JPH0687554B2 - 併用誤り制御インタリ−ブ方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無線基地局を有する移動無線通信で、畳込み
符号化ビタビ復号法により音声信号伝送用に設計した移
動通信用無線回路を用いて、さらに高信頼度が要求され
る非電話信号および制御信号を伝送する場合の併用誤り
制御において、第２の誤り制御である外部誤り制御の併
用効果を高めるため、回線状態によりビタビ復号の外部
でデータ列の時間的順序を入れ替えて送受信を行う、無
線通信の併用誤り制御インタリーブ方式に関する。

〔従来の技術〕

第５図は、システム構成の一例である。基地局１と移動
局２との間で音声信号、非電話信号および制御信号の送
受を行う。

このような、陸上の移動通信、衛星通信および移動衛星
通信の分野では、信号電力を有効利用するために誤り制
御方式の適用が検討されており、中でも符号化利得が高
いという点で、畳込み符号化ビタビ復号法が有望であ
る。しかし、音声信号や非電話信号といった所要信頼度
が異なる二つの信号を同一回線で伝送する必要がある場
合、高信頼度が要求される信号については、さらに他の
誤り制御を併用して信号信頼度の改善を図る必要があ
る。

第６図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ音声信号伝送時お
よび非電話信号伝送時の信号フレーム構成の一例であ
る。音声信号伝送時は、音声情報信号12に訂正用信号と
して畳込み符号化ビタビ復号法による第１の誤り制御信
号13を付加し、制御信号11と一緒に伝送する。非電話信
号伝送時には、非電話情報信号14は音声情報信号12に比
べ高い信号信頼度が要求されるために、非電話情報信号
14に第２の誤り制御信号15を付加し、さらに畳込み符号
化ビタビ復号法による第１の誤り制御信号13を付加した
後、制御信号11と一緒に伝送する。

ビタビ復号後の残留誤りは、符号の特性から、誤りの生
起がバースト的となる。このため送信側では、第２の誤
り制御によって符号化されたデータ列、すなわち非電話
情報信号14および第２の誤り制御信号15の、時間的順序
の入り替えを行った後、畳込み符号化および送信を行
い、受信側では、ビタビ復号されたデータ列の時間的順
序を元の順序に復元した後に第２の誤り制御の復号を行
い、ビタビ復号によって発生したバースト誤りを分散さ
せ、併用誤り制御の効力低下を防止することが有効であ
る。このように二つの誤り制御を併用する方式を併用誤
り制御方式、時間的順序の入れ替えを行う操作をインタ
リーブ、その復元をデ・インタリーブおよび併用誤り制
御とインタリーブ、デ・インタリーブとを組み合わせた
方式を併用誤り制御インタリーブ方式という。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の併用誤り制御インタリーブ方式では、イ
ンタリーブの１ブロックのデータの個数すなわちインタ
リーブサイズを固定長に設定していた。ところが、移動
体を対象とした通信では、海面、地形、建物などの影響
によりフェージングが発生するため回線での誤りがバー
スト的となり、ビタビ復号後の残留誤り特性に大きく影
響する。かつこの回線での誤りは、回線状態、すなわち
フェージングの深さおよび周期などによって大きく異な
り、従ってビタビ復号後の残留誤りもこれらの回線状態
によって大きく変化する。このような場合には、インタ
リーブサイズを一定値に固定しておくと、ビタビ復号後
の信号ビット誤り率は一定であっても、例えば誤りバー
スト長に代表される残留バースト誤り特性が、回線状態
によって変化するため、回線によってはインタリーブサ
イズが不適当となり併用誤り制御の効果が劣化する欠点
があった。

本発明の目的は、以上の問題点を解決し、回線状態に適
応したインタリーブを行い、効率的かつ高信頼度な信号
を伝送できる無線通信の併用誤り制御インタリーブ方式
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、第１の誤り制御とともに第２の誤り制御を行
う併用誤り制御であって、送信部では、上記第２の誤り
制御によって符号化された情報を、インタリーブサイズ
を単位としてその時間的順序を入れ替えて上記第１の誤
り制御により符号化した後送信し、受信部では、上記第
１の誤り制御により復号されたデータ列の時間的順序を
復元した後に上記第２の誤り制御による復号を行う無線
通信の併用誤り制御インタリーブ方式において、上記送
信部では回線状態とそれに対する最適なインタリーブサ
イズの関係を求め、このインタリーブサイズに関する情
報を併せ送信し、上記受信部では、上記インタリーブサ
イズに関する情報に基づいてインタリーブサイズを変更
し、上記第１の誤り制御により復号されたデータ列の時
間的順序の復元を行った後に、上記第２の誤り制御を行
うことを特徴とする。

