレームで送出する。このI′フレームは、
第1スロットの制御フィールドにN(S),n(S)にRE
J′のN(R),n(R)を設定したものと、第2スロッ
ト目以降の対応する再送スロットとで構成される。第1
スロットの情報フィールドには、前の送信で送信した内
容と同一の内容で構成してもよいし、ダミーでもよい。
また、この部分を移用して、I′フレームの第1スロッ
トのみさらに誤り訂正を行う方法でもよい。受信側で
は、途中で非受信となったIフレームと再送されてきた
I′フレームをアドレスとN(S)で対応関係を判断
し、最初のIフレームで受信されたスロットに、n
(S)以降のスロットをI′フレームで再送されてきた
スロットを継続させることでメッセージ全体を構成す
る。
端末局から中心局へメッセージを転送する場合の動作
を第1図で説明する。端末局で送信メッセージが送信処
理回路15に入力されると、先に説明した手順に従ってN
(S)を設定したIフレームを構成し、符号化回路16、
変調回路17を経て、中心局に送信される。中心局では、
復調回路11、復号回路12を経て受信処理回路13に入力さ
れる。受信処理回路13では、第1スロットのアドレスが
解析され、アドレス別に管理しているN(S)のチェッ
クを行う。即ち、同一アドレスで前に受信したIフレー
ムのN(S)と比較して今受信したN(S)が1だけ増
加していることをチェックする。N(S)に矛盾がある
場合には、送信処理回路15に再送要求の指示を行う。矛
盾が無く、かつ、全スロットが受信できた場合には、受
信メッセージとして出力するとともに、送信処理回路15
にRRのN(R)として設定する値を指示する。矛盾が無
く、第2スロット以降に非受信スロットがあった場合に
は、受信できたスロットを記憶回路14に記録するととも
に、送信処理回路15にREJ′での再送要求を指示する。
I′フレームで再送されてくると、アドレス、N(S)
に基づいて前に受信されたIフレームを記憶回路14から
導き、新たに受信されたスロットをn(S)に基づいて
メッセージを構成する。非受信スロットが残っている場
合にはさらに再送要求を行い、全スロットが受信できる
と受信メッセージとして出力する。
第4図は本発明の実施例の動作を説明する図である。
右側から左側へIフレームを転送する場合の信号の授受
を示している。でI(N(S)=0)を転送し、受信
できたので、RR(N(R)=N(S)+1=1)を返
す。でI(N(S)=1),I(N(S)=2)を引き
続いて転送し、受信できたのでRR(N(R)=3)を返
す。でI(N(S)3)、I(N(S)=4)を転送
したが、前者が全スロット非受信となり、後者のみが受
信されると、N(S)として3であるべきであるのが4
が受信されるためI(N(S)=3)が非受信となった
ことが判り、REJ(N(R)=3)で再送要求する。こ
こまでは、通常のHDLC手順による転送である。で再度
I(N(S)=3)を転送したが、番号2,3のスロット
が非受信となったので、REJ′(N(R)=3,n(R)=
2)で番号2,3のスロットの再送要求を行う。それに対
しでI′(N(R)=3,n(R)=2)で、第2スロ
ット以降で番号2,3のスロットを転送し、それにつづい
て、I(N(S)=4)も再送される。これに対しRR
(N(R)=5)を返し、I(N(S)=4)までの転
送が成功していることを送信側で知ることができる。
第5図は複数の端末局から中心局へランダムアクセス
を行う場合の本発明の実施例の中心局と端末局の構成を
説明する図である。中心局において、501は復調回路、5
02は復号回路、503は受信処理回路、504は記憶回路、50
5は送信処理回路、506は符号化回路、507は変調回路、5
08は報知制御回路である。端末局において、511は復調
回路、512は復号回路、513は受信処理回路、514は記憶
回路、515は送信処理回路、516は符号化回路、517は変
調回路、518は送信制御回路である。第6図はランダム
アクセスにおける上下回線の信号構成を説明する図であ
る。
第6図に示すように、下り(中心局から端末局へ)回
線は、スロットに分割され、その各スロットの一部に報
知用のビット(I/B,R/N)を設ける。I/Bは端末局からの
送信の諾否を報知するために中心局から送信される信号
で、Iは送信許可、Bは送信禁止を示す。R/Nは中心局
での信号受信状態を報知する信号で、Rは端末局からの
信号が中心局で正確に受信できたこと、Nは非受信の旨
を示す。上り(端末局から中心局へ)回線は、端末局が
1つのメッセージを転送するために、ある一定間隔のス
ロット(第6図では3種のスロットの中から1つ)を選
択して、間隔をおいて複数のスロットを送信するように
構成する。端末局から送信するスロットの直前の下り回
線スロットでそのスロットでのI/B及び前の上り回線ス
ロットでの送信信号のR/Nが報知される。第5図におい
て、端末局では、復調回路511、復号回路512を経て受信
されたI/B及びR/Nが信号分離されて送信制御回路518に
入力される。メッセージを送信する場合には、送信処理
回路515でN(S)等を付加され符号化回路516を経て送
信制御回路518へ入力された送信信号が、前述のI/Bに基
づいて送信される。即ち、Iであればそのスロットから
