JPS5832541B2 - 固定局と移動局間のデ−タ伝送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固定局と複数の移動局かたと・えば■１（短波
）回線のような一般に伝送品質の悪い無線回線を用いて
データ伝送の送受信を行おうとする場合に適する伝送方
式に関する。

従来は特にＨＦ回線によって広い地域を移動する多数の
移動局と固定基地局とがデータ伝送の送受信を行う場合
には、固定基地局毎に割当てられた２〜４程度の周波数
を保有し移動局がどの地域にあっても適尚な周波数を割
当てられた複数の周波数から選択して１対１の送受信を
行っている。

このため移動局がたとえば航空機や船舶など移動速度が
比較的早いものであれば、時々刻々変化する最適運用周
波数への追従切替が実行できず、ブタの再送が常時行わ
れること、すなわち周波数の有効利用が伴わず迅速確実
な良品質のデータ伝送は不可能であった。

本発明は上記従来の問題を解決するために行ったもので
、伝送品質の悪いＨＦ回線を使って陸上固定局と航空機
、艦船のように広いサービスエリアを比較的早い速度で
移動する移動局とがデータ伝送の送受信を行う際に、時
間、周波数、地域等によって時々刻々変化する伝送品質
を常に最適に保つため、移動体からの送信データを固定
基地局が受信する際には、広範囲の地域内に分散設置し
た複数の受信局（または受信所）を設け、その各局が移
動局よりの複数波を同時受信して基地局に集め、情報の
照合と誤り訂正を行って良品質のデータ伝送を確保して
いる。

また固定局から移動局にデータを送信する場合には、移
動体の行動位置がわかっていればその位置情報によりあ
らかじめ過去長期間に亘って果状した季節、時間、地域
、周波数、電力等をパラメータとする最適周波数のデー
タから、広い地域に分散配置した送信所のうち最適の送
信所を選択して送信するので、常に良好なデータ伝送が
行われる。

以下図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は通信系統の一例図で、固定局と移動局のサービ
スエリアの関係を示している。

この図においてＡ。

は固定基地局で中央固定局と呼ぶことにする。

Ｘｌ、Ｘ２．Ｘ３およびＹｌ、Ｙ２．￥３は広い地域に
分散配設した分散固定局で、上記受信所と送信所とを併
設したものとする。

Ａ、Ｂ、Ｃ。Ｄ、Ｅ、・・・・・・Ｕ、Ｖ、Ｗ等の円は
移動局が行動するサービスエリアの区分を示し、これら
の各サービスエリアに対する上記季節、時間、周波数等
をパラメータとした長期間（少くとも数年）のデータ（
データの誤字率などが含まれる）が中央固定局Ａ。

にはたとえば受信誤字率の階級別に収集整備されている
ものとする。

ａｌ、ａ２．ａ３．ａ４は移動局で、それぞれサービス
エリアＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ内で送受信を行うものとする。

また過去収集したデータに基いて分散固定局のうちたと
えばＸｌ。

Ｘ２ツＸ３とＹ１２Ｙ２．￥３の奇数局よりなる２グル
ープに分けると共に、送受信の周波数を２つに分は全体
で６波にて運用するものとし、前のグループの用いる送
受信周波数はｆｌ、ｆ２．ｆ２であり、後のグループの
はｆ４． ｆ５． ｆ６とする。

さらに分散固定局が同時受信したデータは中央固定局Ａ
。

に専用の良質回線（たとえば有線またはマイクロ回線）
で集められ、３局のデータをもとに誤り訂正およびビッ
ト照合多数決の手法によって正しいデータ出力を得るこ
とができる。

またＸｌ、Ｘ２．Ｘ３およびＹｌ、Ｙ２．Ｙ３の各局が
移動局にデータを送信しようとする場合には、専用回線
を用いて一旦中央固定局へデータを送り出し、中央固定
局はあらかじめ移動局の行動地域が判別できる場合には
、どの地域の分散固定局（以下固定局と略記す）からま
たどの周波数で送信すればよいかを判定した後、その選
んだ固定局の送信装置を遠隔制御して申込まれた電文を
送信する。