また本発明は最適なインタリーブサイズの関係は、あら
かじめテーブルとして格納しておき、送信時にはそのと
きの回線状態に合わせてこのテーブルを用いてインタリ
ーブサイズを決定することができる。

〔作用〕

送信部では、例えばあらかじめ回線状態（フェージング
の平均周期およびフェージング深さなど）とそれに対す
る最適なインタリーブサイズを求めテーブルとして格納
しておき、送信時に、そのときにおける回線状態を検出
し、それに合わせて上記テーブルにより最適なインタリ
ーブサイズを決定し、その結果に応じたインタリーブを
行うとともに上記決定したインタリーブサイズをインタ
リーブ情報として送信する。受信部ではこのインタリー
ブ情報に基づきそのインタリーブサイズを決定し、その
結果に応じたデ・インタリーブを行う。

従って、インタリーブサイズを常に回線状態に対応した
最適な値に保ことができ、回線の状態変化による併用誤
り制御の効率低下を防ぎ、効率的な信号伝送を可能にす
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の実施シーケンスを示す説明
図、第２図（ａ）および（ｂ）はそのインタリーブ実施
の一例を示す説明図である。

第２図（ａ）および（ｂ）は、インタリーブサイズＩ
を、 Ｉ＝ｍ・Ｂ m:フェージングの平均周期によって決定される正の整
数、 B:フェージングの深さによって決定される正の整数、 とした場合のインタリーブ実施の一例である。

インタリーブおよびデ・インタリーブを行うために、サ
イズＩのバァファメモリ21を用いる。バァファメモリ21
はＢ×ｍのメモリセルで構成され、これはインタリーブ
サイズに等しい。バァファメモリ21に対し、書込みは第
２図（ａ）に示すように、始点22から終点23に向かって
書込み順序24の順番に従って行い、読出しは第２図
（ｂ）に示すように、始点25から終点26に向かって読出
し順序27の順番に従って行うことで、インタリーブ、デ
・インタリーブが実現される。

本発明の併用誤り制御インタリーブ方式では、後述する
第３図に示すデータ通信装置の回線状態検出部67におい
て、受信電界強度を測定し、その値をｎレベルのスレッ
ショルドレベルと比較し、各々のスレッショルドレベル
を下回る周期を測定する。この結果からフェージングの
平均周期f_Dおよびフェージングの深さＤを検出する。一
方、あらかじめフェージングの平均周期f_Dおよびフェー
ジングの深さＤを変化させて測定を行い、その実験結果
から、f_DおよびＤについて様々な条件下での最適なイン
タリーブサイズを求めテーブルとして格納しておく。そ
してこのテーブルを参照して、上記体状態検出部におい
て検出されたf_DおよびＤに対応するｍおよびＢを選択
し、その積からインタリーブサイズＩを決定する。

第１図は、音声信号通信状態にある基地局１および移動
局２において非電話信号を伝送する必要が生じ、本発明
の併用誤り制御インタリーブ方式を用いた非電話信号通
信状態に移行する過程を示すシーケンスの一例である。

基地局１および移動局２は、時点31で示すように音声信
号伝送状態にあったが、時点32において非電話信号使用
要求が発生したため、移動局２が時点33において、制御
信号11を用いて非電話要求信号を基地局１に対し送信す
る。基地局１では、時点34において非電話要求信号を受
信し、これを受け付けた場合には、時点35において、非
電話要求受付け信号を、制御信号11を用いて移動局２に
対し送信する。移動局２では時点36で非電話要求受付け
信号を受信すると、時点37において回線状態の検出を行
い、その結果から時点38においてあらかじめ格納してお
いた上記テーブルにより、インタリーブサイズを決定
し、時点39において、時点38で決定されたインタリーブ
サイズを、制御信号11を用いて基地局１に対しインタリ
ーブサイズ情報として送信する。基地局１では時点40に
おいて移動局２が送信したインタリーブサイズ情報を受
信する。基地局１では時点42で、移動局２では時点41
で、各々併用誤り制御およびインタリーブを開始し、時
点44において基地局１が、時点43において移動局２が、
互いに相手の送信した信号が確認できた場合には、非電
話回線が確立したこととなり、この時点より非電話通信
を開始する。

