JPH08195729A - Spread spectrum time division multiplexer for hierarchical transmission and time division multiplex signal demultiplexer - Google Patents

Spread spectrum time division multiplexer for hierarchical transmission and time division multiplex signal demultiplexer

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JPH08195729A
JPH08195729A JP391595A JP391595A JPH08195729A JP H08195729 A JPH08195729 A JP H08195729A JP 391595 A JP391595 A JP 391595A JP 391595 A JP391595 A JP 391595A JP H08195729 A JPH08195729 A JP H08195729A
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啓之 浜住
Yasuhiro Ito
泰宏 伊藤
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Abstract

PURPOSE: To obtain a spread spectrum time division multiplexer for hierarchical transmission and time division multiplex signal demultiplexer in which hierarchical transmission with high degree of freedom is attained regardless of employment of the TDM system with respect to the width and depth of hierarchical processing in the hierarchical digital transmission when a nonlinear amplifier of a satellite channel is used. CONSTITUTION: The spread spectrum time division multiplexer for hierarchical transmission 1 at a transmitter side uses a check information addition circuit 10 to receive hierarchical digital information and to add check information thereto. A rate conversion circuit 11 applies rate conversion to the hierarchical digital information and applies rate conversion to digital information of each layer so that a ratio of rates of hierarchical signals is power of 2 and the information of each layer is not in duplicate on a time base. Then plural switch circuits 12 inverting sign are used to generate a spread spectrum time division multiplex signal. The time division multiplex signal demultiplexer at a receiver side is configured to conduct signal processing reverse to the time division multiplexer at a transmitter side.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、衛星回線など非線形増
幅器を用いる場合のディジタル伝送において、降雨減衰
などに起因する急激な品質劣化を防ぐために階層的伝送
を行う場合の階層的伝送用スペクトル拡散時分割多重装
置および時分割多重信号分離装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to spread spectrum for hierarchical transmission in the case of digital transmission using a non-linear amplifier such as a satellite line in order to prevent rapid quality deterioration due to rainfall attenuation and the like. The present invention relates to a time division multiplex device and a time division multiplex signal demultiplexer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、衛星回線など非線形増幅器を用い
る場合の階層的ディジタル伝送(階層的伝送とは、情報
を重要度の高いもの(下位層)と低いもの(上位層)と
に分けたうえで、重要度の高い情報に1ビットあたりの
エネルギーをより多く配分して伝送する方法を意味す
る)においては、時分割多重(TDM)方式を用い、変
調方式に従って畳み込み符号化率を変えたり、多値PS
Kの信号位相点の数を変えて階層化を行うことを前提と
している。
2. Description of the Related Art Hitherto, hierarchical digital transmission using a nonlinear amplifier such as a satellite line (hierarchical transmission is divided into information of high importance (lower layer) and information of low importance (upper layer)). , Which means a method of transmitting by allocating more energy per bit to more important information), a time division multiplexing (TDM) method is used and the convolutional coding rate is changed according to the modulation method. Multivalued PS
It is premised that the number of signal phase points of K is changed to perform layering.

【0003】前者の公知例としては、J.Pailcot and J.
Veillard,"POSSIBLE CODING AND MODULATION APPROACHE
S TO IMPROVE SERVICE AVAILABILITY FOR DIGITAL HDTV
SATELLITE BROADCASTING AT 22GHz", IEEE Trans. on
Consumer Electronics, Vol.39, No.3, pp.660-667, Au
gust 1993.が、また後者の例としては、都竹,斉藤,福
地、“階層変調方式によるデータ伝送の検討”、199
3年信学春季大会、B−179,1993.がある。
Known examples of the former include J. Pailcot and J.
Veillard, "POSSIBLE CODING AND MODULATION APPROACHE
S TO IMPROVE SERVICE AVAILABILITY FOR DIGITAL HDTV
SATELLITE BROADCASTING AT 22GHz ", IEEE Trans. On
Consumer Electronics, Vol.39, No.3, pp.660-667, Au
gust 1993., and as an example of the latter, Tsutake, Saito, Fukuchi, “Study on data transmission by hierarchical modulation method”, 199.
3rd Annual Academic Spring Conference, B-179, 1993. There is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来、衛星回線など非線形増幅器が介在する伝送路にお
けるディジタル変調方式としては、非線形の影響を受け
にくくするために信号を一定振幅として位相方向のみに
情報を乗せるQPSKや8相PSKなど位相シフトキー
イング(PSK)が広く使われている。従って、非線形
伝送路において階層的伝送を行う場合には、PSKを基
本としてこれをTDMする方式(TDM−PSK)が適
している。TDM−PSK方式における階層化は、符号
化率やPSKの多値数を時間別に変えることにより行わ
れている。しかし、TDM−PSK方式では、送受信で
正確なタイミング管理を必要とするうえ、システムを一
度決定してしまうと、各階層の情報量の配分と1ビット
あたりのエネルギーの配分(TDM−PSK方式では各
階層への時間割り当て、符号化率、信号位相点の数)が
限定されるために、可変レートの情報を扱うことが困難
であるなど、階層化伝送の自由度が小さく、階層化伝送
のメリットが余り発揮できないという欠点があった。
As described above,
Conventionally, as a digital modulation method in a transmission line in which a non-linear amplifier intervenes such as a satellite line, phase shift keying such as QPSK or 8-phase PSK in which information is put only in the phase direction with a constant amplitude of the signal in order to prevent the influence of non-linearity PSK) is widely used. Therefore, when hierarchical transmission is performed in a non-linear transmission line, a method (TDM-PSK) of performing TDM on the basis of PSK is suitable. Hierarchization in the TDM-PSK system is performed by changing the coding rate and the multi-level number of PSK according to time. However, the TDM-PSK system requires accurate timing management for transmission and reception, and once the system is determined, the information amount of each layer and the energy distribution per bit (in the TDM-PSK system, Since the time allocation to each layer, coding rate, number of signal phase points) is limited, it is difficult to handle variable rate information. There was a drawback that the merit could not be fully exerted.