送信を開始する。送信開始した信号は中心局で復調回路
501、復号回路502を経て、信号構成に関する情報Wが分
離されたものと、その信号の受信状態とが報知制御回路
508に入力される。報知制御回路508は、受信状態によっ
てR/Nを報知するとともに、W(そのメッセージを構成
するスロット数)−1のスロットでのI/BをBにして、
他の端末局からの送信を禁止してそのメッセージを信号
衝突から保護する。端末局では、第2スロット以降の送
信継続の際に、報知信号がB,Rであることを確認してか
ら送信を継続する。中心局では、受信処理回路503でN
(S)等のチェックを行い、メッセージを構成する全ス
ロットを受信すると受信メッセージとして出力する。受
信処理回路503、記憶回路504、送信処理回路505の動作
は前に説明した実施例と同じである。但し、上り回線に
おいては、各スロット毎の受信状態が報知されるので、
REJ′による再送要求を待つことなく、端末局から自発
的にI′フレームでスロット単位の再送を行うことがで
きる。しかも、最初のIフレームが非受信となったとこ
ろで直ちにそと送信を停止することができるので、スロ
ット単位の再送をGBNで行っている場合には、無駄な送
信を最少にできるので効率がよい。
第6図はW=5のIフレームを転送する場合の動作を
示している。先ず、報知信号のI/Bより送信できること
を確認してI(N(S)=0)の送信を開始する。第2
スロット以降では報知信号がI/B=“B",R/N=“R"であ
るので正しく中心局で受信されていると判断し、送信を
継続する。番号4のスロットが伝送誤りにより非受信と
なると、報知信号として、最後のスロットだからI/B=
“I",非受信だからR/N=“N"が送信される。これを端末
局で受けると番号5のスロットの送信は中止し、適当な
遅延の後、再度、報知信号のI/B=“I"を受信して送信
可と判断してI′(N(S)=0,n(S)=4)の送信
を開始し、第2スロット以降では、番号4,5のスロット
を再送する。この例では、途中で非受信スロットがある
とB報知による衝突からの保護をやめて、一旦他の端末
からの送信を許可し、再度、I報知をみつけて再送を行
う方法を用いた。フェージングの相関特性に依存してバ
ースト的に非受信が起こる場合には時間的に離れて再送
を行うこの方法が有効である。非受信がランダムに起こ
る場合には、途中で非受信になってもB,Nを報知し、他
の端末からの送信を禁止にしたままI′(N(S)=0,
n(S)=4)による再送を行うことも可能である。
以上の説明は再送制御方式としてGBNを用いた例で説
明したが、SRを用いてさらに、効率的なメッセージ転送
が可能である。第7図はスロット単位の再送をSRで行う
場合の信号フォーマット例を説明する図である。第3図
のI′,REJ′では、再送する最初のスロット番号n
(S),n(R)のみを示したが、SRの場合は、再送する
スロット数k及び再送する各々のスロット番号n
1(S),n2(S),…,nk(S),n1(R),n2(R),
…,nk(R)を示す。その他の動作はGBNと同様である。
また、SR方式では再送スロット数が多い場合に再送スロ
ットの指定のために必要なフィールドが多くなるので、
これに対処するため、再送スロット数がある値を超えた
場合にはGBN方式とするなど、SRとGBNを組み合わせる方
法も有効である。
GBNを用いた場合において、送信途中で非受信スロッ
トがあった場合に、REJ′の受信によって送信を停止方
法を採用しても、非受信スロット以降のいくつかのスロ
ットが送信される場合があるので、これらの受信結果を
再送されてきた信号と組み合わせることにより、より効
率的な転送が可能になる。即ち、再送されてきた時に非
受信でも、最初の転送で受信できていれば、GBNでもそ
れを破棄することなく、採用することにより、より少な
い再送回数で信頼度を確保することができる。
スロット毎の受信状態の判断を誤り訂正符号のみで行
う方法で示したが、さらに、受信レベルやデータ識別時
に軟判定を行うなど、他の受信の確からしさを示す尺度
を用いてもよい。
なお、説明では、IフレームにN(R)を含めない例
で説明したが、HDLCと同じくIフレームにN(R)を含
めて、Iフレームの転送によって、RRの転送を代用する
方法でもよい。また、Iフレームの制御フィールドの信
号識別子とN(S)は異なるフィールドを用いたが、1
ビットでIフレームか否かを識別してその他の部分を共
用するHDLCと同じフォーマットでも本発明を適用するこ
とができる。さらに、その他のHDLCの機能をすべて含ん
でいても、本発明の適用は可能である。
処理の複雑化を避けるために、スロット単位再送を行
うものである定めたスロット数以上のメッセージに限定
する方法も適用することができる。また、端末局にスロ
ット単位の再送機能を具備していなくても、REJ′をREJ
と読みかえる機能だけを具備していれば、本発明を採用
したシステムでの信号転送は可能であるので、長いメッ
セージの転送を行わないユーザのための低機能端末局が
共存できるという特徴がある。
以上説明したように、本発明では、長いメッセージを
複数のスロットに分割して転送し、そのスロット単位の
再送制御を行うので、劣悪な伝搬路でも効率的に長いメ