なお、基地局１から最初に非電話通信を要求する場合も
同様の制御処理を行う。時点45は非電話通信中を示す。
46は基地局遷移状態を、47は移動局遷移状態を示す。

以上のように、すでに音声回線が設定されており、非電
話信号の通信を行う要求が生じた基地局１と移動局２に
おいて、移動局２側で受信電界強度をｎレベルのスレッ
ショルドレベルと比較することにより求められたフェー
ジング周期f_Dおよびフェージングの深さＤに応じてイン
タリーブサイズＩをテーブルより選択し、インタリーブ
サイズ情報を基地局１に通知した後、送信部において
は、第２の誤り制御によって符号化されたデータを、上
記インタリーブサイズＩを単位としその時間的順序を入
れ替えて畳込み符号化し、送信する。

受信部では、上記インタリーブサイズ情報に基づき、ビ
タビ復号されたデータを復元し、第２誤り制御の復号を
行う。

第３図は、本発明の一実施例による基地局および移動局
データ通信装置の送信部を示すブロック構成図である。

送信用非電話端末部69は送信情報信号入力端51を介して
外部誤り制御符号化回路52の入力に接続される。外部誤
り制御符号化回路52の出力はインタリーブ回路53の入力
に接続され、インタリーブ回路53の出力は情報付加回路
54の入力に接続される。情報付加回路54の出力は畳込み
符号化回路55の入力に接続される。畳込み符号化回路55
の出力は送信データ入力端68を介して送信用無線機部70
に接続される。送信用無線機部70はさらに送信ストロー
ブ入力端56および受信電界入力端59を介してそれぞれ送
信タイミング発生回路57の入力および受信電界強度測定
回路60の入力に接続される。送信タイミング発生回路57
の五つの出力はそれぞれは外部誤り制御符号化回路52、
インタリーブ回路53、送信用読出し書込み制御回路58、
情報付加回路54および畳込み符号化回路55に接続され
る。受信電界強度測定回路60の出力はレベル比較回路61
の入力に接続され、レベル比較回路61の出力は計数回路
62の出力に接続され、計数回路62の出力はフェージング
周期・深さ検出回路63の入力に接続される。フェージン
グ周期・深さ検出回路63の出力はインタリーブサイズ決
定回路64の入力に接続され、インタリーブサイズ決定回
路64の出力はインタリーブサイズ情報生成回路65の入力
に接続される。インタリーブサイズ情報生成回路65の出
力は送信用読出し書込み制御回路58および情報付加回路
54に接続される。送信用読出し書込み制御回路58はイン
タリーブ回路53に接続される。また、レベル比較回路61
にはスレッショルドレベル設定回路66の出力が接続され
る。ここで受信電界強度測定回路60、レベル比較回路6
1、計数回路62、フェージング周期・深さ検出回路63、
インタリーブサイズ決定回路64およびスレッショルドレ
ベル設定回路66は回線状態検出部67を構成する。

送信ストローブ信号入力端56には、送信情報信号入力端
51に入力される情報信号とタイミングのとれたストロー
ブ信号が送信用無線機部70より入力される。送信タイミ
ング発生回路57は送信ストローブ入力端56に入力される
ストローブ信号からタイミング信号を発生し、外部誤り
制御符号化回路52、インタリーブ回路53、情報付加回路
54および畳込み符号化回路55の動作タイミングを制御す
る。

