JP3431123B2 - データ伝送方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルデータ
通信におけるデータ伝送方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】伝搬路の状況が時々刻々と変化するよう
な環境下では、伝搬路の状況に応じて適応的に伝送容量
を可変にするデータ伝送方法がある。このデータ伝送方
法では、例えば伝送誤りが低い伝搬路状況では伝送容量
を増大させ、伝送誤りが高い伝搬路状況では伝送容量を
小さくすることにより、データ伝送効率の向上が期待で
きる。

【０００３】また、伝搬路の状況が時々刻々と変化する
環境下において、データ伝送効率を向上させ、かつ通信
品質を向上させる従来技術して、誤り訂正技術を用いた
適応変調伝送方式がある。この適応変調伝送方式は、受
信側での伝送状態（誤り率）の変化に応じて、送信側に
おいて誤り訂正能力（符号化率）や変調方式の多値数を
可変にすることで伝送容量を可変にし、伝送効率を向上
させようとするものである。

【０００４】図７は、従来の適応変調伝送方式に対応す
るデータ伝送装置の構成例を示す。図において、送信側
では、符号化手段３１が伝送するデータを誤り訂正符号
発生手段３２で発生させた誤り訂正符号を用いて符号化
する。符号化されたデータは、マッピング可変手段３３
で信号空間における信号点の数や配置（マッピング）が
決定され、さらに変調手段３４で変調して送信される。
なお、送信する際には、受信側で識別判定、復号ができ
るように、送信側で用いた信号空間におけるマッピング
方法と誤り訂正の符号化率についての情報をデータに付
与する。

【０００５】受信側では、復調手段３７で受信信号を復
調した後、データに含まれる送信側で用いたマッピング
方法の情報をもとに、可変識別判定手段３８で符号を識
別判定する。さらに、データに含まれる送信側で用いた
誤り訂正符号化の情報をもとに、誤り訂正符号発生手段
４０で誤り訂正符号を発生させ、復号手段３９で復号し
てデータを出力する。

【０００６】また、復号手段３９は、復号する際にデー
タの誤り率を測定し、伝送制御信号発信手段４１にブロ
ックの伝送状態を通知する伝送状態通知信号を与える。
伝送制御信号発信手段４１は、例えば、伝送誤りが多い
場合には送信側の誤り訂正符号の訂正能力を強力にする
伝送制御信号を送信側に発信し、また伝送誤りが少ない
場合には送信側のマッピング方法を変化させて伝送容量
を増大させる伝送制御信号を送信側に発信する。送信側
では、その伝送制御信号を伝送制御手段３５で受け、誤
り訂正能力可変手段３６またはマッピング可変手段３３
に対して、符号化率やマッピング方法を変化させる制御
信号を送出する。

【０００７】ところで、このような適応変調伝送方式に
おける誤り訂正技術と並んで通信品質を向上させる従来
技術として、自動再送要求（ＡＲＱ）方式がある。これ
は、送信データのブロックに誤り検出のための符号化を
して伝送し、それを利用して受信側で復調したブロック
に誤りが検出された場合には、送信側に誤りが検出され
たブロックの再送を要求するものである。

【０００８】また、伝送容量の大容量化を図る目的で
は、多値位相変調方式の信号空間における信号点の振幅
比にあたる部分にも送信する情報を割り当てる変調方式
（以下「大容量伝送変調方式」という。）が考案されて
いる（特願平７−２０５１３８）。この大容量伝送変調
方式では、送信側で、時間的に１シンボル前またはそれ
以上前の信号空間における信号点の位相差と振幅比とに
送信する信号を割り当てた変調波を生成し、この変調波
による変調搬送波を生成する。受信側では、変調搬送波
を受信し、変調搬送波の１シンボル前またはそれ以上前
の信号空間における位相差と振幅比とから送信符号を復
元する。

