JP2780124B2 - ディジタル信号伝送方法 - Google Patents

ディジタル信号伝送方法

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JP2780124B2 JP2078642A JP7864290A JP2780124B2 JP 2780124 B2 JP2780124 B2 JP 2780124B2 JP 2078642 A JP2078642 A JP 2078642A JP 7864290 A JP7864290 A JP 7864290A JP 2780124 B2 JP2780124 B2 JP 2780124B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は、ディジタル移動通信において、フェージン
グの落ち込み部分以外の受信レベルの高い部分で通信を
行うディジタル信号伝送方法に関するものである。
(2) 従来技術とその問題点 陸上移動通信では移動局の移動に伴い、受信レベルが
変動する。この変動はレイリー分布に従うことからレイ
リーフェージングと呼ばれ、その速さfD(H2)は移動速
度をV(m/sec)、無線周波数の波長をλ(m)とすれ
ば、 fD=V/λ ……(1) で関係づけられる。レベルの落ち込みの深さは数十dBに
も達するため、落ち込み部分の通信品質は著しく低下
し、通信不能の状況となる。従来のディジタル移動通信
方式では、この劣化に対処するため、ダイバーシチ受
信により複数の無線通信路のうちレベルが落ち込んでい
ない(レベルの高い)通信路を選択しながら通信を行う
こと、落ち込みの部分が少なくなるように、送信側で
ダイバーシチ送信を行うこと、誤り訂正符号とインタ
リーブ法を用い、落ち込み部分の誤りをインタリーブサ
イズの符号長の中でばらばらにして誤り訂正をかけるこ
と、通信情報を分割してバケット化し、落ち込み部分
に当たったパケットを再送すること、等の方法が用いら
れている。の方法ではフェージングの速さにかかわら
ず優れた特性が得られるが、受信系を複数用意する必要
があり、移動局の小形化,経済化の負担となっている。
の方法では送信側設備の負担、特に基地局アンテナ系
を複数必要とするため、局舎スペース,コストの面で問
題がある。の方法では移動局の速度が遅くなると長大
なインタリーブ長を必要とするため、大きな情報遅延を
生じる問題があり、移動速度が遅い場合、十分な効果が
得られない。の方法では基本的にリアルタイム伝送が
出来ず、音声伝送等には不向きである。今後のディジタ
ル移動通信の主体となるディジタル携帯移動通信におい
ては、人が携帯機を持って歩行しながらあるいては停止
してリアルタイムの通信(もっぱら電話)を行うこと、
また、携帯機は小形で安価であること、携帯機の所要送
信電力を小さくするための基地局のエリアは小さく、従
って基地局も簡易であること、等の条件を満たす必要が
あり、上記のいずれの方法にも難点があった。
(3) 発明の目的と特徴 本発明は、これらの難点を克服して、フェージング環
境下で高品質のディジタル移動通信方式を実現すること
を目的とする。
このため本発明は、情報信号をフレーム化すると共
に、無線区間の伝送速度を情報速度より少し高くして時
間圧縮を行い、幾つかのフレームを単位としてスーパフ
レームを構成することにより、スーパフレーム内で自由
に指定使用できるフレームを1つ作り、このフレーム位
置を過去のフレームでのレベル測定から検出したレベル
変動情報に基づいて、レベルの落ち込み部分に当て、該
当フレーム位置での通信を行わず、レベルの高い他のフ
レーム部分でのみ通信を行うことにより、通信のリアル
タイム性を確保しつつ、また、基地局及び携帯機に経済
的,容量的負担を与えることなく、かつ移動速度の遅い
場合にあっても、通信の高品質化の確保を図ったことを
特徴とするものである。
(発明の構成及び作用) 第1図は本発明のスーパフレームとレベル変動の関係
を説明する図である。スーパフレーム長は移動機の移動
速度から想定されるフェージング周期の半分以下に設定
し、レベルの落ち込みがスーパフレーム内に複数入らな
いようにする。即ち、フェージング周期をTf、スーパフ
レーム長をTsとすれば、 Ts≦Tf/2 ……(2) の関係を満足するようにTsを設定する。一方、サブフレ
ーム長Tsubについては、レベルの落ち込みを吸収する程
効果が大きくなるが、長くとり過ぎると伝送効率の低下
を招く。そこで許容最低レベルに対応するレベルの落ち
込み幅をTdとすれば、 Td≦Tsub ……(3) の関係を満たすようにTsubを設定する。なお、このとき
の伝送率をηthとすれば、予備サブフレームが1つの場
合、 ηth=(Ts−Tsub)/Ts ……(4) で関係づけられる。従って、(2),(3),(4)式
より、サブフレーム長Tsubは、 Td≦Tsub≦(1−ηth)(Tf/2) ……(5) を満たすように設定する。レベルの落ち込みを予測し通
信の相手方に通知するにあたっては、レベル変動の傾斜