受信電界入力端59には送信用無線機部70より受信電界が
入力される。この受信電界は受信電界強度測定回路60に
供給される。受信電界強度測定回路60では受信電界のレ
ベルを測定し、その結果をレベル比較回路61に供給す
る。スレッショルドレベル設定回路66では、比較用のｎ
レベルのスレッショルドレベルを設定し、レベル比較回
路61に供給する。レベル比較回路61では、受信電界強度
とｎレベルのスレッショルドレベルの大小関係を比較
し、その結果を計数回路12に供給する。計数回路12で
は、受信電界強度がスレッショルドレベル以下となる回
数を各ｎレベルの各々について計数し、その結果を、フ
ェージング周期・深さ検出回路63に供給する。フェージ
ング周期・深さ検出回路63では、各レベルを下回る周期
からフェージングの周期f_Dおよびフェージングの深さＤ
を検出し、その結果をインタリーブサイズ決定回路64に
供給する。インタリーブサイズ決定回路64では、あらか
じめ準備された、f_DおよびＤとインタリーブサイズの対
応テーブルより、フェージング周期・深さ検出回路63で
検出されたf_DおよびＤに対応した正整数ｍおよびＢを選
択し、その積Ｂ・ｍからインタリーブサイズＩを決定
し、インタリーブサイズ情報生成回路65に供給する。イ
ンタリーブ情報生成回路65では、インタリーブサイズ決
定回路64より供給されたインタリーブサイズを、所定の
フォーマットで送信用読出し書込み制御回路58および情
報付加回路54に供給する。

送信情報信号入力端51には送信用非電話端末部69よりフ
レーム構成の情報データが入力される。この情報データ
は外部誤り正符号化回路52に供給される。外部誤り制御
符号化回路52は、情報データを所定の外部誤り制御方式
に従い符号化し、インタリーブ回路53に供給する。イン
タリーブ回路53では、送信用読出し書込み制御回路58を
用いて、外部誤り制御符号化されたデータ列の時間的順
序を入れ替える。情報付加回路54は、情報データにフレ
ーム情報およびインタリーブサイズ情報などの制御情報
を付加し、畳込み符号化回路55へ供給する。畳込み符号
化回路55では、情報付加回路54の出力を畳込み符号化回
路55へ供給する。畳込み符号化回路55では、情報付加回
路54の出力を畳込み符号化し、送信データ入力端68に出
力し、送信用無線機部70に供給する。

第４図は本発明の一実施例による基地局および移動局デ
ータ通信装置の受信部を示すブロック構成図である。

受信用無線機部91は受信情報信号入力端子80および受信
ストローブ信号入力端子85を介してそれぞれビタビ復号
化回路81の入力および受信タイミング信号発生回路86に
接続される。ビタビ復号化回路81の出力は、インタリー
ブ情報検出回路82の入力に接続され、インタリーブ情報
検出回路82の出力はデ・インタリーブ制御回路87および
デ・インタリーブ回路83の入力に接続される。デ・イン
タリーブ制御回路87の出力は受信用読出し書込み制御回
路88に接続され、受信用読出し書込み制御回路88の出力
はデ・インタリーブ回路83に接続される。デ・インタリ
ーブ回路83の出力は外部誤り制御復号化回路84の入力に
接続され、外部誤り制御復号化回路84の出力は受信デー
タ出力端89を介して受信用非電話端末部90に接続され
る。受信タイミング信号発生回路86の出力はそれぞれビ
タビ復号化回路81、インタリーブ情報検出回路82、デ・
インタリーブ制御回路87、デ・インタリーブ回路83およ
び外部誤り制御復号化回路84に接続される。

受信ストローブ信号入力端85には、受信用無線機部91よ
り受信情報入力端80と同期のとれたストローブ信号が入
力され、受信タイミング信号発生回路86に供給される。
受信タイミング信号発生回路86はタイミング信号を発生
し、ビタビ復号化回路81、インタリーブ信号検出回路8
2、デ・インタリーブ回路83および外部誤り制御復号化
回路84の動作タイミングを制御する。

デ・インタリーブ回路83には、送信側と等しいテーブル
を格納しておき、このテーブル上の同一送信側に対応す
る値を用いることにより、簡便に情報検出およびインタ
リーブサイズの設定を行うことができる。

