JP3423764B2 - 可変容量伝送方式 - Google Patents

可変容量伝送方式

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JP3423764B2 JP03735394A JP3735394A JP3423764B2 JP 3423764 B2 JP3423764 B2 JP 3423764B2 JP 03735394 A JP03735394 A JP 03735394A JP 3735394 A JP3735394 A JP 3735394A JP 3423764 B2 JP3423764 B2 JP 3423764B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号の伝送方
式に関し、特に同一伝送路を用いて、異なるサービス、
あるいは、メディアに属する条件の異なる信号を効率的
に伝送する技術に係る。
【0002】
【従来の技術】電気信号にディジタル情報信号を乗せる
変調方法として、振幅、位相、周波数それぞれを用いる
振幅変調、位相変調、周波数変調の3つの方式が代表的
なものである。さらに、これらの振幅、位相、周波数を
組み合わせて用いる変調方式もある。
【0003】2進数のディジタル情報1ビットを表わす
ためには2種類の信号を用い、2ビットを表わすために
は4種類の信号を用いる。振幅変調において、ディジタ
ル情報1ビットを+1と0(または−1)の2種類の信
号で表現する場合、変調多値数は2である。また、ディ
ジタル情報2ビットを−3、−1、+1、+3の4種類
の信号で表現する場合、変調多値数は4である。
【0004】変調多値数が多いほど、同じ周波数帯域を
使用し多くの情報を伝送することができ、周波数を有効
に利用できる。しかし、変調多値数が多いほど、伝送路
の影響を受けやすくなるため、信頼度が低下する。
【0005】図4は従来の多値変調信号の伝送系の例を
示す図である。同図において、送信側410においては
送信すべき情報信号411を多値変調器412に転送
し、多値信号413を生成する。復調側420では、多
値受信信号421を多値復調器422において復調し
て、復調信号423を得る。
【0006】ここでは、信号の変調多値数は伝送路によ
って1つに決まっている。発生した情報信号が相手に届
かない主な原因を考えると、次の2つに分類できる。
【0007】1つは、伝送すべきトラヒック量が変動
し、トラヒックピーク時に伝送路または交換機の容量を
越えたことによるトラヒック呼損、もう1つは、無線伝
送路において発生するフェージングによる情報の瞬断で
ある。
【0008】トラヒック変動による呼損発生は交換設備
に余裕があるとした場合は、伝送可能な伝送容量を大き
くすることによって改善できるが、占有帯域幅を広げず
伝送容量を大きくするためには変調信号を多値化する多
値QAM変調が用いられる。
【0009】しかし、変調多値数を増すと、無線伝搬路
で生じるフェージング環境下では、その影響を強く受け
伝送路が瞬断し易くなる。従って、上述の2つの呼損ま
たは瞬断原因に対する対策は互いにトレードオフの関係
にある。
【0010】従来の無線伝送方式では、フェージング時
にも一定の伝送品質を満足することを最大目標にして検
討されているため、変調多値数は、フェージングがない
場合に実現可能な値よりも小さく設計されている。この
ため、トラヒックが大きくなった場合は、呼損が発生し
易くなる。また、これを防止するため多値数を大きくし
た場合には、フェージングに対する抵抗力が低下し、伝
送路における回線瞬断が生じ易い状態となる。
【0011】一方、発生するトラヒック量に応じて変調
多値数を選択する方式が提案されている(文献;小牧,
“可変容量マイクロ波方式に関する検討”,信学論(B
−II)Vol.J73−B−II,No.10,pp49
8−503,1989,10)。
【0012】変調多値数をトラヒック量に応じて可変に
する場合、トラヒック増大時には従来の固定伝送容量で
使用していたものより多値数を大きくすることによって
さらに大きなトラヒックが伝送できる。また、トラヒッ
ク量が少ない場合には、一定容量伝送時のように一定多
値数まで不要ビットを挿入する必要がなく、一定伝送容
量に比べて多値数を減少させることができ、フェージン
グの影響を受け難くすることができる。
【0013】ただし、トラヒックピークと深いフェージ
ングが同時に発生した場合、通信品質は一時的に悪くな