測定を開始するレベルを設定し、自局受信信号のサブフ
レーム単位でレベルを測定し、その傾きとサブフレーム
長Tsubの関係からレベル落ち込み位置を予測し、落ち込
み位置に該当する直前の相手方への自局送信サブフレー
ム内の制御スロットで相手方の次送信サブフレームを予
備サブフレームとするようにスキップ要求を出し、自局
受信信号の該当予備サブフレームはスキップする。ま
た、スーパフレーム内にレベル変動の落ち込みが予測さ
れない場合には、予め定めた位置、例えば第1図に示す
スーパフレーム内の最後尾のサブフレームを予備サブフ
レームとして定常的にスキップする。この場合、この定
常スキップ位置の予備サブフレームと通信品質は良好で
あることから、同期信号やチェック信号等のダミービッ
トを挿入して有効利用を図る。このような構成と手順を
とることにより、通信品質の劣悪なレベル変動の落ち込
み部分を避け、通信品質の良好な受信レベルの高い部分
でのみの通信を実現することができる。なお、(5)式
よりTfが大きい程(即ちフェージングの速さが遅い程、
従って(1)式より移動速度が遅い程)、サブフレーム
長Tsubあるいはスーパフレーム長Tsの選択の幅が増すこ
とがかる。
第2図は本発明のフレーム構成を説明する図である。
予備サブフレームを1つとする場合、伝送するディジタ
ル情報信号はスーパフレーム内のサブフレーム数より1
つ少ないフレーム数(Ts/Tsub−1)にフレーム化して
バッファメモリに読み込む。第2図の例ではスーパフレ
ーム内に8個入る長さにフレーム化しており、スーパフ
レーム内のサブフレーム数は9である。バッファメモリ
からは各フレーム内の情報を速度変換し、通信の相手側
からのスキップ要求に従って読み出す。読み出しの速度
f0はバッファ入力の情報信号をf1としてf0=f1
th(ηthは(4)式で表される伝送効率)で関係づけら
れる。即ち、1/ηth倍に時間圧縮する。読み出された送
信情報信号は、サブフレームに関係する同期信号、相手
方へのスキップ要求等の制御信号と共にリフレーム化し
スーパフレームを組んで送信する。予備サブフレームに
ついては制御信号に加えダミービットを挿入して予備サ
ブフレームとしスーパフレームに組み込む。
第3図は本発明をTDMA移動通信方式に適用した場合の
フレーム構成を説明する図である。TDMAフレーム長をサ
ブフレーム長にとり、第1図,第2図で説明した関係を
満たすようにスーパフレーム長,サブフレーム長を設定
する。即ち、伝送するディジタル情報信号をTDMAフレー
ム長でフレーム化し、時間圧縮後にTDMA制御信号を加え
て自局サブフレームを構成する。第3図の例では伝送す
るディジタル情報信号をTDMAフレーム長で第2図の例と
同じく、スーパフレーム内に8個入る長さにフレーム化
してバッファメモリに読み込み、スーパフレーム内にTD
MA制御信号と情報信号を合わせたサブフレームが9個入
るように時間圧縮して読み出しを行っている。自局サブ
フレームはさらに他局向けサブフレームと共に時間圧縮
し、TDMAフレームを構成して伝送する。第3図では6局
でTDMAフレームを構成(6チャネル多重TDMA伝送)し、
第2スロットで自局信号が伝送される例を示している。
スキップ要求に関する制御信号はTDMA制御信号の1つと
して定義してTDMA制御スロットの効率的使用を図る。第
3図ではわかりやすくするため、バッファメモリの読み
出し速度を自局TDMA制御信号と情報信号を合わせて前記
f0となるように設定して一旦読み出し、さらにTDMA伝送
速度に時間圧縮(6チャネル多重のため6倍の速度変
換)する例を示しているが、バッファメモリより初めか
らTDMA伝送速度で情報信号を読み出し、TDMA制御信号と
合わせ直接TDMAフレームを構成する方法が効率的であ
る。
第4図は本発明の構成例を示す。送信する情報伝送a
はバッファメモリ/フレーム化回路Aに制御部Dからの
制御信号dに従ってフレーム化して読み込み、通信の相
手側から送られて来た制御信号(受信)hに基づく制御
部Dからの予備サブフレームとすべきか否かの制御信号
dに従ってフレーム毎に時間圧縮して読み出す。読み出
された情報信号bはフレーム(多重)化回路Bで受信レ
ベル検出/処理回路Eからのレベル情報gに基づいて制
御部Dが作ったスキップ要求を含む通信の相手方に対す
る制御信号(送信)eと共にリフレーム化してサブフレ
ームを構成し、さらに複数のサブフレームを単位とする
スーパフレーム構成をとった信号cとして、変調器/送
信機Cにより通信の相手方に送信する。一方、受信側で
は通信の相手方からの信号を受信機/復調器Fで受信・
復調する。復調した信号iはフレーム(分離)化回路G
で情報信号jと制御信号(受信)hに分離し、情報信号
jはバッファメモリ/デフレーム化回路Hに、制御信号
(受信)hは上述の如く制御部Dに入力する。また、受
信レベルfは受信レベル検出/処理回路Eに入力し、レ
ベル変動の傾斜を測定してレベルの落ち込み位置を予測
し、上述のレベル情報gを作り制御部Dに入力する。バ
ッファメモリ/デフレーム化回路Hは、レベル情報gに