【0005】すなわち上記2件の公知例を含め、一般に
従来のTDM方式による階層化においては、きめ細かい
階層の設定が困難であること、一度設定した階層はフレ
キシブルに変更がきかないことなど自由度に欠けている
という問題があった。
That is, in the conventional TDM system including the above-mentioned two publicly known cases, it is generally difficult to set a fine layer, and a layer once set cannot be flexibly changed. There was a problem that.

【0006】本発明の目的は、これらの問題を解決する
ため、衛星回線など非線形増幅器を用いる場合の階層的
ディジタル伝送において、階層化の広さおよび深さに関
し、TDM方式を用いながらも自由度の高い階層的伝送
を可能にする階層的伝送用スペクトル拡散時分割多重装
置および時分割多重信号分離装置を提供することにあ
る。
In order to solve these problems, an object of the present invention is to provide a degree of freedom in hierarchical digital transmission in the case of using a non-linear amplifier such as a satellite line, even though the TDM method is used with respect to the breadth and depth of hierarchization. It is an object of the present invention to provide a spread spectrum time division multiplexing apparatus and time division multiplexing signal demultiplexing apparatus for hierarchical transmission, which enables high hierarchical transmission.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による階層的伝送用スペクトル拡散時分割多
重装置は、重要度の高い情報ほど情報レートが低くなる
ように複数段階に階層符号化された階層的ディジタル情
報をスペクトル拡散時分割多重する装置であって、該装
置は、前記階層的ディジタル情報を取り込むとともに、
それら取り込んだディジタル情報のそれぞれに誤り検出
用の検査情報を付加する検査情報付加手段と、前記ディ
ジタル情報の各階層の情報レート間の比が2のべき乗の
関係となるようにレート変換を行って各階層の情報を時
間的に重複することなく出力するレート変換手段と、前
記情報レート間の比が2のべき乗となるような関係にあ
る前記ディジタル情報のうち、最低レートの情報から順
次レートの高くなる方向に対応したレートの段の入力端
子に入力していき各段では入力情報を情報レートの2倍
の早さで符号反転するようにスイッチングし、それぞれ
の段で見かけ上2倍の情報レートとなるようにスペクト
ル拡散して出力するべくスイッチング回路をN段直列に
接続して処理することにより、情報レートの低い段に入
力された情報ほど大きな処理利得が得られるようにした
スペクトル拡散時分割多重手段とを少なくとも具えてな
ることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a hierarchical spread spectrum time division multiplexing apparatus for hierarchical transmission according to the present invention performs hierarchical coding in a plurality of stages so that the information rate becomes lower as the information becomes more important. A device for time-division-multiplexing spread spectrum hierarchical information, wherein the device captures the hierarchical digital information,
Rate conversion is performed so that the ratio between the inspection information adding means for adding error detection inspection information to each of the captured digital information and the information rate of each layer of the digital information is a power of 2. Among the digital information having a relationship such that the ratio between the information rates is a power of 2 and the rate conversion means for outputting the information of each layer without temporal overlap, the information of the lowest rate is sequentially selected from the information of the lowest rate. The input information is input to the input terminal of the stage of the rate corresponding to the increasing direction, and at each stage, the input information is switched so that the sign is inverted at twice the information rate, and each stage apparently doubles the information. By inputting and processing switching circuits in N stages in series so as to spread the spectrum so as to obtain a high-rate output, the information inputted to the stage with a lower information rate is processed. The deal of processing gain is comprises at least a spread spectrum time division multiplexing means so as to obtain and is characterized in.

【0008】また、本発明による階層的伝送用スペクト
ル逆拡散時分割多重信号分離装置は、重要度の高い情報
ほど情報レートが低くなるように複数段階に階層符号化
された階層的ディジタル情報のスペクトル拡散された時
分割多重信号からそれぞれ信号を分離する装置であっ
て、該装置は、受信されたスペクトル拡散時分割多重信
号から最大レートの情報を分離するとともに、各段の入
力情報を情報と同じレートで符号反転するようにスイッ
チングし、スイッチング前後2ビット分の情報を積算し
て1/2の情報レートとなるようにスペクトル逆拡散し
て出力する積算回路をN段直列に接続することにより、
レート間の比が2のべき乗の関係にあるすべてのレート
の情報を分離するようにしたスペクトル逆拡散時分割多
重信号分離手段と、該スペクトル逆拡散時分割多重信号
分離手段から得られた異なる情報レートを有する複数の
情報をそれぞれレート変換して前記階層的ディジタル情
報を出力するレート変換手段と、前記階層的デジタル情
報の誤りを検出し、その情報が使用できるかどうかを判
定する誤り検出手段とを少なくとも具えてなることを特
徴とするものである。
The spectrum despreading time division multiplex signal separation apparatus for hierarchical transmission according to the present invention is a spectrum of hierarchical digital information hierarchically encoded in a plurality of stages so that the information rate becomes lower as the information becomes more important. A device for separating signals from spread time-division multiplexed signals, wherein the device separates maximum rate information from received spread-spectrum time-division multiplexed signals, and the input information of each stage is the same as the information. By switching so as to invert the sign at the rate, integrating the information for 2 bits before and after the switching, and despreading the spectrum so as to obtain an information rate of 1/2, and outputting it, N stages are connected in series,
Spectrum despreading time division multiplex signal separation means for separating information of all rates in which the ratio between rates is a power of 2, and different information obtained from the spectrum despreading time division multiplex signal separation means Rate conversion means for rate-converting a plurality of information items each having a rate to output the hierarchical digital information; and error detection means for detecting an error in the hierarchical digital information and determining whether or not the information can be used. It is characterized by comprising at least.