これをさらに具体的に説明するために移動局から固定局
への送信方法を次に説明する。

第２図は移動局の送信装置の構成倒置である。

端末装置たとえば印刷電信機のキーボードまたはテープ
リーダからの出力信号は入力インターフェース部１を通
ってメモリ部２に入り記憶されろ。

メモリ部２は端末装置からの入力速度と無線伝送速度の
間の相違を調整することを目的としている。

次段の３は誤り訂正コード付加部で、こ工ではメモリ部
から１文字ずつ信号を取出し誤り訂正のためのパリティ
コードを付加する。

誤り訂正のためのパリティコードにはたとえば公知のＢ
ＣＨコード等が用いられる。

なおこの誤り訂正コード付加部３では電文に受信側に誤
り訂正開始位置を知らせるための同期信号Ｓ１および１
電文の終了を知らせる同期信号Ｅ１をも付加する。

これらの同期信号には符号理論で公知のＭ系列コードな
どが用いられる。

次にさらに具体的にコードの配列方法を説明する。

第１０図は電文フォーマットの説明図である。

図中の１は送信しようとする原電文で２は上記の同期信
号Ｓ、、Ｅ、および情報を形成する各文字ＡＩ ５ Ｂ
１７・・・・・・Ｚｌ に対するパリティコードＡ、、
５ Ｂｐｌｌ・・・・・・Ｚ９．の配列を示し、たと
えばＡ１ の文字が２進符号で１ワード６ビツト構成の
場合これを１００１１１とすればそのパリティコードＡ
Ｉ）ｔは０１１１０１１１の８ビツト構成となる。

また短波回線のように連続してビット誤りが発生し易い
回線では、タイムインターリーブ（１ｎｔｅｒｌｅａｖ
ｅ ）の手法により符号の配置を分散して送信し、受信
側ではディンターリーブ （ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ 、復元）を施した後誤り
訂正を行うと効果は大きい。

３はデータを誤り訂正コード付加部３にてインターリー
ブしたものである。

（タイムインターリーブおよびその逆のナインターリー
ブの手法は公知であるから手法の説明は省略する）。

このような電文フォーマットによるディジタル信号は第
２図の変調部（ＭＯＤ）４で変調用信号に変換されて送
信部５に送られアンテナから無線回線にて送信される。

この送信信号は第１図の固定局Ｘ１．Ｘ２．Ｘ３または
Ｙｌ、Ｙ２．Ｙ３のうちのいずれかのグループが第４図
にその構成例図を示した固定局の受信装置を用いて受信
する。

たとえば移動局が搬送周波数１２にて信号を送信したと
すれば、Ｘｌ、Ｘ２．Ｘ３の固定局グループは各局毎に
受信アンテナおよび受信機１６で１２波を受信し復調器
１７で復調する。

この復調によって得られたディジタル信号は記憶装置（
メモリという）１８に一時記憶されタイムベース調整を
行っテ受信周波数判定部１９（ｆ２ ｏｕｔ）に送られ
るが、こ工で基準パターンとして設けである第１０図２
の同期信号Ｓ１のうちの一定ビット数以上と照合一致し
たらメモリ１８の内容を順に合成部２４に出力する。

同期信号Ｓ、に一致するか否かの判定については、たと
えばＳｌが１０１０１１０のように７ビツト構成のＭ系
列コードの場合、このうちの５ビット以上一致した信号
が受信されたら同期パターンが一致とみなすように構成
する。

また移動局から送られた電文の内容によって固定局から
返答が必要な場合があるが、通常中央固定局との間の専
用回線が受信周波数別に使用できないので、電文の先頭
同期信号Ｓ１の前に１２波で受信されたことを示す制御
コードを判定部１９にて付加しておく。

