JP3093669B2 - Tdma通信システム - Google Patents

Tdma通信システム

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JP3093669B2
JP3093669B2 JP09031862A JP3186297A JP3093669B2 JP 3093669 B2 JP3093669 B2 JP 3093669B2 JP 09031862 A JP09031862 A JP 09031862A JP 3186297 A JP3186297 A JP 3186297A JP 3093669 B2 JP3093669 B2 JP 3093669B2
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誠良 米田
秀樹 片桐
真一 平良
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、TDMA通信シス
テムに関し、特に、通信品質(遅延時間)及び周波数の
有効活用(伝送効率)を改善したTDMA通信システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル通信の分野における多元接続方
式の一つとして、TDMA(Time Division Multiple A
ccess:時分割多元接続)方式がある。
【0003】TDMA方式では、図3の中段に示すよう
なフレームフォーマットが用いられる。即ち、複数(こ
こでは5個)の所定長さのタイムスロットで1フレーム
(マイナーフレーム)を構成するフォーマットが用いら
れる。また、複数(ここでは10個)のマイナーフレー
ムで1メジャーフレームを構成する場合もある。
【0004】TDMA方式を採用した通信システムで
は、送信局は、自局に割り当てられた(指定された)ス
ロットに送信信号を挿入するように、(マイナー)フレ
ーム毎に所定のタイミングで送信を行う。したがって、
送信局からの送信はバースト状に行われる。
【0005】受信局は、バースト状に送られてくる信号
を再生しなければならない。このため、各スロットに挿
入される送信信号には、搬送波及びクロックの再生を可
能にするためのプリアンブル部が含まれている。具体的
には、各スロットに挿入される送信信号は、ガードタイ
ムの後に続く、プリアンブル部、ユニークワード(U
W)、及びデータ部(DATA部、情報部)を含む。こ
こで、プリアンブル部は、オール“0”または“1”の
信号パターンを持つ搬送波捕捉用信号(CR:Carrier
Recovery)と、“1010…”のようにクロック成分が
多いパターンを持つクロック抽出用信号(BTR:Bit
Timing Recovery )を含む。また、ユニークワードは、
情報特定用信号である。
【0006】従来の一般的なTDMA通信システムで
は、図3の上段に示すような連続信号を源情報としてお
り、この源情報を一定の長さに分割し、分割されたバー
スト状の信号にそれぞれプリアンブル等を付加して、一
定周期(フレーム)毎に定められたスロットタイミング
で送信する。プリアンブル及びデータ部の各長さは、そ
れぞれ図3の下段に示すように一定である。
【0007】受信局では、バースト状の信号を受信し、
まずプリアンブル部を用いて初期捕捉を行う。即ち、C
R部の到着を検出した時点から、キャリア再生処理を実
行し、BTR部でクロック再生処理を行って(必要に応
じてキャリア再生処理を並列実行)、初期捕捉を確立す
る。その後、キャリア再生及びクロック再生処理を必要
に応じて継続しつつ、UWの検出、照合を行って、デー
タ部の再生を行う。この動作はフレーム毎に繰り返され
る。
【0008】一般に、プリアンブル部のCR部、BTR
部のシンボル数が多いほうが、受信局において、確実に
同期捕捉を行うことができる。しかしながら、各スロッ
トにおいて、プリアンブル部の割合を大きくすること
は、データ部の割合を減らすことを意味し、スループッ
トの劣化(伝送効率の低下)を招く。従って、プリアン
ブル部は、同期捕捉を確実に行うことができる範囲で、
最小にすることが望まれる。
【0009】上記TDMA通信システムは、連続信号を
扱うことを前提としている。これに対して、音声通信の
場合は、伝送開始から終了までの期間(通信期間)中、