【０００９】大容量伝送変調方式の送受信装置は、従来
の多値位相変調方式の送受信装置へ振幅比生成手段を追
加するなど、若干の変更、追加でも実現することができ
る利点がある。また、位相差と振幅比に情報を割り当て
ていることから受信信号レベルに依存せずに符号の判定
が可能になるため、フェージング等の急激な受信レベル
変動下でも、複雑な制御処理を要さずに復調が可能であ
る利点がある。また、この大容量伝送変調方式は、図８
に示すように、位相部に割り当てられたビット誤り率
と、振幅比に割り当てられたビット誤り率には差が生じ
ており、送信ビット間の耐雑音特性に差があるという特
徴をもつ。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】伝搬路の状況が時々刻
々と変化する環境下において、大容量のデータ通信を行
うような場合には、伝送効率と通信品質の両方を向上さ
せる必要がある。前述した従来の適応変調伝送方式は、
受信側の伝送状態（誤り率）の変化に応じて、送信側で
誤り訂正能力（符号化率）や変調方式のマッピング方法
を可変にし、受信側ではそれに応じて復調・復号方法を
可変にする複雑な制御処理が必要となる。また、伝送す
るブロックには、受信側において識別判定・復号ができ
るように、送信側で用いた符号化率やマッピングに関す
る情報を伝送データに付加する必要があるので、伝送効
率の低下が避けられない。また、上記のような複雑な制
御処理のために、伝搬路の変化に対する追従性は小さ
く、伝搬路状況の変化が大きい場合には、伝送効率があ
まり向上しない問題がある。

【００１１】また、通信品質を向上させるために、誤り
訂正技術の代替技術として従来のＡＲＱ方式を適用した
場合、伝送データのブロックの長さによっては、再送に
伴う伝送遅延が大きくなる。また、通信チャネルの誤り
率が高い場合には、再送ばかりが繰り返されてしまう問
題もある。いずれにしても、従来のＡＲＱ方式を適用す
ると、通信品質の向上を図ることは可能になるが、伝送
効率の低下は避けられない。

【００１２】また、前述した大容量伝送変調方式は、伝
搬路の状況が時々刻々と変化する環境下においても、前
述のように複雑な制御処理を要さずに復調が可能である
が、伝搬路の状況に応じて伝送容量を可変にすることは
できない。また、通信品質の向上を図る目的で、従来の
ＡＲＱ方式をこの変調方式に適用しようとする場合、図
８に示したように送信ビット間で耐雑音特性に差がある
ため、単一の送信ビットで伝送することを前提として考
えられている従来のＡＲＱ方式をそのまま適用できない
問題がある。

【００１３】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決し、伝搬路の状況が時々刻々と変化する環境下におい
て、大容量かつ通信品質の高いデータ伝送を実現し、さ
らに伝送効率の向上を可能にするデータ伝送方法および
その装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のデータ伝送方法
およびその装置は、送信側において、伝送するデータを
ブロック化し、各ブロックに対して受信側で誤り検出を
行うための符号化を施す。そして、送信ビット系列の耐
雑音特性に差のある変調方式を用いて、耐雑音特性の
差、すなわち誤り率の低い順により送信ビット系列の階
層化を図り、伝送するブロックを直並列変換して階層化
された送信ビット系列を用いて各々伝送する。

【００１５】受信側では、受信したブロックに対して誤
り検出を行い、誤りが検出されたブロックの再送を求め
る信号を送信側に送信する。その信号を受けた送信側
は、伝送しようとするブロックの優先度に応じて、送信
ビット系列の耐雑音特性を選択して再送要求を受けたブ
ロックを再送する。

【００１６】このように、本発明のデータ伝送方法およ
びその装置は、送信ビット系列の耐雑音特性に差のある
変調方式を用いて送信ビット系列の階層化を図って伝送
する。また、再送要求を受けた場合には、伝送したいブ
ロックの優先度に応じて送信ビット系列の選択を行って
再送する。すなわち、従来のＡＲＱ方式は、単一の送信
ビット系列を用いて伝送および再送をしているのに対し
て、本発明は送信ビット系列の階層化を図って伝送およ
び再送をする点が特徴になっている。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のデータ伝送方法
の実施形態を示す。送信側では、伝送するデータをブロ
ック化し、受信側において誤り検出ができるように符号
化を施す。この際には、ブロックの順番の番号を表す情
報もブロックに付与する。ブロック化されたデータは、
伝搬路の状況に応じて伝送容量を可変にできるように、
単一の送信ビット系列（以下「送信ビット」と略す）で
伝送するのではなく、ブロックを直並列変換し、耐雑音
特性に差のある変調方式を用いて異なる送信ビットで伝
送する。

【００１８】受信側では、受信、復調したブロックの誤
り検出を行い、誤りが検出された場合には誤りが検出さ
れたブロックの再送を求める再送要求信号（ＮＡＫ信
号）を送信側に発信する。誤りが検出されなかった場合
には、送信側に誤りがないことを知らせるＡＣＫ信号を
送信側に発信する。次に、ブロックに付与されているブ
ロックの順番情報をもとに、再送に伴うブロックの並べ
替えが必要な場合には、一時バッファに蓄えて並べ替え
を行い、正しい順に並んだブロックを並直列変換してデ
ータを取り出す。