さて受信周波数判定部１９からの直列信号は合成部２４
に入力され、次の変調部２５で変調信号に変換し前記の
ように専用回線で中央固定局に送信される。

そして以上のような動作はＸｌ、Ｘ２．Ｘ３の各局でそ
れぞれ行われることになる。

第５図は中央固定局のデータ出力装置の構成例図で、こ
の装置は上記３つの固定局よりの受信信号入力から誤り
訂正、ビット照合を行ってデータを出力する。

Ｘｌ、Ｘ２．Ｘ３の各局からの信号は図中の復調部２６
．２７．２８でそれぞれディジタル信号に復調された後
同期部２９に送られるが、こ工で３局よりの入力信号の
誤り訂正をするために同期信号Ｓ１を利用して文字同期
をとり訂正の際に各局の比較すべき文字を一致させる。

同期一致された信号は次に送信周波数選択部３０におい
て上記第４図についての説明で示した制御コードによっ
て移動局からの受信周波数を判定する。

電文内容から判断して返答が必要な場合には、この検出
判定された周波数で送信時間と季節の指定がら最適な固
定局を自動的に選択判定して選択された固定局から返答
を送信するのであるが、この受信周波数情報は送信周波
数選択部３０の■から第６図の中央固定局データ収集お
よび出力制御装置に入力する。

第６図については後に説明するが第５図、第６図の両装
置は一般に近接して置かれている。

さて第５図に戻って送信周波数選択部３０の出力はメモ
リ部３１に入力する。

このメモリ部は誤り訂正のビット照合を行うためのタイ
ムベース調整用に２９．３０を経た３局の信号を一時記
憶することが役目で、その出力は誤り訂正部３２に送ら
れるが、誤り訂正部では第９図に示す誤り訂正フロー図
に従って誤り訂正された信号（データ）を１文字ずつ出
力部３３を通じて端末装置（図示省略）に出力する。

こ工で受信データの出力方法を第９図のフロー図に従っ
て説明すると、メモリ３１から取出した電文をディンタ
ーリーブした後、３局からの同期した文字を情報文字と
そのパリティコードを含む１文字ずつ取出し１局毎に誤
り検出を行い、誤りなしと判定されたらその情報のみを
出力する。

３局共誤りありと判定された場合には各局毎に受信した
情報とパリティコードから誤り訂正を行い、その訂正後
の情報文字について対応するビット毎に照合し多数決を
とる。

第９図においてＡ、Ｂ。Ｃは各局毎の誤り検出のステッ
プを示し、Ｄは多数決のステップである。

多数決のステップではたとえばＸｌ、Ｘ２．Ｘ３各局の
誤り訂正された情報（文字）がそれぞれ１００１０１．
００１１０１．１０１００１であったとすれば、その多
数決出力は１０１１０１となる。

誤り訂正後の情報（データ）は出力部３３を経て印刷電
信機のプリンタまたはパンチャなどの端末装置に入力す
る。

また電文フォーマット上の取決めで移動局の送受信位置
情報が電文に含まれているときは、その情報をエリア検
出部３４にて検出しその＠ラインから第６図の装置に出
力する。

以上のようにして移動局から固定局への送信は、伝送路
上で誤りが生じても分散した複数の固定局が同時、受信
した情報を中央固定局に集めて誤り訂正することによっ
て良好な品質のデータを得ることができる。

また中央固定局から各固定局に電文を分配伝送するには
専用回線を用いて行われる。

次に固定局から移動局に電文を送信する方法を説明する
。

まず各固定局は送信しようとする電文をたとえば第５図
の場合と異る伝送用搬送波を用いた専用回線によって中
央固定局に送る。

第６図は前記のように中央固定局に設置したデータ収集
および出力制御装置の構成装置で、各固定局がらの申込
電文は復調部３５，３６，３７．・・・・・・でディジ
タル信号に復調される。

これらの復調器はＸｌ、Ｘ２．Ｘ３およびＹｌ、Ｙ２．
Ｙ３各固定局のそれぞれに対応するもので周波数選別回
路なども含まれている。

さて固定局からの申込電文はメモリ部３８に一時記憶さ
れる。

制御部３９、データ記憶部（メモリＲＯＭ）４０、比較
部（ＣＯＭＰ ） ４１はデータ収集部を形成するもの
で、長期間（少くとも２年以上）に亘って果状した季節
、時刻、周波数、地域をパラメータとした誤字率データ
より最適送信周波数と送信地点（固定局名や番号）を自
動判定し、選ばれた固定局の送信装置を制御する。