るが、この同時発生確率は極めて小さいので無視するこ
とができる。
【0014】しかし、上述の方式は、トラヒック量に応
じてのみ多値信号を選択するものであって、サービス、
あるいは、メディアの条件を考慮していないため、フェ
ージングの影響はどのサービス、あるいは、メディアに
対しても同一である。
【0015】一般に、サービス、あるいは、メディアに
よって要求される品質が異なるため、このような従来の
系では、同一のフェージングの影響を受けた場合、ある
サービスが通信品質を満たしたとしても、他のサービス
に対しては通信品質を満たすことができなくなる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】近年、マルチメディア
通信の研究が盛んに行なわれている。この場合、複数の
異なるサービス、あるいは、メディアの信号を1つの伝
送路で伝送する伝送技術が必要となる。異なるメディア
とは実時間伝送を必要とするテレビ会議などの画像通信
と実時間伝送を必要としないデータ転送等を意味するも
のである。この場合、データ転送では大容量の伝送が必
要であるが、データの欠落などを生じた場合、再送など
による品質の確保が可能である。
【0017】一方、実時間伝送の場合、再送の適用が困
難であり、伝送路品質として極めて高い値が要求される
場合がある。さらに、リアルタイム伝送を必要とする画
像通信と音声通信の場合でも、必要な伝送容量と要求さ
れる伝送品質が異なる。画像の場合は伝送容量と品質両
方の制限が厳しいが、これに対し、音声の場合は伝送容
量も少なく低品質でも十分通信を行なうことができる。
【0018】このように、マルチメディア通信において
は高い伝送品質が要求されるサービスあるいはメディア
と、大きな伝送容量を必要とするものを同一の伝送路で
伝送する技術が必要である。しかし、従来は、異なるサ
ービス、あるいは、メディアに対しても同一の変調方式
を適用しており、各メディアについて最適な信号設計が
なされていないという問題があった。
【0019】本発明は、サービス、あるいは、メディア
の要求条件が異なるため常に厳しい制限下で伝送を行な
うという点を解決し、マルチメディア通信において、高
い伝送品質を要求するサービス、あるいは、メディアと
大きな伝送容量を要求するものなど、要求条件の異なる
ものを、同一の伝送路で伝送する技術を提供することを
目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
課題は前記特許請求の範囲に記載された手段により解決
される。
【0021】すなわち、請求項1の発明は、要求される
品質、あるいは、必要とする伝送路の容量が異なる複数
の種類のディジタル信号を同一伝送路を用いて伝送する
手段であって、信号の種類を識別する手段と、異なる変
調多値数を選択し得る多値変調器とを設け、伝送する信
号の種類に応じて多値変調器の変調多値数を設定する可
変容量伝送方式である。
【0022】請求項2の発明は、リアルタイム性を要求
されるディジタル信号とリアルタイム性を要求されない
ディジタル信号とを同一伝送路を用いて伝送する手段で
あって、信号の種類を識別する手段と、異なる変調多値
数を選択し得る多値変調器とを設け、リアルタイム性を
要求される信号に対しては変調多値数が小さい変調方式
を選択し、リアルタイム性を要求されない信号に対して
は変調多値数が大きい変調方式を選択する可変容量伝送
方式である。
【0023】請求項3の発明は、大容量の伝送路を必要
とするディジタル信号と、特に大容量の伝送路を必要と
しないディジタル信号とを同一伝送路を用いて伝送する
手段であって、信号の種類を識別する手段と、異なる変
調多値数を選択し得る多値変調器とを設け、大きい伝送
容量が要求される信号に対しては変調多値数が大きい変
調方式を選択し、大きい伝送容量を要求されない信号に
対しては変調多値数が小さい変調方式を選択する可変容
量伝送方式である。
【0024】請求項4の発明は、高品質の伝送路を必要
とするディジタル信号と、特に高品質の伝送路を必要と
しないディジタル信号とを同一伝送路を用いて伝送する
手段であって、信号の種類を識別する手段と、異なる変
調多値数を選択し得る多値変調器とを設け、高品質の伝
送路が要求される信号に対しては変調多値数が小さい
調方式を選択し、高品質の伝送路を要求されない信号に
対しては変調多値数が大きい変調方式を選択する可変容
量伝送方式である。
【0025】請求項5の発明は、ディジタル化した画像