連続して情報送信が行われることは極めてまれである。
即ち、音声通信の場合は、通信期間中に、情報伝送を実
施している有情報期間と、実施していない無情報期間と
が存在し、情報は間欠的に伝送されることになる。
【0010】ところで、移動体音声通信システムにおい
ては、バッテリを動力源としているため、できるだけ消
費電力を抑えたいという要望がある。この要望に答える
ため、移動体音声通信システムでは、通信期間中、常に
送信機を動作させるのではなく、有情報期間にのみ送信
機を動作させる通信方式、即ち、無情報期間中、搬送波
信号の出力を断にするボイスアクチベーション方式が採
用されている。
【0011】従来のボイスアクチベーション方式を採用
したTDMA通信システムでは、音声情報が存在する場
合にのみ、指定されたスロットに送信信号を挿入する。
この結果、実際の送信信号は、例えば、図4の下段の実
線で示すようになる。
【0012】この場合、情報伝送開始時(送信開始時)
には、受信局での初期捕捉を確実にするため、スロット
に挿入する送信信号のプリアンブル部の比率を大きくし
た(図3の場合と同じプリアンブル部をもつ)フォーマ
ットaで送信を行う。そして、それ以降の信号について
は、同期維持に必要なシンボル数に抑えた短いプリアン
ブル部を付加し、データ部を長くしたフォーマットbで
送信を行う。
【0013】受信局は、情報伝送開始時の長いプリアン
ブル部を利用して確実な初期捕捉を実行する。この時の
キャリア再生及びクロック再生により位相誤差情報が得
られ、この位相誤差情報は、その後のフレームに対する
同期確立の初期パラメータとして利用される。後続のフ
レームに対する同期確立は、初期パラメータを利用する
ことにより、少ないシンボル数のプリアンブル部でも可
能になる。
【0014】このように、必要に応じて初期捕捉可能な
プリアンブルを設定し、それに続くフレームでは、同期
維持に必要な短いプリアンブル部を設定するようにした
ことで、全てのスロットに初期捕捉可能なプリアンブル
部を設定する場合に比べると、スループットの改善が見
込める。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】従来の、全てのスロッ
トに初期捕捉可能なプリアンブル部を設定するTDMA
通信システムでは、上述したように、プリアンブル部の
占める割合が大きく、スループットの面で問題がある。
【0016】また、ボイスアクチベーション方式を採用
した従来のTDMA通信システムでは、スループットの
改善が図れるという特長があるものの、例えばシャドウ
イング等の理由によって、同期を維持することができな
い回線状態が一定時間(同期外れを引き起こすのに十分
な時間)以上継続し、その後、回線状態が復帰した場
合、同期が確立していた際の位相誤差情報(パラメー
タ)を利用して、短いプリアンブル部で同期を確立しよ
うとしても、同期確立を完了することができず、正常な
復調再生状態に復帰できない場合があるという問題点が
ある。また、このTDMA通信システムでは、一旦、同
期が外れると、初期捕捉可能な長いプリアンブル部を受
信するまで、即ち、送信側において、同期が外れたとき
の情報伝送が終了し、無情報期間を経て、次に情報伝送
が開始されるまで、正常な復調再生状態に復帰できず、
復帰までに時間がかか掛かるという問題点もある。
【0017】本発明は、回路規模の大幅な増大を招くこ
となく、同期外れが生じた際に、素早い再同期確立が可
能で、スループットの大きい(伝送効率の高い)、TD
MA通信システムを提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、TDMA方式
を採用するTDMA通信システムにおいて、送信局が、
基準信号に基づいて1個の第1のタイプのマイナーフレ
ームと1個以上の第2のタイプのマイナーフレームとで
構成されるメジャーフレームを周期的に生成する第1の
メジャーフレーム生成手段と、送信データの存在を認識
するデータ認識手段と、該データ認識手段が前記送信デ
ータの存在を認識したときに前記第1のメジャーフレー
ム生成手段が出力する次のマイナーフレームの所定のス
ロットタイミングで搬送波及びクロックの初期捕捉可能
第1のプリアンブル部を有するバースト信号を出力
し、その後前記データ認識手段が前記送信データの非存
在を認識するまで、前記第1のメジャーフレーム生成手