【0009】[0009]

【作用】本発明階層的伝送用スペクトル拡散時分割多重
装置においては、前記検査情報付加手段によって階層的
ディジタル情報に誤り検出用の検査情報が付加されると
ともに、前記レート変換手段によって前記検査情報付加
手段で検査情報を付加された階層的ディジタル情報が各
階層の情報レート間の比が2のべき乗の関係となるよう
逐次レート変換され各階層の情報が時間的に重複するこ
となく出力された後、前記スペクトル拡散時分割多重手
段によって、N段直列に接続されたスイッチング手段に
より前記情報レート間の比が2のべき乗となるような関
係にある階層的デジタル情報のうち、最低レートの情報
から順次、対応したレートの段の入力に入力されると共
に各段では入力情報を情報レートの2倍の早さで符号反
転され、それぞれの段で見かけ上2倍の情報レートとな
るようスペクトル拡散を受けて出力され、次の段に受け
渡されていくことにより、情報レートの低い段に入力さ
れた情報ほど大きな処理利得が得られるようなスペクト
ル拡散時分割多重信号に変換され、変調方式がPSK変
調の場合、そのPSK変調手段によりある周波数を中心
としたPSK変調信号に変換された後、周波数変換手段
により通信/放送衛星に送信アンテナを経由して送信す
るための送信信号に変換されることになる。
In the hierarchical spread spectrum time division multiplexer for transmission according to the present invention, the inspection information adding means adds the inspection information for error detection to the hierarchical digital information, and the rate converting means adds the inspection information. After the hierarchical digital information to which the inspection information is added by the means is sequentially rate-converted so that the ratio between the information rates of the respective layers becomes a power of 2, and the information of the respective layers is output without overlapping in time. Of the hierarchical digital information having a relationship such that the ratio between the information rates becomes a power of 2 by the switching means connected in series by N stages by the spread spectrum time division multiplexing means, in order from the lowest rate information. , The input information is input to the input of the corresponding rate stage, and the sign of the input information is inverted at each stage at twice the information rate. It is output after being subjected to spread spectrum so that the information rate is apparently doubled at one stage, and passed to the next stage so that the information input to the stage with a lower information rate can obtain a larger processing gain. When the modulation method is PSK modulation, the PSK modulation means converts the PSK modulation signal into a PSK modulation signal centered on a certain frequency, and then the frequency conversion means transmits to a communication / broadcast satellite. Will be converted into a transmission signal for transmission via.

【0010】また、本発明階層的伝送用スペクトル逆拡
散時分割多重信号分離装置においては、前記スペクトル
逆拡散時分割多重信号分離手段によって、通信/放送衛
星を経由して受信アンテナにより受信されたPSK変調
信号がまず、周波数変換手段により周波数変換された
後、PSK復調手段によりスペクトル拡散時分割多重信
号が得られ、最大レートの情報を分離すると共に、N段
直列に接続された積算手段により各段の入力情報が順
次、情報と同じレートで符号反転するようにスイッチン
グされ、スイッチング前後2ビット分の情報が積算され
1/2の情報レートとなるようにスペクトル逆拡散を受
けて出力されることにより、レート間の比が2のべき乗
の関係にあるすべてのレートの情報が分離され、前記レ
ート変換手段によって異なる情報レートをもつ複数の信
号がそれぞれレート変換され前記階層的ディジタル情報
が出力され、前記誤り率測定手段によって、階層的ディ
ジタル情報が使用できるかどうかを判定しつつ、階層的
ディジタル信号が出力されることになる。
In the hierarchical despreading time division multiplex signal separating apparatus for hierarchical transmission of the present invention, the PSK received by the receiving antenna via the communication / broadcasting satellite by the spectrum despreading time division multiplexing signal separating means. The modulated signal is first subjected to frequency conversion by the frequency conversion means, then the spread spectrum time division multiplexed signal is obtained by the PSK demodulation means, the maximum rate information is separated, and the integration means connected in N stages in series Input information is sequentially switched so as to invert the sign at the same rate as the information, and two bits of information before and after switching are integrated and subjected to spectrum despreading so as to have an information rate of 1/2, and then output. , The information of all rates in which the ratio between the rates is in the power of 2 is separated, and the rate conversion means A plurality of signals having different information rates are rate-converted to output the hierarchical digital information, and the error rate measuring means outputs the hierarchical digital signal while determining whether or not the hierarchical digital information can be used. Will be.

【0011】[0011]

【実施例】以下に添付図面を参照し実施例により本発明
を詳細に説明する。まず、本発明による階層的伝送用ス
ペクトル拡散時分割多重装置および時分割多重信号分離
装置の基本思想について簡単に説明する。多重伝送は、
一般に上述の時分割多重(TDM)方式の他に周波数分
割多重(FDM)方式および符号分割多重(CDM)方
式があるが、FDM方式はマルチキャリア伝送となるた
め、またCDM方式は振幅方向が変化するため、これら
はいずれも衛星回線のように非線形増幅器を使用する場
合には適さない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. First, the basic idea of a hierarchical spread spectrum time division multiplexer and time division multiplex signal separator according to the present invention will be briefly described. Multiplex transmission
Generally, there are a frequency division multiplexing (FDM) system and a code division multiplexing (CDM) system in addition to the above-mentioned time division multiplexing (TDM) system. However, since the FDM system is multicarrier transmission, the amplitude direction of the CDM system changes. Therefore, neither of these is suitable when using a non-linear amplifier such as a satellite line.

【0012】そこで階層的伝送を、非線形増幅器を使用
する非線形伝送路で行うには、振幅方向に変化の少ない
PSK変調(例えばBPSK,QPSK,8PSKな
ど)を誤り訂正のかけ方や変調レートすなわち帯域幅を
変えることなどと組み合わせてTDMするのが適してい
る。しかしながら、従来考えられているこれらの組み合
わせによるTDM−PSK方式では、きめ細かい階層の
設定が困難であったり、一度設定した階層はフレキシブ
ルに変更がきかないなどの問題があった。
Therefore, in order to perform hierarchical transmission in a non-linear transmission line using a non-linear amplifier, PSK modulation (for example, BPSK, QPSK, 8PSK, etc.) with little change in the amplitude direction is used for error correction and modulation rate, that is, band. It is suitable to use TDM in combination with changing the width. However, the TDM-PSK system based on the combination of these conventionally considered has a problem that it is difficult to set a fine layer, and the layer once set cannot be changed flexibly.