すなわちこのデータ収集部は中央固定局の送信部の中枢
となるものである。

データ記憶部４０では第８図（データプログラム説明図
）の１，２゜３に示すようにＸ軸に運用周波数、ｙ軸に
１日の時刻（０時〜２３時）、Ｚ軸に誤字率をとってそ
のデータをメモリに記憶させておく。

たとえば１は季節を春〜冬の４シーズンに分けてＸ１固
定局より第１図のＡ地域に送信した場合、Ａ地域での春
（３月〜５月）に周波数１１を用いたときのｔ１時刻の
受信誤字率の平均値がＰｃ１（たとえばｌＸｌ０−”）
であることを示し、２は１と同じく春に周波数１１を用
いたとき時刻ｔ１にＸ２固定局より送信した場合、第１
図Ａ地域での受信誤字率の平均値がＰ。

２（たとえば１Ｘ１０−３）であることを示す。

また３は季節、時刻、周波数を１゜２と同じ条件にして
Ｘ３局より送信した場合のＡ地域での誤字率の平均値が
Ｐ。

３（たとえば１×１Ｏ−１）であることを示す。

従ってＬ２，３のようなデータをＡ、Ｂ、Ｃ，・・・・
・・Ｕ、Ｖ、Ｗ等のサービスエリア別、季節別、他のグ
ループの送信地域別等に記憶しておけば、これを用いて
最適周波数と送信地点（送信固定局）を自動選択し、選
択された局から最適周波数で送信することが可能で、移
動局は常に良好なデータ受信が行われる。

これをさらに具体的に説明すれば次のようである。

（１）移動局の受信地点および受信周波数があらかじめ
判明している場合ニーこれは最初移動局から固定局に電
文が送信され、これによって運用周波数および電文内容
から移動局の地点が判定できる場合かまたはあらかじめ
定めてあった取決めや他の情報によって判定できる場合
であるが、このときデータ記憶部４０がらＸｌ、Ｘ２゜
Ｘ３．Ｙｌ、Ｙ２．Ｙ３に対するサービスエリア別の誤
字率データを取出し、比較部４１において同じ周波数ｆ
と時刻ｔに対する誤字率Ｐ。

の最小の地域を選択し、その地域を相当する固定局の送
信装置を中央固定局が制御して送信する。

（２）移動局の受信地点のみがあらかじめ判明している
場合ニーこの時は最適送信周波数と最適送信地点をデー
タ記憶部４０のデータより判定する。

すなわち移動局のサービスエリアに対する第８図のよう
なデータを送信地点（または固定局）別に取出しｙｚｚ
軸上送信時刻ｔ１に対する受信誤字率Ｐ。

が最小となる送信地点はどこかを判定し、次にｘ、ｚ軸
上で送信可能な最適周波数を決める。

なおこの場合移動局が受信周波数を何種も用意して待ち
受けるならばこの方法でよいが、待受は周波数が少な（
・場合には送信地点をｌグループの固定局のいくつがを
用いて時分割でデータを送信し、移動局がこのデータを
記憶した上で第９図のフロー図に従って最適データを１
文字ずつ出力させることもできる。

この場合送信地点は奇数、たとえば３個所のように選び
ビット多数決照合を可能とする。

（３）移動局の受信地域が不明な場合ニーこの場合には
放送形式で行うことになるが、受信周波数をあらかじめ
細波か取決めておき送信地点従って電文送出順を（２）
のように時分割で切換え循環させて送信し、電文を受信
した移動局は第９図フロー図に従って最適なデータを１
文字ずつ出力する。

なお運用周波数によってはこの時刻では平均しである１
固定局から送信すれば移動局の規定数以上が良好なデー
タを受信できることがデータ記憶部４０よりのデータで
判定される時は最適送信地点のみから送信してもよい。