段が出力する第1のマイナーフレームの所定のスロット
タイミングで前記第1のプリアンブル部を有するバース
ト信号を出力し、かつ前記第1のメジャーフレーム生成
手段が出力する第2のマイナーフレームの指定されたス
ロットタイミングで同期維持可能な前記第1のプリアン
ブル部より短い第2のプリアンブル部を有するバースト
信号を出力するTDMAフォーマット生成手段とを有
し、受信局が、前記基準信号と同一の基準信号に基づい
て前記メジャーフレームと同一のメジャーフレームを生
成する第2のメジャーフレーム生成手段と、待ち受けタ
イミング信号に従って前記第1のプリアンブル部を有す
るバースト信号または前記第2のプリアンブル部を有す
るバースト信号を待ち受け、キャリアを検出するとキャ
リア検出信号を出力する復調手段と、前記第2のメジャ
ーフレーム生成手段からの前記メジャーフレームと前記
復調手段からの前記キャリア検出手段とに基づいて、前
記復調手段から前記キャリア検出信号が出力されるまで
は、前記復調手段に対して前記第1のプリアンブル部を
有するバースト信号を待ち受けるための前記待ち受けタ
イミング信号を所定のスロットタイミングで供給し、前
記復調手段から前記キャリア検出信号が出力されると、
前記第2のメジャーフレーム生成手段が出力する第1の
マイナーフレームの所定のスロットタイミングで前記
1のプリアンブル部を有するバースト信号を待ち受け、
かつ前記第2のメジャーフレーム生成手段が出力する第
2のマイナーフレームの指定されたスロットタイミング
前記第2のプリアンブル部を有するバースト信号を待
ち受けるための待ち受けタイミング信号を生成する待ち
受けタイミング生成手段とを有することを特徴とする。
【0019】また、本発明は、複数のタイムスロットで
マイナーフレームを構成し、複数の前記マイナーフレー
ムでメジャーフレームを構成するフレームフォーマット
を採用し、各マイナーフレームの指定されたタイムスロ
ットにデータを挿入して通信を行うTDMA通信方法に
おいて、送信データの有無に従って送信を間欠的に行う
とともに、送信開始時には、搬送波及びクロックの初期
捕捉可能な第1のプリアンブルをデータに付加して前記
指定されたタイムスロットに挿入し、それ以後、送信を
継続する場合は、前記フレームフォーマットに従って、
前記メジャーフレームの先頭に位置する前記マイナーフ
レームでは、前記第1のプリアンブルをデータに付加し
て前記指定されたタイムスロットに挿入し、それ以外の
前記マイナーフレームでは、同期維持可能な前記第1の
プリアンブルより短い第2のプリアンブルをデータに付
加して前記指定されたタイムスロットに挿入するように
したことを特徴とする。
【0020】
【作用】送信側は、メジャーフレーム同期を取り、メジ
ャーフレームデータフォーマットを生成する。そして、
送信データが発生すると、次のマイナーフレームの所定
の(指定された)スロットタイミングで、初期捕捉可能
なプリアンブル部を付加した送信信号を送信する。以
降、送信データがなくなるまで、メジャーフレームデー
タフォーマットに従って送信信号を送信する。この際、
各メジャーフレームの先頭に位置する(第0の)マイナ
ーフレームでは、初期捕捉可能なプリアンブル部を付加
した送信信号を送信する。また、それ以外のマイナーフ
レームでは、同期維持可能なプリアンブル部を付加した
送信信号を送信する。
【0021】このように、送信側では、送信データが発
生すると、次のマイナーフレームで情報伝送を開始す
る。つまり、メジャーフレームの先頭に位置するマイナ
ーフレームのタイミングを待つことなく、情報伝送を開
始することができる。従って、送信開始までの伝送遅延
の発生を防止できる。また、従来のボイスアクチベーシ
ョン方式と同様に、送信データが存在する場合にのみ送
信を行うので、消費電力を低減できるとともに、同期維
持可能な短いプリアンブル部を用いることで、顕著なス
ループットの劣化も防止される。
【0022】また、受信側においても、メジャーフレー
ム同期を取り、メジャーフレームデータフォーマットを
生成する。前フレームの受信再生処理において、キャリ
アの到着を検出できない(キャリア断を検出した)場合
は、初期捕捉可能なプリアンブルを持つフォーマットの
バースト信号を待ち受ける。キャリアが検出されると次
のマイナーフレームからは、メジャーフレームデータフ