【００１９】図２は、本発明のデータ伝送方法における
第１のブロック直並列変換例を示す。図４は、本発明の
データ伝送方法における第２のブロック直並列変換例を
示す。第１と第２のブロック直並列変換例では、伝送す
るデータの性質が異なっている。第１の例では、伝送し
ようとするデータの種類は１種類であり♯１，♯２，♯
３，…という順番の送信ブロックは、図に示すように耐
雑音特性の異なる第１送信ビットと第２送信ビットに割
り当てることで直並列変換を行う。ここでは、第１送信
ビットに比べ第２送信ビットの耐雑音特性が悪いとして
いる。

【００２０】第２の例では、伝送しようとするデータの
種類が２種類であり、データの種類によって優先度があ
り、データａの優先度が高いとしている。データａのブ
ロックの順番は、ａ−♯１，ａ−♯２，ａ−♯３，…、
データｂのブロックの順番は、ｂ−♯１，ｂ−♯２，…
であり、これらを図に示すように、優先度の高いデータ
ａを第１送信ビットに、優先度の低いデータｂを第２送
信ビットに割り当てることで直並列変換を行う。

【００２１】図３は、第１のブロック直並列変換例にお
けるデータ伝送方法を示す。図５は、第２のブロック直
並列変換例におけるデータ伝送方法を示す。図３のデー
タ伝送方法は、ＮＡＫ信号が送信側に返された場合、誤
りが検出されたブロックを前回の送信より耐雑音特性の
良い送信ビットで優先的に伝送する方法である。本方法
は、受信側から再送要求を受けるブロックは、耐雑音特
性の悪いビットで伝送するブロックである傾向が強いた
め、再送要求を受けた場合には、次回の送信で前回の送
信より耐雑音特性の良いビットで再送する。これによ
り、同じブロックの再送ばかりが繰り返されることを防
ぎ、伝送効率の向上を図ることができる。

【００２２】図５のデータ伝送方法は、ＮＡＫ信号が送
信側に返された場合、誤りが検出されたブロックを前回
の送信と同じ耐雑音特性の送信ビットで送信するように
する方法である。本方法は、データが複数種あり、それ
らに優先度がある場合には、優先したいデータを優先し
て伝送でき、さらに伝搬状況が良い場合には、複数のデ
ータを同時に伝送でき、伝送効率の向上を図ることがで
きる。

【００２３】図６は、本発明のデータ伝送装置の実施形
態を示す。図において、送信側では、伝送するデータは
バッファ１１に入力され、一定長のブロックに生成され
る。各ブロックは、直並列変換手段１３で耐雑音特性の
異なる送信ビットで送信するために並列化され、変調手
段１４で変調して耐雑音特性の異なる送信ビットで伝送
される。

【００２４】バッファ１１において伝送するデータをブ
ロック化する際には、受信側において誤り検出を行うた
めに誤り検出符号化手段１２を用いて符号化すると同時
に、ブロックの順番の番号を表す情報もブロックに付与
する。ここで、ブロックの順番情報を付与することによ
る伝送効率の低下が考えられるが、この情報は誤り検出
のための符号化をする際に生じる剰余ビットとして組み
込むことで、その影響を最小限に抑えることが可能であ
る。また、再送制御手段１５は、受信側からの再送要求
信号を受けた場合には再送制御信号を出力する。バッフ
ァ１１は、この再送制御信号に応じて、再送のために生
じるブロックの送信順序の入れ換えを行う。

【００２５】受信側では、変調信号を受信し、復調手段
１６で復調した後、バッファ１７に復調されたブロック
を蓄積する。バッファ１７に蓄えられたブロックに対
し、誤り検出手段１９を用いて復調したブロックに誤り
がないか調べる。誤りが検出された場合には、再送要求
信号発信手段２０から送信側に誤りの検出されたブロッ
クの再送を求める再送要求信号を発信する。誤りが検出
されないブロックは、バッファ１７においてブロックに
付与されている順番情報を用いて並べ替えを必要とする
場合には並べ替えを行い、並直列変換手段１８でバッフ
ァに蓄えられた並列に並んだブロックを直列に変換して
データを取り出す。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、各ビッ
トの耐雑音特性に差がある変調方式を用いて、ＡＲＱ方
式を階層化することにより、伝搬路の状況に応じて伝送
容量を可変にすることができる。これにより、時間的、
場所的な伝送容量の増大を図ることで伝送効率を向上さ
せ、かつ通信の信頼性も向上させることができる。