通信信号と、データ転送信号と、音声信号を同一伝送路
を用いて伝送する手段であって、信号の種類を識別する
手段と、異なる変調多値数を選択し得る多値変調器とを
設け、画像通信信号に対しては変調多値数が小さい変調
方式を選択し、データ転送信号に対しては変調多値数が
小さい変調方式を選択し、音声信号に対しては変調多値
数が大きい変調方式を選択する可変容量伝送方式であ
る。
【0026】
【作用】既に述べたように、1つの伝送路に異なるサー
ビスあるいはメディアに関する信号を伝送する場合に、
サービス、メディアによって伝送すべき信号が伝送路に
要求する情報量や、誤り率などの品質が異なる。
【0027】多値伝送方式は限られた帯域内に多くの情
報を伝送することによって、周波数利用効率を向上する
ものである。この場合、多値数を増大すれば、伝送路品
質は低下するが、伝送容量は増大する。
【0028】本発明は、伝送されるサービスあるいはメ
ディアを識別し、これにより最適な多値信号を適用する
ように作用する。図1は本発明の原理的構成を示す図で
ある。同図において、送信側110においては、送信す
べき情報信号111を、信号種類識別回路112によっ
て識別する。そして、該信号種類識別回路112から出
力される信号種類識別信号114を多値変調器113に
入力する。
【0029】多値変調器113は信号種類識別信号11
4に従って変調多値数を選択のうえ、変調信号115を
生成する。受信側120では、信号種類識別信号123
を用いて受信信号121の変調多値数を認識し多値信号
復調器122において該当する復調方式により復調して
復調信号124を得る。
【0030】
【実施例】図2は本発明の一実施例を示す図である。同
図において、送信側210において、送信すべき情報2
11が入力される。この情報はテレビ会議サービスのよ
うに再送不可能で伝送路に高い品質を要求するものと、
データ転送のように再送可能な大容量伝送を要求するも
のが同一の端子から入力される。
【0031】信号種類識別回路212ではこのサービス
がどのようなサービスに関する情報であるかを識別す
る。例えば、ATM(Asynchronous Tr
ansfer Mode)伝送の場合では、AAL(A
TM AdaptationLayer)におけるサー
ビスタイプから識別することが可能となる。信号種類識
別回路から出力される信号種類識別信号213は変調多
値数選択回路217と、変調多値数に応じて1シンボル
毎に情報ビットを振り分けるシンボル生成回路214に
入力される。
【0032】多値変調器215は変調多値数選択回路に
従って、最適な多値数により変調される。多値変調され
た信号に多値数識別情報付加回路216において、多値
数を示す情報を付加する。受信側220においては多値
受信信号221を入力し、受信信号から、変調多値数識
別回路222において変調多値数を識別し変調多値数情
報224を出力する。この変調多値数情報に応じて多値
信号復調器223において復調信号225を得る。
【0033】図3は多値変調器として、QAMを適用し
た場合について説明する図である。ここでは16QAM
とQPSK変調を選択する場合について示している。横
軸は時間であり、縦軸は変調多値数を示す。16QAM
を用いる場合、同じ帯域を使用するQPSKより2倍の
伝送容量で伝送可能になる。しかし、フェージングなど
伝送路の影響は受けやすく伝送品質は低下する。
【0034】逆にQPSKを用いる場合、変調多値数が
小さいため、16QAMに比べ伝送容量は少なくなる
が、伝送路の影響を受け難く伝送品質は向上する。従っ
て、例えば、リアルタイム伝送を必要としサービス品質
の制限が厳しくないサービスあるいはメディアに対して
は変調多値数の大きい方式を、サービス品質の制限が厳
しいサービスあるいはメディアに対しては変調多値数の
小さい方式を用いる。
【0035】その結果、マルチメディア通信において、
従来の技術に比べて、高い伝送品質を要求するサービス
あるいはメディアと大きな伝送容量を要求するものな
ど、要求条件の異なるものを同一の伝送路で伝送するこ
とができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のサービス、あるいは、メディアの要求条件が異な
る信号を伝送するためには、常に、厳しい制限下で伝送
を行なわざるを得なかったという問題を解決して、マル
チメディア通信等において、高い伝送品質を要求するサ
ービス、あるいは、メディアと大きな伝送容量を要求す
るものなど、要求条件の異なるものを同一の伝送路で効