【0013】本発明による時分割多重装置および時分割
多重信号分離装置では、各階層のディジタル情報をレー
ト変換して各階層信号のレート間の比が2のべき乗の関
係となり、かつ各階層の情報が時間軸上で重複すること
がないようにし、符号反転を行う何段かのスイッチ回路
を用いて、スペクトル拡散時分割多重信号を生成し、ま
た、受信側においては逆の動作で多重信号を分離するこ
とにより、容易に自由度の大きい階層伝送を可能として
いる。
In the time division multiplex device and the time division multiplex signal demultiplexer according to the present invention, the digital information of each layer is rate-converted so that the ratio between the rates of each layer signal becomes a power of 2, and the information of each layer is obtained. Are not overlapped on the time axis, and a spread-spectrum time-division multiplexed signal is generated using several switch circuits that perform code inversion, and the multiplexed signal is reversely operated on the receiving side. Separation enables hierarchical transmission with a high degree of freedom.

【0014】図1は、本発明による階層伝送用スペクト
ル拡散時分割多重装置および時分割多重信号分離装置の
一実施例を適用して構成したディジタル伝送システムの
一例を示すブロック線図である。本ディジタル伝送シス
テムは、複数の階層的ディジタル情報を取り込んでこれ
をスペクトル拡散時分割多重するスペクトル拡散時分割
多重装置1と、このスペクトル拡散時分割多重装置1に
よって生成された多重信号をPSK変調するPSK変調
装置2と、PSK変調装置2によって生成された変調信
号を高周波信号に変換する周波数変換装置3と、周波数
変換装置3によって生成された高周波信号を通信/放送
衛星5に向けて送信する送信アンテナ4と、通信/放送
衛星5を経由した電波を受信する受信アンテナ6と、受
信アンテナ6によって受信された高周波信号を中間周波
信号に変換する周波数変換装置7と、周波数変換装置7
によって得られた中間周波のPSK変調信号を復調する
PSK復調装置8と、PSK復調装置8によって得られ
たスペクトル拡散時分割多重信号を個々の信号に分離
し、複数の階層的ディジタル情報を再生するスペクトル
逆拡散時分割多重信号分離装置9とを具えている。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a digital transmission system constructed by applying an embodiment of the spread spectrum time division multiplexing apparatus and time division multiplexing signal demultiplexing apparatus for hierarchical transmission according to the present invention. This digital transmission system takes in a plurality of hierarchical digital information and spread spectrum time division multiplex device 1 for spread spectrum time division multiplexing, and PSK-modulates the multiplexed signal generated by this spread spectrum time division multiplex device 1. PSK modulator 2, frequency converter 3 for converting the modulation signal generated by PSK modulator 2 into a high frequency signal, and transmission for transmitting the high frequency signal generated by frequency converter 3 to communication / broadcast satellite 5 An antenna 4, a receiving antenna 6 for receiving radio waves transmitted through a communication / broadcasting satellite 5, a frequency converter 7 for converting a high frequency signal received by the receiving antenna 6 into an intermediate frequency signal, and a frequency converter 7
PSK demodulator 8 for demodulating the intermediate frequency PSK modulated signal obtained by the above, and the spread spectrum time division multiplexed signal obtained by the PSK demodulator 8 is separated into individual signals to reproduce a plurality of hierarchical digital information. A spectrum despreading time division multiplex signal separation device 9 is provided.

【0015】上記において、このディジタル伝送システ
ムは、スペクトル拡散時分割多重装置1によって階層的
ディジタル情報を取り込むと共に、この階層的ディジタ
ル情報のうち、情報レートの低いものほど1ビットあた
りのエネルギーが大きくなるようにスペクトル拡散しな
がら時分割多重を行い、これをPSK変調装置2によっ
てPSK変調信号を生成し、これを通信/放送衛星5に
送信する。受信側では、PSK復調装置8によって受信
信号を復調したあと、スペクトル逆拡散時分割多重信号
分離装置9によって、前記スペクトル拡散時分割多重装
置1と逆の信号処理を行って階層的ディジタル情報を再
生するようにしている。
In the above, the digital transmission system takes in hierarchical digital information by the spread spectrum time division multiplexer 1, and the lower the information rate of the hierarchical digital information, the greater the energy per bit. As described above, time division multiplexing is performed while spreading the spectrum, a PSK modulation signal is generated by the PSK modulation device 2, and this is transmitted to the communication / broadcast satellite 5. On the receiving side, the PSK demodulator 8 demodulates the received signal, and then the spectrum despread time division multiplex signal demultiplexer 9 performs signal processing reverse to that of the spread spectrum time division multiplex device 1 to reproduce hierarchical digital information. I am trying to do it.

【0016】次に、図1中のスペクトル拡散時分割多重
装置1から通信/放送衛星5までの送信側における装置
の回路構成例を図2に示し、これにつき説明する。この
スペクトル拡散時分割多重装置1は、図2に示すよう
に、検査情報付加回路10と、レート変換回路11と、
時分割多重回路12と、スイッチング回路13とからな
り、伝送すべき対象となっている入力情報である複数の
階層的ディジタル情報を検査情報付加回路10に取り込
み、誤り検査のための情報を付加した後、レート変換回
路11において、ビットレートの異なる各階層の情報を
レート間の比が2のべき乗の関係となるようレート変換
し、さらにこれらレート変換された信号を時分割多重し
たうえで、それぞれ対応した情報レートのスイッチング
回路12に入力し情報レートの低いものほど1ビットあ
たりのエネルギーが大きくなるようにスペクトル拡散し
たあと、PSK変調装置2によりPSK信号に変換し、
周波数変換装置3で送信信号としてこれを送信アンテナ
4から通信/放送衛星5に向けて送信する。
Next, FIG. 2 shows an example of a circuit configuration of a device on the transmission side from the spread spectrum time division multiplexing device 1 to the communication / broadcasting satellite 5 in FIG. 1, which will be described. As shown in FIG. 2, the spread spectrum time division multiplexing apparatus 1 includes an inspection information adding circuit 10, a rate converting circuit 11,
The time-division multiplexing circuit 12 and the switching circuit 13 are provided, and a plurality of hierarchical digital information, which is the input information to be transmitted, is taken into the check information adding circuit 10 and the information for error checking is added. After that, in the rate conversion circuit 11, the information of each layer having different bit rates is rate-converted so that the ratio between the rates becomes a power of 2, and these rate-converted signals are time-division multiplexed. The information is input to the switching circuit 12 having a corresponding information rate, the spectrum is spread so that the energy per bit becomes larger as the information rate becomes lower, and then converted into a PSK signal by the PSK modulator 2.
The frequency conversion device 3 transmits this as a transmission signal from the transmission antenna 4 to the communication / broadcast satellite 5.