ォーマットに従って、初期捕捉可能なプリアンブルを持
つフォーマットのバースト信号または同期維持可能なプ
リアンブルを持つフォーマットのバースト信号を待ち受
ける。
【0023】このように待ち受けモードを変化させるこ
とで、シャドウイング等により、同期を維持できない回
線状態が一定時間以上発生し、その後、回線状態が復帰
すれば、最大でも1メジャーフレーム周期の時間以内
に、初期捕捉可能なプリアンブル部が到来するので、比
較的短時間のうちに、再同期を確立することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の通
信システムの実施の形態について説明する。
【0025】本発明のTDMA通信システムに使用され
る送信局(送信系)及び受信局(受信系)の回路構成を
それぞれ図1(a)及び図1(b)示す。
【0026】送信局は、図1(a)に示すように、メジ
ャーフレーム同期回路11と、メジャーフレーム生成回
路12と、データ認識回路13と、TDMAフォーマッ
ト生成回路14と、変調送信回路15とを有している。
【0027】メジャーフレーム同期回路11は、入力さ
れる基準信号からメジャーフレームタイミングを抽出
し、メジャーフレームタイミング信号110を生成す
る。
【0028】メジャーフレーム生成回路12は、メジャ
ーフレーム同期回路11からのメジャーフレームタイミ
ング信号110に同期して、メジャーフレームデータフ
ォーマット120を周期的に繰り返し生成する。
【0029】データ認識回路13は、例えば、送信デー
タを蓄積する図示しないバッファを監視しており、送信
データの有無を認識して、送信データの有無を表すデー
タ有無信号130を出力する。
【0030】TDMAフォーマット生成回路14は、デ
ータ認識回路13からのデータ有無信号130がノンア
クティブ状態(データ非検出状態)からアクティブ状態
(データ検出状態)に変化すると、次のフレームにおけ
るスロットタイミングで、初期同期捕捉可能なプリアン
ブルを付加した送信データをバースト信号140として
出力する。この後、データ有無信号130がアクティブ
状態の間は、メジャーフレーム生成回路12からのメジ
ャーフレームデータフォーマット120に従って、送信
データをTDMAフォーマット化し、バースト信号14
0として出力する。また、データ有無信号130が、ノ
ンアクティブ状態(データ非検出状態)のとき、TDM
Aフォーマット生成回路14は、無キャリア制御データ
(出力OFF制御信号)141を生成する。
【0031】変調送信回路15は、TDMAフォーマッ
ト生成回路14からのバースト信号140を変調して、
アンテナより送信する。また、変調送信回路15は、無
キャリア制御データ141が入力されている間は、送信
動作を停止する。
【0032】一方、受信局は、図1(b)に示すよう
に、メジャーフレーム同期回路16と、メジャーフレー
ム生成回路17と、復調回路18と、待ち受けタイミン
グ生成回路19とを有している。
【0033】メジャーフレーム同期回路16とメジャー
フレーム生成回路17とは、送信局における、メジャー
フレーム同期回路11とメジャーフレーム生成回路1と
同様の動作を行う。従って、送信系と受信系の双方を備
えた局ではこれらを共用することができる。
【0034】復調回路18は、アンテナを介して受信し
た受信信号の復調を行い、所定スロットの復調再生デー
タレベルが閾値を越えた場合、あるいは、ユニークワー
ドを検出した場合等の、バースト信号(キャリア)の到
着を検出した場合に、レベル検出信号180を出力す
る。
【0035】待ち受けタイミング生成回路19は、メジ
ャーフレーム生成回路17からのメジャーフレームデー
タフォーマット170及び復調回路18からのレベル検
出信号180に基づいて、復調回路18を制御し、プリ
アンブルの長さの変化に対応するための待ち受けタイミ
ング信号190を出力する。詳述すると、待ち受けタイ
ミング生成回路19は、前フレーム処理において、レベ
ル検出信号180がアクティブ状態のときは、メジャー
フレームデータフォーマット170に従って、待ち受け
タイミング信号190を出力し、前フレーム処理におい
て、レベル検出信号180がノンアクティブ状態のとき
は、メジャーフレームデータフォーマット170に従わ
ず、初期同期捕捉可能なプリアンブルを有するバースト
信号に対応する待ち受けタイミング信号190を出力す