受信情報信号入力端80には受信用無線機部91より情報デ
ータが入力されビタビ復号化回路81に供給される。ビタ
ビ復号化回路81は情報データをビタビ復号しインタリー
ブ情報検出回路82に供給する。インタリーブ情報検出回
路82では、データ情報をデ・インタリーブ回路83に供給
するとともに、データ情報の中からインタリーブサイズ
を指示するインタリーブ情報を検出し、そのインタリー
ブ情報をデ・インタリーブ制御回路87に供給する。デ・
インタリーブ制御回路87ではインタリーブ情報に従って
インタリーブサイズを決定し、受信用読出し書込み制御
回路88の制御を行う。デ・インタリーブ回路83は受信用
読出し書込み制御回路88を用いてデ・インタリーブを行
い、送信部のインタリーブ回路53の逆操作を行う。これ
によりビタビ復号されたデータは、ビタビ復号後の残留
誤りを除いて、送信部の外部誤り制御符号化回路52が出
力したデータ列と一致するデータ列が得られる。外部誤
り制御復号化回路84は、デ・インタリーブ回路83の出力
したデータ列を復号し、再生データを受信データ出力端
89を介して受信用非電話端末部90に供給する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、回線の状態に応じて最
適なインタリーブサイズでデータ列の時間的順序を入れ
替えることができるので、回線の状態によってビタビ復
号後のバースト誤り特性が変化した場合でも外部誤り制
御の併用効果の劣化を防ぎ、効率的な信号伝送を行うこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の実施シーケンスを示す説明
図。 第２図（ａ）および（ｂ）はそのインタリーブ実施の一
例を示す説明図。 第３図は本発明の一実施例によるデータ通信装置の送信
部を示すブロック構成図。 第４図は本発明の一実施例によるデータ通信装置の受信
部を示すブロック構成図。 第５図はシステム構成の一例を示す説明図。 第６図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ音声信号伝送時お
よび非電話信号伝送時のフレーム構成の一例を示す説明
図。 １…基地局、２…移動局、11…制御信号、12…音声情報
信号、13…第１の誤り制御信号、14…非電話情報信号、
15…第２の誤り制御信号、21…バァファメモリ、22、25
…始点、23、26…終点、24…書込み順序、27…読出し順
序、31〜45…時点、46…基地局遷移状態、47…移動局遷
移状態、51…送信情報信号入力端、52…外部誤り制御符
号化回路、53…インタリーブ回路、54…情報付加回路、
55…畳込み符号化回路、56…送信ストローブ信号入力
端、57…送信タイミング発生回路、58…送信用読出し書
込み制御回路、59…受信電界入力端、60…受信電界強度
測定回路、61…レベル比較回路、62…計数回路、63…フ
ェージング周期・深さ検出回路、64…インタリーブサイ
ズ決定回路、65…インタリーブサイズ情報生成回路、66
…スレッショルドレベル設定回路、67…回線状態検出
部、68…送信データ出力端、69…送信用非電話端末部、
70…送信用無線機部、80…受信情報信号入力端、81…ビ
タビ復号化回路、82…インタリーブ情報検出回路、83…
デ・インタリーブ回路、84…外部誤り制御復号化回路、
85…受信ストローブ信号入力端、86…受信タイミング信
号発生回路、87…デ・インタリーブ制御回路、88…受信
用読出し書込み制御回路、89…受信データ出力端、90…
受信用非電話端末部、91…受信用無線機部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の誤り制御とともに第２の誤り制御を
   行う併用誤り制御であって、 送信部では、上記第２の誤り制御によって符号化された
   情報を、インタリーブサイズを単位としてその時間的順
   序を入れ替えて上記第１の誤り制御により符号化した後
   送信し、 受信部では、上記第１の誤り制御により復号されたデー
   タ列の時間的順序を復元した後に上記第２の誤り制御に
   よる復号を行う 無線通信の併用誤り制御インタリーブ方式において、 上記送信部では回線状態とそれに対する最適なインタリ
   ーブサイズの関係を求め、このインタリーブサイズに関
   する情報を併せ送信し、 上記受信部では、上記インタリーブサイズに関する情報
   に基づいてインタリーブサイズを変更し、上記第１の誤
   り制御により復号されたデータ列の時間的順序の復元を
   行った後に、上記第２の誤り制御を行う ことを特徴とする併用誤り制御インタリーブ方式。
2. 【請求項２】最適なインタリーブサイズの関係は、あら
   かじめテーブルとして格納しておき、送信時にはそのと
   きの回線状態に合わせてこのテーブルを用いてインタリ
   ーブサイズを決定する特許請求の範囲第（１）項に記載
   の併用誤り制御インタリーブ方式。