ッセージを転送することができるという利点がある。小
さい単位に分割して従来の再送制御方式を適用する方法
と異なり、アドレスや再送制御のために必要なフィール
ドの付加が小さいので、それによる効率低下がないとい
う利点がある。
本発明と長いメッセージをそのまま転送/再送制御す
る方法、小さい単位に分割して再送制御する方法のスル
ープット特性の比較を第8図に示す。ここで、スループ
ット特性は、アドレス部分等のオーバーヘッドを除く有
効な情報が正しく受信されるためにチャネルを使用して
いる時間率をいう。1メッセージ100スロットで構成さ
れる場合の特性を示しており、1メッセージ当たりのア
ドレス等のオーバーヘッド部分は1スロット必要な条件
で比較している。また、メッセージ単位の再送制御はい
ずれの方法もSR形式を用い、本発明のスロット単位の再
送制御もSR形式とした。本発明は、スロット当たり非受
信率が低い領域から高い領域すべてにおいて従来方式に
比して優れている。
移動通信方式においては、伝送路の品質が悪い場合も
あれば、例えば、移動局が基地局のごく近くに存在する
など、品質がよいこともあり、伝送路特性が多様であ
る。本発明は、伝送路品質がよく再送を殆ど必要としな
い場合には、オーバーヘッドの少ない効率的な情報転送
を行い、伝送路品質の低下にともない必要に応じて短い
単位での再送制御を行うことにより再送の増加による効
率低下を最小にして信頼度を確保できるという特長があ
る。
(5) 発明の効果 以上説明したように、本発明では、長いメッセージを
複数のスロットに分割して転送し、そのスロット単位の
再送制御を行うので、劣悪な伝搬路でも効率的に長いメ
ッセージを転送することができるという利点がある。小
さい単位に分割して従来の再送制御方式を適用する方法
と異なり、アドレスや再送制御のために必要なフィール
ドの付加が小さいので、それによる効率低下が少ないと
いう利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を移動通信システムに適用した場合の移
動局または基地局の構成を示すブロック図、第2図は本
発明の実施例における信号構成の概略を説明するための
タイムチャート、第3図はメッセージ転送用及び再送要
求用信号のフォーマット例を説明する図、第4図は本発
明の実施例の動作を説明するフロー図、第5図は複数の
端末局から中心局へランダムアクセスを行う場合の本発
明の実施例の端末局と中心局の構成を説明するブロック
図、第6図はランダムアクセスにおける上下回線の信号
構成を説明するためのタイムチャート、第7図はスロッ
ト単位の再送をSRで行う場合の信号フォーマット例を説
明する図、第8図はスループット特性の比較を示す特性
図である。 11……復調回路、12……復号回路、13……受信処理回
路、14……記憶回路、15……送信処理回路、16……符号
化回路、17……変調回路、501……復調回路、502……復
号回路、503……受信処理回路、504……記憶回路、505
……送信処理回路、506……符号化回路、507……変調回
路、508……報知制御回路、511……復調回路、512……
復号回路、513……受信処理回路、514……記憶回路、51
5……送信処理回路、516……符号化回路、517……変調
回路、518……送信制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 珠美 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 審査官 土居 仁士

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】端末局と中心局が相互にメッセージを転送
    するディジタル通信方式において、 転送する信号を複数の時間スロットに分割してスロット
    毎に独立な誤り訂正/検出符号化を行い、再送要求信号
    及びメッセージ転送用信号にメッセージ単位の再送制御
    用順序番号と再送スロット番号を含み、ある特定の時間
    スロットに再送制御用の順序番号と端末局のIDを示すア
    ドレスを含ませてデータを転送し、 メッセージ受信側では、該順序番号とアドレスが含まれ
    ている時間スロットの復号結果に基づく順序番号の不一
    致検出とスロット毎の受信状態に基づく再送要求信号を
    送出し、 メッセージ送信側では、当該再送要求に基づいて全メッ
    セージまたは指定されたスロットの再送を行うことを特
    徴とする信号伝送方式。
  2. 【請求項2】メッセージ受信側でスロット毎の受信状態
    を定期的に報知し、メッセージ送信側では、当該報知に
    基づいて全メッセージまたはスロットの再送を行うこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項の信号伝送方式。
JP1240500A 1989-09-19 1989-09-19 信号伝送方式 Expired - Lifetime JP2711731B2 (ja)

Priority Applications (4)

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