【0017】上記において検査情報付加回路10は、パ
リティー方式やCRC方式、もしくはシンドローム方式
等により複数の階層的ディジタル情報に各々検査情報を
付加する回路であり、階層的ディジタル情報を取り込む
と共に、これら階層的ディジタル情報に対して誤り訂正
用の検査情報を付加してレート変換回路11に供給する
回路である。
In the above, the inspection information adding circuit 10 is a circuit for adding inspection information to each of a plurality of hierarchical digital information by a parity method, a CRC method, a syndrome method or the like. It is a circuit which adds inspection information for error correction to the dynamic digital information and supplies it to the rate conversion circuit 11.

【0018】また上記において、レート変換回路11
は、階層的ディジタル情報に対して時間軸圧縮を行い、
各階層のレート間の比が2のべき乗の関係となるようレ
ート変換する回路である。例えば、誤り情報を付加した
3階層からなるディジタル情報のレートを、それぞれ高
レート情報Rh(bps) 、中レート情報Rm(bps) 、低レ
ート情報Rl(bps) (ただしRh>Rm>Rl)とし、
中レート情報に高レート情報の2n 倍の1ビットあたり
のエネルギーを、低レート情報に高レート情報の2N
の1ビットあたりのエネルギーを時間軸上でそれぞれ割
り当てるものとすると、高,中,低レート情報それぞれ
の占有時間率(=電力占有比率)は、 Rh:2n Rm:2N Rl となり、全伝送レートは R=Rh+2n Rm+2N Rl だけ必要となる。すなわち、レート変換回路11は、本
実施例において、それぞれ時間軸圧縮が 高レート情報 Rh/R 中レート情報 2n Rm/R=Rm/(R/2n ) 低レート情報 2N Rl/R=Rl/(R/2N ) となるように、それぞれの階層について、 高レート情報 Rh→R 中レート情報 Rm→R/2n 低レート情報 Rl→R/2N となるようなレート変換を行う。各階層の情報は、時間
軸上で重複することなく、高,中,低レート情報それぞ
れのレート R,R/2n ,R/2N に対応した入力から、スイッチング回路12に順次に供
給される。
In the above, the rate conversion circuit 11
Is a time-axis compression for hierarchical digital information,
It is a circuit that performs rate conversion so that the ratio between the rates of the respective layers is a power of 2. For example, the rates of digital information consisting of three layers to which error information is added are high rate information Rh (bps), medium rate information Rm (bps), and low rate information Rl (bps) (where Rh>Rm> Rl). ,
If the energy per bit that is 2 n times higher than the high rate information is allocated to the medium rate information and the energy per bit that is 2 N times higher than the high rate information is allocated on the time axis, respectively, high and medium The occupancy time ratio (= power occupancy ratio) of each of the low rate information is Rh: 2 n Rm: 2 N Rl, and the total transmission rate is required to be R = Rh + 2 n Rm + 2 N Rl. That is, in the present embodiment, the rate conversion circuit 11 uses high rate information Rh / R medium rate information 2 n Rm / R = Rm / (R / 2 n ) low rate information 2 N Rl / R = For each layer, rate conversion is performed such that high rate information Rh → R medium rate information Rm → R / 2 n low rate information Rl → R / 2 N so that Rl / (R / 2 N ). . The information of each layer is sequentially supplied to the switching circuit 12 from the inputs corresponding to the rates R, R / 2 n and R / 2 N of the high, medium and low rate information without duplication on the time axis. It

【0019】レート変換回路11によってレート変換さ
れた階層的ディジタル情報がそれぞれ供給される各スイ
ッチング回路12は、図示のように、レートの低いもの
から順次レートが高くなる方向へ直列にN段接続されて
いる。各スイッチング回路12はそれぞれ入力信号の2
倍のレートで入力信号の符号を反転するスイッチを具え
ていて、2倍のレートで信号を出力する。例えば、上述
例において高,中,低レート情報は、それぞれR,R/
n ,R/2N のレートに対応したスイッチング回路
に、時間的に重複することなく入力される。すなわち、
まず低レート情報RlはレートR/2N 専用のスイッチ
ング回路12に入力され、直列接続されたN段のスイッ
チング回路12を通ってレートが2N 倍のRとなり、出
力される。低レート情報の入力が終わるとすぐに、中レ
ート情報RmがレートR/2n 専用のスイッチング回路
12に入力され、n段のスイッチング回路12を通って
レートが2n 倍のRとなり、出力される。中レート情報
の入力が終わるとすぐに、高レート情報が、これはスイ
ッチング回路12を通ることなくそのままのレートRで
出力される。このようにして、低レート情報は2N 倍の
処理利得、中レート情報は2n 倍の処理利得を持ったス
ペクトル拡散時分割信号として、処理利得の無い高レー
ト情報と共に時分割多重され、高,中,低レート情報は
全てレートRの信号として出力される。
As shown in the figure, each switching circuit 12 to which the hierarchical digital information rate-converted by the rate conversion circuit 11 is supplied is connected in series in N stages in the direction from the lowest rate to the highest rate. ing. Each switching circuit 12 has two input signals.
It has a switch that inverts the sign of the input signal at a double rate and outputs the signal at a double rate. For example, in the above example, the high, medium and low rate information are R, R /
The signals are input to the switching circuit corresponding to the rates of 2 n and R / 2 N without overlapping in time. That is,
First, the low rate information Rl is input to the switching circuit 12 dedicated to the rate R / 2 N , passes through the switching circuit 12 of N stages connected in series, and the rate becomes 2 N times R and is output. Immediately after the input of the low rate information, the medium rate information Rm is input to the switching circuit 12 dedicated to the rate R / 2 n, and the rate becomes 2 n times R through the n-stage switching circuit 12 and is output. It As soon as the middle rate information has been input, the high rate information is output at the same rate R without passing through the switching circuit 12. Thus, the low rate information is time-division multiplexed with the high rate information having no processing gain as a spread spectrum time division signal having a processing gain of 2 N times and the medium rate information having a processing gain of 2 n times. , Middle and low rate information are all output as rate R signals.