る。
【0036】以下、図2をも参照して、図1のTDMA
通信システムの動作について説明する。
【0037】図2の上段に示すように、ここでは、1メ
ジャーフレームが8マイナーフレーム(メジャーフレー
ム周期=8マイナーフレーム)で構成され、1マイナー
フレームが5スロット(TDMA=5チャンネル多重)
で構成された場合について想定している。もちろん、多
重数及びフレーム周期は任意に変更することが可能であ
る。また、ここでは、ある送信局に対して、送信用スロ
ットとして、第2スロットが指定された場合を想定して
いる。
【0038】まず、送信局は、図示しない基準局からメ
ジャーフレーム周期で送信されてくる基準信号を受信
し、メジャーフレーム同期回路11に入力する。メジャ
ーフレーム同期回路11は、基準信号に基づいてメジャ
ーフレーム同期を確立し、メジャーフレームタイミング
信号110をメジャーフレーム生成回路12へ出力す
る。メジャーフレーム生成回路12は、図2の中段に示
すように、初期同期捕捉可能な長いプリアンブル部を有
する(図2においてフォーマットaの)第0のマイナー
フレームと、初期同期捕捉可能なプリアンブル部よりも
短い、同期維持可能なプリアンブル部を有する(図2に
おいてフォーマットbの)第1〜第7のマイナーフレー
ムとで構成されるメジャーフレームデータフォーマット
120を、メジャーフレームタイミング信号110に同
期して繰り返し発生する。そして、送信局は、この状態
で、送信データが発生するのを待つ。
【0039】送信データが発生するまでの間、データ認
識回路13は、ノンアクティブ状態のデータ有無信号1
30をTDMAフォーマット生成回路14へ出力する。
TDMAフォーマット生成回路14は、ノンアクティブ
状態のデータ有無信号130を受けて、無キャリア制御
データ141を変調送信回路15へ出力する。変調送信
回路15は、無キャリア制御データ141が入力されて
いる間、送信動作を停止する。
【0040】送信データが発生すると(図示しないバッ
ファに送信データが蓄積されると)、データ認識回路1
3は、データ有無信号130をノンアクティブ状態から
アクティブ状態に変化させる。TDMAフォーマット生
成回路14は、データ有無信号130の変化を受けて、
次のマイナーフレームの第2スロットタイミングで、初
期同期捕捉可能な長いプリアンブルを付加した、データ
部の長さを短く抑えたバーストフォーマットのバースト
信号140を出力する。このとき、メジャーフレーム生
成回路12からのメジャーフレームデータフォーマット
120は、送出タイミングの決定にのみ利用され、その
フレームが第0のマイナーフレームであるのか、それ以
外の第1〜第7のマイナーフレームであるのかは無視さ
れる。例えば、データ有無信号130が、第2マイナー
フレームの送信区間中にノンアクティブ状態からアクテ
ィブ状態に変化したとすると、第3のマイナーフレーム
に対応してバースト信号の出力が開始される。ここで、
第3のマイナーフレームは、本来、図2の中段に示され
るように、同期維持可能な短いプリアンブルを有するフ
レームであるが、送信開始時には、図2の下段に示され
るように、初期同期捕捉可能な長いプリアンブルが付加
される。
【0041】これ以降、送信データが存在している間、
TDMAフォーマット生成回路14は、メジャーフレー
ム生成回路12からのメジャーフレームデータフォーマ
ット120に従って、第2のスロットタイミングで、バ
ースト信号140を出力する。
【0042】変調送信回路15は、TDMAフォーマッ
ト生成回路14からバースト信号140が入力される
と、そのバースト信号を変調して、アンテナより送信す
る。
【0043】この後、送信データが途切れた場合、デー
タ認識回路13はデータ有無信号130をノンアクティ
ブ状態にし、TDMAフォーマット生成回路14は、無
キャリア制御データ141を変調送信回路15へ出力す
る。そして、変調送信回路15は、送信動作を停止す
る。
【0044】さらにこの後、再び送信データが発生した
場合、送信局の各回路は、上述した送信開始時と同じよ
うに動作する。即ち、TDMAフォーマット生成回路1
4は、データ認識回路13からのデータ有無信号130
が、ノンアクティブ状態からアクティブ状態へと変化し
た時点の、次のマイナーフレームの第2スロットのタイ
ミングで、メジャーフレームデータフォーマット120