率的に伝送することができる利点がある。
【0037】また、本発明によって、伝送路品質が劣化
している場合においても、小さい変調多値数で伝送を行
なうことにより、各メディアともに十分な品質で伝送可
能であり、かつ、全体の伝送容量あるいはスループット
を向上できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施例を示す図である。
【図3】多値変調器としてQAMを適用した場合につい
て説明する図である。
【図4】従来の多値変調信号の伝送系の例を示す図であ
る。
【符号の説明】
110,210 送信側 111,211 情報信号 112 信号種類識別回路 113,215 多値変調器 114,213 信号種類識別信号 115 多値信号 120,220 受信側 121,221 多値受信信号 122,223 多値信号復調器 123 信号種類識別信号 124,225 復調信号 214 シンボル生成回路 216 変調多値数識別情報付加回路 217 変調多値数選択回路 218 多値変調信号 222 変調多値数識別回路 224 変調多値数情報
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−254256(JP,A) 特開 平5−218978(JP,A) 特開 平3−13142(JP,A) 特開 平4−297176(JP,A) 特開 昭63−28145(JP,A) 特開 昭64−5135(JP,A) 特開 昭63−178634(JP,A) 特開 平1−188045(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/34

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 要求される品質、あるいは、必要とする
    伝送路の容量が異なる複数の種類のディジタル信号を同
    一伝送路を用いて伝送する手段であって、 信号の種類を識別する手段と、 異なる変調多値数を選択し得る多値変調器とを設け、 伝送する信号の種類に応じて多値変調器の変調多値数を
    設定することを特徴とする可変容量伝送方式。
  2. 【請求項2】 リアルタイム性を要求されるディジタル
    信号と、リアルタイム性を要求されないディジタル信号
    とを同一伝送路を用いて伝送する手段であって、 信号の種類を識別する手段と、 異なる変調多値数を選択し得る多値変調器とを設け、 リアルタイム性を要求される信号に対しては変調多値数
    が小さい変調方式を選択し、 リアルタイム性を要求されない信号に対しては変調多値
    数が大きい変調方式を選択することを特徴とする可変容
    量伝送方式。
  3. 【請求項3】 大容量の伝送路を必要とするディジタル
    信号と、特に大容量の伝送路を必要としないディジタル
    信号とを同一伝送路を用いて伝送する手段であって、 信号の種類を識別する手段と、 異なる変調多値数を選択し得る多値変調器とを設け、 大きい伝送容量が要求される信号に対しては変調多値数
    が大きい変調方式を選択し、 大きい伝送容量を要求されない信号に対しては変調多値
    数が小さい変調方式を選択することを特徴とする可変容
    量伝送方式。
  4. 【請求項4】 高品質の伝送路を必要とするディジタル
    信号と、特に高品質の伝送路を必要としないディジタル
    信号とを同一伝送路を用いて伝送する手段であって、 信号の種類を識別する手段と、 異なる変調多値数を選択し得る多値変調器とを設け、 高品質の伝送路が要求される信号に対しては変調多値数
    小さい変調方式を選択し、 高品質の伝送路を要求されない信号に対しては変調多値
    数が大きい変調方式を選択することを特徴とする可変容
    量伝送方式。
  5. 【請求項5】 ディジタル化した画像通信信号と、デー
    タ転送信号と、音声信号を同一伝送路を用いて伝送する
    手段であって、 信号の種類を識別する手段と、 異なる変調多値数を選択し得る多値変調器とを設け、 画像通信信号に対しては変調多値数が小さい変調方式を
    選択し、 データ転送信号に対しては変調多値数が小さい変調方式
    を選択し、 音声信号に対しては変調多値数が大きい変調方式を選択
    することを特徴とする可変容量伝送方式。
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