【0020】また、PSK変調装置2は、スイッチング
回路12から出力されるスペクトル拡散時分割多重信号
を取り込み、この信号を、ある搬送波を基準とした振幅
一定の位相点に変換して位相シフトキーイング(PS
K)信号にする回路であり、この変換処理によって得ら
れた変調信号を周波数変換装置3に供給する。
Further, the PSK modulator 2 takes in the spread spectrum time division multiplexed signal output from the switching circuit 12, converts this signal into a phase point having a constant amplitude with a certain carrier as a reference, and phase shift keying ( PS
K) is a circuit for converting the signal, and supplies the modulation signal obtained by this conversion processing to the frequency conversion device 3.

【0021】周波数変換装置3は、PSK変調装置2か
ら出力される変調信号を取り込み、この変調信号を所定
周波数の高周波信号に変換し、送信アンテナ4から、通
信/放送衛星5に向けて送信する。
The frequency conversion device 3 takes in the modulation signal output from the PSK modulation device 2, converts this modulation signal into a high frequency signal of a predetermined frequency, and transmits it from the transmission antenna 4 toward the communication / broadcast satellite 5. .

【0022】以上が、本発明階層的伝送用スペクトル拡
散時分割多重装置の一実施例についての説明であるが、
引き続き本発明階層的伝送用スペクトル逆拡散時分割多
重信号分離装置の一実施例につき、同装置の回路構成例
を示す図3を参照して説明する。
The above is a description of one embodiment of the spread spectrum time division multiplexing apparatus for hierarchical transmission of the present invention.
Next, an embodiment of the spectrum despreading time division multiplexing signal separating apparatus for hierarchical transmission of the present invention will be described with reference to FIG. 3 showing a circuit configuration example of the apparatus.

【0023】図3において、まず周波数変換装置7は、
通信/放送衛星5から受信アンテナ6によって受信され
た高周波信号を取り込み、この高周波信号を予め設定さ
れている周波数帯域の受信信号(中間周波信号)に変換
し、これをPSK復調装置8に供給する。
In FIG. 3, first, the frequency conversion device 7 is
A high frequency signal received by the receiving antenna 6 from the communication / broadcasting satellite 5 is taken in, the high frequency signal is converted into a reception signal (intermediate frequency signal) in a preset frequency band, and this is supplied to the PSK demodulator 8. .

【0024】また、PSK復調装置8は、周波数変換装
置7によって変換された中間周波信号のPSK変調波を
PSK復調し、スペクトル拡散時分割多重信号を得て、
これをスペクトル逆拡散時分割多重信号分離装置9に供
給する。
The PSK demodulator 8 PSK demodulates the PSK modulated wave of the intermediate frequency signal converted by the frequency converter 7 to obtain a spread spectrum time division multiplexed signal,
This is supplied to the spectrum despreading time division multiplex signal separator 9.

【0025】スペクトル逆拡散時分割多重信号分離装置
9は、送信側におけるスペクトル拡散時分割多重装置1
におけると逆の信号処理を辿り、階層的ディジタル信号
を再生する装置であって、図示のようにN段直列接続さ
れてスイッチング前後2ビット分の情報を積算して1/
2の情報レートとなるようスペクトル逆拡散して出力す
る積算回路20と、レート変換回路21と、誤り率測定
回路22とを具えていて、PSK復調装置8から出力さ
れる復調信号を取り込み、この復調信号から最大レート
の情報を分離するとともに、N段直列に接続した積算回
路20により各段の入力情報が順次、情報と同じレート
で符号反転するようにスイッチングすることにより、ス
イッチング前後2ビット分の情報を積算して1/2の情
報レートとなるようにスペクトル逆拡散して出力し、か
つレート間の比が2のべき乗の関係にあるすべてのレー
トの情報を分離する。これに引き続きレート逆変換回路
21により異なる情報レートをもつ複数の信号をそれぞ
れ逆レート変換してもとの階層的ディジタル情報を得た
後、誤り率測定回路22により、得られた階層的ディジ
タル情報が使用できるかどうかを判定しつつ、階層的デ
ィジタル信号を再生する。
The spread spectrum time-division multiplex signal demultiplexer 9 is a spread spectrum time-division multiplex device 1 on the transmitting side.
This is a device for reproducing a hierarchical digital signal by following the signal processing reverse to that in the above, and is connected in series in N stages as shown in the figure and accumulates information for 2 bits before and after switching to 1 /
The demodulation signal output from the PSK demodulation device 8 is incorporated by including an integrating circuit 20 that despreads the spectrum so as to obtain an information rate of 2 and outputs the rate, a rate conversion circuit 21, and an error rate measurement circuit 22. Information of the maximum rate is separated from the demodulated signal, and the input information of each stage is sequentially switched by the integrating circuit 20 connected in N stages so as to invert the sign at the same rate as the information. Information is accumulated and despread so as to obtain an information rate of ½, and the information is separated, and information on all rates having a ratio of ratios of powers of 2 is separated. Subsequent to this, the rate inverse conversion circuit 21 inversely rate-converts a plurality of signals having different information rates to obtain the original hierarchical digital information, and then the error rate measurement circuit 22 obtains the obtained hierarchical digital information. Plays a hierarchical digital signal while determining whether or not can be used.