が示すフォーマットとは無関係に、初期捕捉可能なプリ
アンブルを付加し、データ部の長さを抑えたバーストフ
ォーマット(フォーマットa)で送信を再開始、その後
は、メジャーフレームデータフォーマット120に従っ
て、送信を行う。
【0045】一方、受信局も、送信局と同様、図示しな
い基準局からメジャーフレーム周期で送信されてくる基
準信号を受信して、メジャーフレーム同期回路16及び
メジャーフレーム生成回路17によって、メジャーフレ
ームデータフォーマット170を発生する。
【0046】待ち受けタイミング生成回路19は、メジ
ャーフレーム生成回路17からのメジャーフレームデー
タフォーマット170を利用して、待ち受けタイミング
信号190を出力する。このとき、復調回路18が出力
するレベル検出信号180がノンアクティブ状態にあれ
ば、待ち受けタイミング生成回路19は、初期同期捕捉
可能なプリアンブルを有するバースト信号に対応する待
ち受けタイミング信号190を出力する。つまり、キャ
リア到着が検出されるまでは、メジャーフレームデータ
フォーマット170によるフレームが第0のマイナーフ
レームであるのか、それ以外の第1〜第7のマイナーフ
レームであるのかは無視され、復調回路18には、初期
同期捕捉可能なプリアンブルを有するバースト信号に対
応する待ち受けタイミング信号190が、周期的に与え
られる。
【0047】この状態で、あるマイナーフレームの第2
スロット復調再生処理によって、キャリアを検出する
と、復調回路18は、レベル検出信号180をアクティ
ブ状態に変化させる。なお、復調回路18におけるキャ
リアの検出は、キャリア受信レベルを検出する方法(復
調再生データのレベル平均を閾値と比較する方法)や、
ユニークワードを検出できたか否かによる方法などが利
用できる。
【0048】待ち受けタイミング生成回路19は、レベ
ル検出信号180のノンアクティブ状態からアクティブ
状態への変化を受けて、次のマイナーフレーム第2スロ
ット復調再生処理から、メジャーフレームデータフォー
マット170に従う待ち受けタイミング信号190を出
力する。つまり、待ち受けタイミング生成回路19は、
キャリア到着が検出された後は、第0のマイナーフレー
ムでは、初期同期捕捉可能なプリアンブルを有するバー
スト信号に対応する待ち受けタイミング信号190を出
力し、第1〜第7のマイナーフレームでは、同期維持可
能なプリアンブルを有するバースト信号に対応する待ち
受けタイミング信号190を出力する。
【0049】以上のようにして、復調回路18は、待ち
受けタイミング信号によって制御され、周期的に送信局
から送信されるバースト信号を待ち受けて、送信データ
を再生する。
【0050】この後、キャリア検出ができなくなると、
復調回路18は、レベル検出信号180をノンアクティ
ブ状態に変化させる。これにより、待ち受けタイミング
生成回路は、再び、初期同期捕捉可能なプリアンブルを
有するバースト信号に対応する待ち受けタイミング信号
190のみを周期的に生成する。以後、上記動作が繰り
返され、送信局から間欠的に送信されるバースト信号を
受信、再生することができる。
【0051】以上のように、本実施の形態を有するTD
MA通信システムでは、メジャーフレームデータフォー
マットに従って送受信を行うため、フェージング等によ
る同期外れが生じても、次のメジャーフレームの先頭マ
イナーフレームを受信することにより再同期を確立でき
る。つまり、同期外れが生じても、最大で1メジャーフ
レーム周期後には再同期を確立できる。
【0052】また、送信開始時に限り、メジャーフレー
ムデータフォーマットに無関係に、初期捕捉可能なプリ
アンブル部を持つバーストフォーマットを使用すること
により、メジャーフレームおける先頭マイナーフレーム
を待つことなく、次のマイナーフレームで直ちに送信を
開始することができ、送信開始までの待ち遅延を最小に
抑えることができる。
【0053】さらに、このTDMA通信システムによる
スループットηは、1メジャーフレームがnフレームで
構成されているとすると、数式1で表すことができ、従
来のシステムに比べ顕著な劣化はない。
【0054】
【数1】 例えば、n=8、1スロットビット長=1400[bit
]、フォーマットaにおけるデータ部のビット長=1
000[bit ]、フォーマットbにおけるデータ部のビ