基づいて制御部Dが作ったスキップすべきか否かの制御
信号lに従って情報信号jに(受信)hをサブフレーム
毎に読み込み、フレーム単位で時間伸長して読み出し、
受信情報信号kを再生する。
(発明の効果) 以上のような本発明によるディジタル信号伝送法を採
ることにより、通信品質の著しく劣化するレベル変動の
落ち込み部分での通信を回避してレベルの高い部分で通
信が行なえるため、高品質の通信を実現することがで
き、また、簡単なベースバンドでの信号処理であるた
め、基地局や移動局に経済的,容量的負担を与えること
なく信号伝送動が遅い程、スーパフレーム長,サブフレ
ーム長等の選択の幅が増すため効果が高くなることか
ら、上記の効果と合わせ、高品質の携帯電話方式を経済
的に構成することが可能となる。なお、本信号伝送法は
ダイバーシチや誤り訂正等の従来の品質改善法と独立し
た手法であるため、これらの方法と組み合わせることに
よりさらに高品質の信号伝送を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明におけるスーパフレームとレベル変動の
関係を説明するためのタイムチャート、第2図は本発明
におけるフレーム構成を説明するためのタイムチャー
ト、第3図は本発明をTDMA移動通信方式に適用した場合
のフレーム構成を説明するためのタイムチャート、第4
図は本発明の構成例を示すブロック図である。 A……バッファメモリ/フレーム化回路、B……リフレ
ーム(多重)化回路、C……変調器/送信機、D……制
御部、E……受信レベル検出/処理回路、F……受信機
/復調器、G……リフレーム(分離)化回路、H……バ
ッファメモリ/デフレーム化回路、a……情報信号(送
信)、b……Aから読み出された情報信号、c……Bの
出力信号、d……読込/読出制御信号(送信)、e……
制御信号(送信)、f……受信レベル、g……レベル情
報、h……制御信号(受信)、i……復調信号、j……
Gで分離された情報信号、k……情報信号(受信)。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一定周期毎に区切られた情報信号に制御信
    号を付加してサブフレームを構成し、複数の該サブフレ
    ームでスーパフレームを構成するディジタル移動通信方
    式において、 該スーパフレームの中の前記サブフレームの数を、情報
    を伝送するために必要なサブフレーム数より1つ又は複
    数個の予備サブフレームだけ多い予備サブフレーム数と
    し、 受信レベルの変動傾向からレベルの落ち込みの位置を予
    測し、前記スーパフレーム内にレベルの落ち込みが予測
    される場合、落ち込み位置を含む前記サブフレームを前
    記予備サブフレームとすることを該当サブフレームの直
    前のサブフレームの制御用スロットで相手方に通知し、 相手方ではレベルの落ち込み位置を含む該サブフレーム
    で情報信号を送らないこととし、 また、前記スーパフレーム内でレベルの落ち込みが予測
    されない場合又はレベル落ち込みを予測したサブフレー
    ム数が前記予備サブフレーム数より少ない場合には、前
    記予備サブフレームにダミー用のビットを挿入して、前
    記スーパフレーム内の前記予備サブフレーム以外のサブ
    フレームで通信を行う ことを特徴とするディジタル信号伝送方法。
  2. 【請求項2】TDMA移動通信方式において、 TDMAフレーム長でフレーム化された情報信号を時間圧縮
    後にTDMA制御用スロットを加えてサブフレームを構成す
    るとともに複数のサブフレームをまとめてTDMAフレーム
    の整数倍の長さとなるスーパフレームを構成して自由に
    使用できる予備サブフレームを1つ又は複数作り、 各サブフレームを自局入力情報信号として、自局に割り
    当てられたTDMAスロットに乗せて伝送し、 予備サブフレームに関する制御用の信号はTDMAスロット
    内の制御用スロットで使用される制御信号の1つとして
    定義して使用し、 受信レベルの変動傾向からレベルの落ち込みの位置を予
    測し、スーパフレーム内にレベルの落ち込みが予測され
    る場合、落ち込み位置を含むサブフレームを予備サブフ
    レームとすることを該当サブフレームの直前のサブフレ
    ームの制御用スロットで相手方に通知し、 相手方ではレベルの落ち込み位置を含むサブフレームで
    情報信号を送らないこととし、 前記スーパフレーム内でレベルの落ち込みが予測されな
    い場合又はレベル落ち込みを予測したサブフレーム数が
    前記予備サブフレーム数より少ない場合には、前記予備
    サブフレームにダミー用のビットを挿入して、スーパフ
    レーム内の予備サブフレーム以外のサブフレームで通信
    を行う ことを特徴とするディジタル信号伝送方法。
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