【００２７】また、各ビットの耐雑音特性に差がある変
調方式を用いて、ＡＲＱ方式に階層化を図り、再送する
場合に伝送しようとするブロックの優先度に応じて送信
ビットの耐雑音特性の選択することにより、伝送しよう
とするデータの性質、種類に係わらず、伝送効率の向上
を図ることが可能になる。また、各ビットの耐雑音特性
に差がある変調方式を用いて、ＡＲＱ方式に階層化をす
ることにより、従来の階層化が図られていない送信ビッ
トが単一の場合のＡＲＱ方式と比較して、再送に伴う伝
送遅延を小さくすることが可能になる。

【００２８】また、各ビットの耐雑音特性に差のある変
調方式は、前述のように比較的容易な構成でも実現で
き、この変調方式を用いて複雑な制御や処理を要さず
に、伝搬路の状況に応じて伝送容量を可変させることが
できるデータ伝送が可能になる。また、従来の誤り訂正
技術を用いた適応変調伝送方式では、送信データには誤
り訂正符号の符号化率や信号空間におけるマッピング方
法に関する情報も含まれていたが、本発明の伝送方法で
は、そのような情報は付与する必要がなく、伝送容量の
向上を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ伝送方法の実施形態を示すフロ
ーチャート。

【図２】第１のブロック直並列変換例を示す図。

【図３】第１のブロック直並列変換例におけるデータ伝
送方法を説明する図。

【図４】第２のブロック直並列変換例を示す図。

【図５】第２のブロック直並列変換例におけるデータ伝
送方法を説明する図。

【図６】本発明のデータ伝送装置の実施形態を示すブロ
ック図。

【図７】従来の適応変調伝送方式に対応するデータ伝送
装置の構成例を示すブロック図。

【図８】大容量伝送変調方式のビット誤り率特性を示す
図。

【符号の説明】

１１ バッファ １２ 誤り検出符号化手段 １３ 直並列変換手段 １４ 変調手段 １５ 再送制御手段 １６ 復調手段 １７ バッファ １８ 並直列変換手段 １９ 誤り検出手段 ２０ 再送要求信号発信手段 ３１ 符号化手段 ３２ 誤り訂正符号発生手段 ３３ マッピング可変手段 ３４ 変調手段 ３５ 伝送制御手段 ３６ 誤り訂正能力可変手段 ３７ 復調手段 ３８ 可変識別判定手段 ３９ 復号手段 ４０ 誤り訂正符号発生手段 ４１ 伝送制御信号発生手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−88620（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−130082（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−175941（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 1/16 H04L 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側では、伝送するデータをブロック
   化し、各ブロックに対して受信側で誤り検出を行うため
   の符号化をして伝送し、さらに受信側から再送要求があ
   ったブロックを再送し、 受信側では、受信したブロックに対して誤り検出を行
   い、誤りが検出されたブロックの再送を要求をする信号
   を送信側に送信するデータ伝送方法において、 送信側から、送信ビット系列の耐雑音特性に差のある変
   調方式を用いて、前記各ブロックをブロック単位で直並
   列変換したものを耐雑音特性の異なる送信ビット系列で
   伝送し、受信側から再送要求があったブロックを再送す
   る際に、そのブロックの優先度に応じて送信ビット系列
   の耐雑音特性を選択して再送することを特徴とするデー
   タ伝送方法。
2. 【請求項２】 送信装置には、 受信装置から発信される伝送誤りが生じたブロックの再
   送を求める再送要求信号を受け、再送制御信号を出力す
   る再送制御手段と、 伝送するデータを蓄積してブロック化し、各ブロックに
   ブロックの順番情報を付与し、前記再送制御信号を受け
   て再送のために生じるブロックの送信順序の入れ換えを
   行うバッファと、 前記ブロックに対して受信装置で誤り検出をするための
   符号化を行う誤り検出符号化手段と、 前記各ブロックを耐雑音特性の異なる送信ビット系列に
   割り当てるために並列化する直並列変換手段と、 前記並列化されたブロックを耐雑音特性の異なる送信ビ
   ット系列で変調して送信する変調手段とを備え、 受信装置には、送信 ビット系列間で耐雑音特性の異なる変調信号を復調
   する復調手段と、 前記復調されたデータを蓄積し、ブロックに付与された
   ブロックの順番情報をもとにブロックの順番を入れ換え
   を行うバッファと、 前記バッファに蓄えられたブロックの伝送誤りを検出
   し、誤り検出信号を出力する誤り検出手段と、 前記誤り検出信号を受け、誤りが検出されたブロックの
   再送を求める再送要求信号を送信装置に発信する再送要
   求信号発信手段と、 前記バッファで並列化されたブロックを直列に変換して
   データを出力する並直列変換手段とを備えたことを特徴
   とするデータ伝送装置。