第６図についてさらに説明するとｂｌ、ｂ２．ｂ３は前
記第５図の■、＠等の外部ラインから入力する制御信号
、たとえば移動局から固定局への伝達データによる制御
信号で、これによって周波数および送信地点を決定する
こともある。

なおデータ記憶部４０のデータは伝送路の誤字率データ
を常にくり返して測定しておきその値によって時間経過
とともに更新することが望ましい。

送信に選ばれた固定局の送信装置制御は比較部４１の出
力であるＣＩラインによって与えられる。

さてデータ収集部を経て送信制御された送信用電文は、
誤り訂正コード付加部４２にてパリティコードを付加さ
れかつタイムインターリーブされた後変調部４３にて変
調信号に変換され、その出力は選ばれた送信固定局に専
用回線によって伝送される。

この送出される電文のフォーマットは第１０図の４５．
６に示しである。

第１０図において電文フォーマット４のＬｌ。

Ｌ２．Ｌｆ３は順に送信の申込をされた電文で、このう
ちＬｌ には第１０図１と同様の同期信号Ｓ１を先頭に
付加し続いて情報（信号）とそれに対するパリティコー
ドを付加してＡ１１５ Ａｐｌｌ １ Ｂ１１５Ｂｐ１
□、・・・・・・Ｚ１□、Ｚ、１□のようにし電文の最
後には同期信号Ｅ１を付加したものが５のＬ１□である
。

Ｌｌｌの情報とパリティコードについてタイムインター
リーブした抜法められた送信固定局に専用回線で送出さ
れる電文のフォーマットは第１０図６のＬ１２である。

次に第１０図４のＬ２電文は３つの送信固定局より送信
すべきであると判定された場合には、Ｌ２□、Ｌ２□、
Ｌ２３のように３局に時分割して送るが、このときの各
電文は情報にパリティコードを付加する方法はＬ１□と
同様であるが、移動局が受信した場合に３回の時分割で
到来する電文であって何回目のデータであるかを判別で
きるように各々異なる同期信号Ｓ１□、Ｓ１□。

Ｓ１３を先頭に付加する。

そしてこれらをタイムインターリーブした電文が６のＬ
３１ 、ｊ Ｌ３□、Ｌ３３である。

もしも移動局がＬ３１とＬ３２のみ受信する場合には第
９図のフロー図のＣ，Ｄのステップは実行されない。

なお第１０図４の電文Ｌ３はＬｌと同様にＬ３→Ｌ１３
→Ｌ１４のように変化させて変る例である。

次に第７図は上記のように中央固定局から送出された電
文を各送信固定局で受信し、波形整形後無線回線にて移
動局に送信するための送信装置の構成例ブロック図であ
る。

中央固定局からの前記制御信号を含む変調電文を復調部
４４でティジタル信号に復調した後制御部４５で制御信
号により使用すべき周波数を選択して送信部４８とアン
テナを制御する。

そして制御信号に続いて到来する第１０図の同期信号Ｓ
１またはＳｌｌ ｊ Ｓ１２ ｊ Ｓ１３はメモリ部４
６に一時記憶され、タイミングの調整を行った後変調部
４７、送信部４８とアンテナを経由して送信される。

次に移動局の受信装置について説明する。

第３図は受信装置の構成例図で、受信アンテナ、受信部
６で受信した信号は復調部７でテイジタル信号に復調さ
れた後同期判定部８に入力し、こ又で情報の先頭に付加
された同期信号を判定し、一致と判定された場合には受
信信号を次段に出力すると同時に誤り訂正開始位置を検
知する。

同期判定された受信信号はメモリ９に一時記憶され、誤
り訂正部１０で誤り訂正を行うのであるが、訂正部１０
では第１０図の４〜６で説明したように同期信号の種別
（ハターンの別）によってインターリーブを行った後そ
のま副願次誤り訂正を行うがまたは第９図のフロー図に
よって３局からの受信信号により誤り訂正およびビット
照合多数決を行なって受信データを出力するのかを判定
して誤り訂正を行い、インターフェース部１１を経由し
て外部の端末装置、たとえば印刷電信機やパンチャ等に
出力する。