ット長=1200[bit ]、と仮定すると、本発明のT
DMA通信システムによるスループットη1 は、数式2
のようになる。
【0055】
【数2】 全てのマイナーフレームにおいて、等長のプリアンブル
を設定する従来の通信システムでは、そのスループット
η2 は、数式3のようになり、本発明のTDMA通信シ
ステムの方が、12.5%高い(厳密には、送信開始時
にフォーマットaを使用するため、この値より多少(間
欠送信の頻度に依存して)小さくなる)。
【0056】
【数3】
【0057】
【発明の効果】本発明によれば、フェージング等によっ
てTDMA信号の受信復調処理中に同期外れが生じて
も、初期捕捉可能なプリアンブル部を持つマイナーフレ
ームがメジャーフレーム周期で周期的に送信されてくる
ので、そのフレームの該当スロットの復調再生処理を行
う際に再同期を確立することができる。つまり、同期が
外れてから、最大でも1メジャーフレーム周期で再同期
を確立することができる。
【0058】また、本発明によれば、キャリア断状態か
ら送信を開始する際に、メジャーフレームデータフォー
マットとは無関係に、初期捕捉可能なプリアンブル部を
有するバーストフォーマットで送信するようにしたこと
で、メジャーフレームの先頭に位置する初期捕捉可能な
プリアンブル部を有するマイナーフレームを待つことな
く、次のマイナーフレームのタイミングで送信を開始す
ることができる。この結果、付加的な待ち遅延、即ち、
初期送信遅延を最小限に抑えることができる。
【0059】しかも、本発明では、スループットの点で
も、従来のシステムに比べて顕著な劣化はない。なお、
初期捕捉可能なプリアンブル部を有するマイナーフレー
ムの出現周期(メジャーフレーム周期)は、同期外れの
際の再同期確立までの時間と、スループットとの兼ね合
いによって決定される。
【0060】なお、本発明は、移動体通信分野への適用
を想定しているが、地上網を利用する移動体通信システ
ムでは、データ部に制御用信号を挿入するとともに、交
換機側の構成を変更することによって、上記と同等の効
果を達成することができ、地上網における交換機側の構
成変更(回路規模の増大)は、システム全体の中でそれ
ほど大きな障害とはならない。従って、回路規模の増大
が大きな問題となる、交換機を人工衛星に搭載した移動
体衛星通信において、本発明は特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のTDMA通信システムの一実施の形態
の形態を示す図であって、(a)は送信局のブロック
図、(b)は受信局のブロック図である。
【図2】図1のTDMA通信システムで使用されるTD
MAフォーマットを示す図である。
【図3】従来のTDMA通信システムで使用されるTD
MAフォーマットを示す図である。
【図4】従来の他のTDMA通信システムで使用される
TDMAフォーマットを示す図である。
【符号の説明】
11 メジャーフレーム同期回路 12 メジャーフレーム生成回路 13 データ認識回路 14 TDMAフォーマット生成回路 15 変調送信回路 16 メジャーフレーム同期回路 17 メジャーフレーム生成回路 18 復調回路 19 待ち受けタイミング生成回路
フロントページの続き (72)発明者 平良 真一 東京都千代田区岩本町二丁目12番5号 株式会社次世代衛星通信・放送システム 研究所内 (72)発明者 竹田 修 東京都千代田区岩本町二丁目12番5号 株式会社次世代衛星通信・放送システム 研究所内 (56)参考文献 特開 平9−8782(JP,A) 特開 平4−119031(JP,A) 特開 平8−23319(JP,A) 特開 平9−8725(JP,A) 特開 平8−18494(JP,A) 特開 昭59−135950(JP,A) 特開 平2−217027(JP,A) ”TDMA通信”,電子情報通信学会 編(1988−4−5),p.4−12 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04J 3/00 - 3/26 H07L 7/00 - 7/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 TDMA方式を採用するTDMA通信シ
    ステムにおいて、 送信局が、基準信号に基づいて1個の第1のマイナーフ