【0026】上記のように、積算回路20はレートの高
いものから順次レートが低くなる方向へ直列にN個接続
されている。各積算回路20はそれぞれ入力信号と同じ
レートで入力信号の符号を反転するスイッチと2ビット
分の積算回路を具えていて、入力信号の1/2のレート
で順次信号を出力する。例えば、上述例において高,
中,低レート情報は、それぞれR,R/2n ,R/2N
のレートに対応した積算回路20の出力から、時間的に
重複することなく出力される。すなわち、まず高レート
情報は積算回路20を通らずにレートRとしてそのまま
出力される。次に、高レート情報の出力が終わるとすぐ
に、中レート情報が積算回路20をn段通ってレートR
/2n 専用の積算回路から出力され、中レート情報の出
力が終わるとすぐに、低レート情報が積算回路20を
(N−n)段通ってレートがR/2Nとなり、レートR
/2N 専用の積算回路から出力される。このようにし
て、低レート情報は、2N 倍の処理利得、中レート情報
は2n 倍の処理利得、高レート情報は処理利得無しの3
階層からなる階層的ディジタル情報として出力される。
As described above, N integrating circuits 20 are connected in series in the direction from the highest rate to the lowest rate. Each integrating circuit 20 has a switch for inverting the sign of the input signal at the same rate as the input signal and an integrating circuit for 2 bits, and sequentially outputs signals at a rate of 1/2 of the input signal. For example, in the above example, high,
The medium and low rate information are R, R / 2 n and R / 2 N , respectively.
From the output of the integrating circuit 20 corresponding to the rate, the output is made without temporal overlap. That is, first, the high rate information is directly output as the rate R without passing through the integrating circuit 20. Next, as soon as the output of the high rate information is completed, the medium rate information passes through the integrating circuit 20 for n stages and the rate R is reached.
As soon as the output of the medium circuit dedicated to the / 2 n output of the medium rate information ends, the low rate information passes through the circuit 20 (N−n) stages and the rate becomes R / 2 N.
/ 2 N Output from the dedicated integration circuit. Thus, the low rate information has a processing gain of 2 N times, the medium rate information has a processing gain of 2 n times, and the high rate information has no processing gain.
It is output as hierarchical digital information composed of layers.

【0027】また、レート逆変換回路21は、ビットレ
ートの比が互いに2のべき乗の関係にある階層的ディジ
タル情報を、間欠的な情報から連続的な情報になるよう
に送信側におけるレート変換回路11とは全く逆の時間
軸圧縮(レート変換)を行い、その出力を誤り率測定回
路22に供給する。
Further, the rate inverse conversion circuit 21 is a rate conversion circuit on the transmission side so that hierarchical digital information whose bit rate ratios are in a power of 2 relationship with each other is changed from intermittent information to continuous information. The time axis compression (rate conversion) that is completely opposite to that of 11 is performed, and the output is supplied to the error rate measurement circuit 22.

【0028】さらに、誤り率測定回路22は、階層的デ
ィジタル情報が使用できるかどうかを判定しつつ、最終
的に誤り検査情報を除いた階層的ディジタル信号を再生
して出力する。
Further, the error rate measuring circuit 22 finally reproduces and outputs the hierarchical digital signal excluding the error check information while judging whether the hierarchical digital information can be used.

【0029】このように本実施例においては、送信側の
スペクトル拡散時分割多重装置によって階層的ディジタ
ル情報を取り込み、これらの階層的ディジタル情報に対
してレート変換を行い、各階層のディジタル情報をレー
ト変換して各階層信号のレート間の比が2のべき乗の関
係となり、かつ各階層の情報が時間軸上で重複すること
がないようにし、次いで符号反転を行う複数段のスイッ
チ回路を用いてスペクトル拡散時分割多重信号を生成
し、これをPSK変調装置によってPSK変調信号とし
て、通信/放送衛星に送信し、また受信側において、P
SK復調装置によって受信信号をPSK復調し、さら
に、スペクトル逆拡散時分割多重信号分離装置におい
て、送信側におけるスペクトル拡散時分割多重装置1と
逆の信号処理を行い前記階層的ディジタル情報を再生す
るようにしている(ここでは、検査情報付加および周波
数変換は説明省略)ので、階層的伝送をTDM方式で行
うに際して、リアルタイムで階層化の広さおよび深さを
制御できるなど、容易に自由度の大きい階層的伝送を可
能としている。
As described above, in the present embodiment, the hierarchical digital information is taken in by the spread spectrum time division multiplexer on the transmitting side, the rate conversion is performed on these hierarchical digital information, and the digital information of each layer is rate-converted. By converting the ratios of the rates of the respective hierarchical signals into a power of 2 relationship and preventing the information of the respective hierarchical layers from overlapping on the time axis, and then using a switch circuit of a plurality of stages which performs sign inversion. A spread spectrum time division multiplexed signal is generated, and this is transmitted as a PSK modulated signal to a communication / broadcast satellite by a PSK modulator, and at the receiving side, P
The SK demodulator demodulates the received signal into PSK, and the spread spectrum time-division time-division multiplex signal demultiplexer performs signal processing reverse to that of the spread-spectrum time-division multiplexer 1 on the transmitting side to reproduce the hierarchical digital information. (Here, description of inspection information addition and frequency conversion is omitted here.) Therefore, when hierarchical transmission is performed by the TDM method, the breadth and depth of layering can be controlled in real time, so that the degree of freedom can be easily increased. Hierarchical transmission is possible.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
衛星回線など非線形増幅器が介在する場合のTDM方式
による階層化ディジタル伝送方式において、階層化の広
さおよび深さにおいて自由度の高い階層的伝送を可能に
し、しかもリアルタイムでのビットレート制御も可能で
あるため、ディジタル伝送の降雨減衰対策などで階層化
を行う際に極めて有効である。
As described above, according to the present invention,
In the layered digital transmission system by the TDM system when a non-linear amplifier such as a satellite line intervenes, hierarchical transmission with a high degree of freedom in the breadth and depth of layering is possible, and real-time bit rate control is also possible. Therefore, it is extremely effective when layering to prevent rain attenuation in digital transmission.

【0031】また、本発明は、PSK変調以外にも、Q
AMやVSBなどあらゆる変調方式に対して、TDM方
式により自由度の高い階層化伝送を行うことを可能とす
るものである。
In addition to the PSK modulation, the present invention uses Q
The TDM method enables layered transmission with a high degree of freedom for all modulation methods such as AM and VSB.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による階層伝送用スペクトル拡散時分割
多重装置および時分割多重信号分離装置の一実施例を適
用して構成したディジタル伝送システムの一例を示すブ
ロック線図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a digital transmission system configured by applying an embodiment of a spread spectrum time division multiplexing apparatus for hierarchical transmission and a time division multiplexing signal separation apparatus according to the present invention.