このようにして固定局から移動局にデータを送信し各移
動局は良品質のデータ受信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は通信系統の一例図、第２図は移動局の送信装置
の構成例図、第３図は移動局の受信装置の構成例図、第
４図は分散固定局の受信装置の構成例図、第５図は中央
固定局のデータ出力装置の構成例図、第６図は中央固定
局のデータ収集および出力制御装置の構成例図、第７図
は分散固定局の送信装置の構成例図、第８図はデータプ
ログラム説明図、第９図は誤り訂正のフロー図、第１０
図は電文フォーマットの説明図である。 Ａｏ・・・・・・中央固定局、Ｘｌ、Ｘ２．Ｘ３．Ｙｌ
。 Ｙ２．Ｙ３・・・・・・分散固定局、ａ、 、 ａ２・
・・・・・移動局、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・・・・サービスエ
リア、１・・・・・・入力インターフェース部、２，９
・・・・・・メモリ、３・・・・・・誤り訂正コード付
加部、４・・・・・・変調部、５・・・・・・送信部、
６・・・・・・受信部、７・・・・・・復調部、８・・
・・・・同期判定部、１０・・・・・・誤り訂正部、１
１・・・・・・出力インターフェース部、１２，１６，
２０・・・・・・受信部、１３゜１γ、２１・・・・・
・復調部、１４，１８，２２・・・・・・メモリ、１５
，１９，２３・・・・・・受信周波数判定部、２４・・
・・・・合成部、２５・・・・・・変調部、２６，２７
゜２８・・・・・・復調部、２９・・・・・・同期部、
３０・・・・・・送信周波数選択部、３１・・・・・・
メモリ、３２・・・・・・誤り訂正部、３３・・・・・
・出力部、３４・・・・・・エリア検出部、３５．３６
，３７・・・・・・復調部、３８・・・・・・メモリ部
、３９．４５・・・・・・制御部、４０ 、４６・・・
・・・データ記憶部（メモリ）、４１・・・・・・比較
部、４２・・・・・・誤り訂正コード付加部、４３，４
７・・・・・・変調部、４４・・・・・・復調部、４８
・・・・・・送信部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中央固定局と広い地域に亘って存在する移動局とが
   無線回線によって相互にデータ伝送による送受信を行う
   場合に、上記地域内に中央固定局との間をそれぞれ専用
   の良品質回線によって結ばれかつ中央固定局より遠隔制
   御されて送信すべきデータにて変調された指定割当周波
   数の電波を発射しかつ移動局よりの電波を受信する複数
   の固定局を分散してかつ指定送受信周波数が異るグルー
   プ別に設けると共に、移動局が移動する地域を任意数の
   サービスエリアに区切り各サービスエリア毎にあらかじ
   め測定しである移動局よりの送信に対する受信データの
   品質すなわち誤字率の平均値を季節、時刻、通信系への
   割当周波数に対して階級別に中央固定局に設けたメモリ
   に収集記憶させておき、中央固定局から移動局にデータ
   を送信する場合には移動局の位置が判明している場合に
   は上記サービスエリア別データよりその地域に対応する
   １つまたはグループ中の複数の分散固定局よりいずれの
   割当周波数にて送信すればよいかを判定、し上記専用回
   線を用いて上記分散固定局を遠隔制御して同期信号付加
   のデータを送信し、移動局の位置が不明かまたは不特定
   多数の移動局に放送する場合には時分割にて同一電文（
   データ）を地域の異なる複数の分散固定局よりそれぞれ
   同一または異る割当周波数にて複数回送信し各移動局は
   受信波より同期信号を検出後データを復元し、また移動
   局から中央固定局にデータを送信する場合には各分散固
   定局がグループ別に上記割当周波数の同期信号付加電文
   電波を待受け、このうち同期受信したデータを中央固定
   局に集めて上記同期信号の照合を行った後データを復元
   することを特徴とする固定局と移動局間のデータ伝送方
   式。