    レームと1個以上の第2のマイナーフレームとで構成さ
    れるメジャーフレームを周期的に生成する第1のメジャ
    ーフレーム生成手段と、 送信データの存在を認識するデータ認識手段と、 該データ認識手段が前記送信データの存在を認識したと
    きに前記第1のメジャーフレーム生成手段が出力する次
    のマイナーフレームの所定のスロットタイミングで搬送
    波及びクロックの初期捕捉可能な第1のプリアンブル部
    を有するバースト信号を出力し、その後前記データ認識
    手段が前記送信データの非存在を認識するまで、前記第
    1のメジャーフレーム生成手段が出力する第1のマイナ
    ーフレームの所定のスロットタイミングで前記第1の
    リアンブル部を有するバースト信号を出力し、かつ前記
    第1のメジャーフレーム生成手段が出力する第2のマイ
    ナーフレームの指定されたスロットタイミングで同期維
    持可能な前記第1のプリアンブル部より短い第2のプリ
    アンブル部を有するバースト信号を出力するTDMAフ
    ォーマット生成手段とを有し、 受信局が、前記基準信号と同一の基準信号に基づいて前
    記メジャーフレームと同一のメジャーフレームを生成す
    る第2のメジャーフレーム生成手段と、 待ち受けタイミング信号に従って前記第1のプリアンブ
    ル部を有するバースト信号または前記第2のプリアンブ
    ル部を有するバースト信号を待ち受け、キャリアを検出
    するとキャリア検出信号を出力する復調手段と、 前記第2のメジャーフレーム生成手段からの前記メジャ
    ーフレームと前記復調手段からの前記キャリア検出手段
    とに基づいて、前記復調手段から前記キャリア検出信号
    が出力されるまでは、前記復調手段に対して前記第1の
    プリアンブル部を有するバースト信号を待ち受けるため
    の前記待ち受けタイミング信号を所定のスロットタイミ
    ングで供給し、前記復調手段から前記キャリア検出信号
    が出力されると、前記第2のメジャーフレーム生成手段
    が出力する第1のマイナーフレームの所定のスロットタ
    イミングで前記第1のプリアンブル部を有するバースト
    信号を待ち受け、かつ前記第2のメジャーフレーム生成
    手段が出力する第2のマイナーフレームの指定されたス
    ロットタイミングで前記第2のプリアンブル部を有する
    バースト信号を待ち受けるための待ち受けタイミング信
    号を生成する待ち受けタイミング生成手段とを有するこ
    とを特徴とするTDMA通信システム。
  2. 【請求項2】 前記送信局が、前記TDMAフォーマッ
    ト生成手段が出力する前記バースト信号を変調して送信
    する変調送信手段を有し、前記TDMAフォーマット生
    成手段が、前記データ認識手段がデータの非存在を認識
    している間、前記変調送信手段に対して無キャリア制御
    信号を出力して、前記変調送信手段の動作を停止させる
    ようにしたことを特徴とする請求項1のTDMA通信シ
    ステム。
  3. 【請求項3】 複数のタイムスロットでマイナーフレー
    ムを構成し、複数の前記マイナーフレームでメジャーフ
    レームを構成するフレームフォーマットを採用し、各マ
    イナーフレームの指定されたタイムスロットにデータを
    挿入して通信を行うTDMA通信方法において、送信デ
    ータの有無に従って送信を間欠的に行うとともに、送信
    開始時には、搬送波及びクロックの初期捕捉可能な第1
    プリアンブルをデータに付加して前記指定されたタイ
    ムスロットに挿入し、それ以後、送信を継続する場合
    は、前記フレームフォーマットに従って、前記メジャー
    フレームの先頭に位置する前記マイナーフレームでは、
    前記第1のプリアンブルをデータに付加して前記指定さ
    れたタイムスロットに挿入し、それ以外の前記マイナー
    フレームでは、同期維持可能な前記第1のプリアンブル
    より短い第2のプリアンブルをデータに付加して前記指
    定されたタイムスロットに挿入するようにしたことを特
    徴とするTDMA通信方法。
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