【図2】図1中のスペクトル拡散時分割多重装置から通
信/放送衛星までの送信側における装置の回路構成例を
示すブロック線図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration example of a device on the transmission side from the spread spectrum time division multiplexing device in FIG. 1 to a communication / broadcast satellite.

【図3】図1中の通信/放送衛星から階層伝送用スペク
トル逆拡散時分割多重信号分離装置までの受信側におけ
る装置の回路構成例を示すブロック線図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration example of an apparatus on the receiving side from the communication / broadcasting satellite to the spectrum despreading time division multiplexing signal separating apparatus for hierarchical transmission in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スペクトル拡散時分割多重装置 2 PSK変調装置 3 周波数変換装置 4 送信アンテナ 5 通信/放送衛星 6 受信アンテナ 7 周波数変換装置 8 PSK復調装置 9 スペクトル逆拡散時分割多重信号分離装置 10 検査情報付加回路 11 レート変換回路 12 スイッチング回路 20 積算回路 21 レート逆変換回路 22 誤り率測定回路 1 spread spectrum time division multiplexer 2 PSK modulator 3 frequency converter 4 transmission antenna 5 communication / broadcast satellite 6 reception antenna 7 frequency converter 8 PSK demodulator 9 spectrum despread time division multiplexed signal demultiplexer 10 inspection information addition circuit 11 Rate conversion circuit 12 Switching circuit 20 Integration circuit 21 Rate inverse conversion circuit 22 Error rate measurement circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重要度の高い情報ほど情報レートが低く
なるように複数段階に階層符号化された階層的ディジタ
ル情報をスペクトル拡散時分割多重する装置であって、
該装置は、 前記階層的ディジタル情報を取り込むとともに、それら
取り込んだディジタル情報のそれぞれに誤り検出用の検
査情報を付加する検査情報付加手段と、 前記ディジタル情報の各階層の情報レート間の比が2の
べき乗の関係となるようにレート変換を行って各階層の
情報を時間的に重複することなく出力するレート変換手
段と、 前記情報レート間の比が2のべき乗となるような関係に
ある前記ディジタル情報のうち、最低レートの情報から
順次レートの高くなる方向に対応したレートの段の入力
端子に入力していき、各段では入力情報を情報レートの
2倍の早さで符号反転するようにスイッチングし、それ
ぞれの段で見かけ上2倍の情報レートとなるようにスペ
クトル拡散して出力するべくスイッチング回路をN段直
列に接続して処理することにより、情報レートの低い段
に入力された情報ほど大きな処理利得が得られるように
したスペクトル拡散時分割多重手段とを少なくとも具え
てなることを特徴とする階層的伝送用スペクトル拡散時
分割多重装置。
1. An apparatus for performing spread spectrum time division multiplexing of hierarchical digital information, which is hierarchically encoded in a plurality of stages such that information having a higher importance has a lower information rate.
The apparatus takes in the hierarchical digital information and adds inspection information adding means for adding inspection information for error detection to each of the taken digital information, and the ratio between the information rates of the respective layers of the digital information is 2 And a rate conversion means for performing rate conversion so as to have a power relation of, and outputting information of each layer without overlapping in time, and a relation such that a ratio between the information rates is a power of 2. Among the digital information, the information of the lowest rate is sequentially input to the input terminals of the stages having the rates corresponding to the direction in which the rates increase, and at each stage, the sign of the input information is inverted at twice the information rate. Switching circuits are connected in series and N stages of switching circuits are connected in series in order to spread spectrum and output so that the information rate is apparently doubled at each stage. And a spread spectrum time division multiplex means for obtaining a larger processing gain for information input to a lower information rate stage. Multiplexer.
【請求項2】 重要度の高い情報ほど情報レートが低く
なるように複数段階に階層符号化された階層的ディジタ
ル情報のスペクトル拡散された時分割多重信号からそれ
ぞれ信号を分離する装置であって、該装置は、 受信されたスペクトル拡散時分割多重信号から最大レー
トの情報を分離するとともに、各段の入力情報を情報と
同じレートで符号反転するようにスイッチングし、スイ
ッチング前後2ビット分の情報を積算して1/2の情報
レートとなるようにスペクトル逆拡散して出力する積算
回路をN段直列に接続することにより、レート間の比が
2のべき乗の関係にあるすべてのレートの情報を分離す
るようにしたスペクトル逆拡散時分割多重信号分離手段
と、 該スペクトル逆拡散時分割多重信号分離手段から得られ
た異なる情報レートを有する複数の情報をそれぞれレー
ト変換して前記階層的ディジタル情報を出力するレート
変換手段と、 前記階層的デジタル情報の誤りを検出し、その情報が使
用できるかどうかを判定する誤り検出手段とを少なくと
も具えてなることを特徴とする階層的伝送用スペクトル
逆拡散時分割多重信号分離装置。
2. An apparatus for separating a signal from a spectrum-spread time-division multiplexed signal of hierarchical digital information, which is hierarchically encoded in a plurality of stages so that information having a higher importance has a lower information rate. The apparatus separates the information of the maximum rate from the received spread spectrum time division multiplexed signal, switches the input information of each stage so as to invert the sign at the same rate as the information, and outputs the information of 2 bits before and after the switching. By connecting in series N stages of integrating circuits that perform spectrum despreading and output so as to obtain an information rate of 1/2, information on all rates for which the ratio between the rates is a power of 2 can be obtained. The spectrum despreading time division multiplex signal separation means for separating and the different information rates obtained from the spectrum despreading time division multiplex signal separation means are provided. At least a rate conversion means for rate-converting a plurality of pieces of information to output the hierarchical digital information, and an error detection means for detecting an error in the hierarchical digital information and determining whether or not the information can be used. A spectrum despreading time division multiplexing signal demultiplexing device for hierarchical transmission, comprising:
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