JPS632380B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、時分割多元接続通信系に適用される
通信局装置、特に誤り訂正技術を並行した通信系
において受信同期特性を改善した通信局装置に関
する。

時分割多元接続（以下TDMAと呼ぶ）通信方
式は、複数の通信局が１つの中継器を時分的に共
有利用して相互に通信を行う方式であり、衛星通
信の分野で実用化されつつある。第１図は、この
ようなTDMA方式に採用されているフレーム／
バースト構成を示す。参加通信局の内、１局が基
準局となり、図イに見られるように、基準バース
ト１，１′，…、を周期Ｔで通信する。基準バー
ストは、その詳細を図ロに示すように、復調器の
搬送波／クロツク同期用パターン１−１（101010
…など）と通常ユニークワードと呼ばれる同期信
号１−２とその他の制御用データ１−３とから構
成されている。基準局を含む参加通信局は、この
基準バーストを受信し、その中に含まれるユニー
クワード１−２を検出することによつて、このユ
ニークワードの検出時点をTDMAフレーム上の
タイミングの基準とする。実際のトラフイツクを
運ぶデータバーストは各通信局より２，３，４…
のタイムスロツトに送信されるが、その構成は図
ロの、例えばタイムスロツト４に対して示された
ように搬送波／クロツク同期用パターン４−１、
データバーストのユニークワード４−２および送
信すべきデータ４−３のようになる。データバー
ストのユニークワード４−２は基準バーストのユ
ニークワードと異なつたパターンを有し、この検
出時点がデータバーストのデータの語同期に役立
てられると同時に、データバーストのタイミング
上の位置と定義される。従つて、このような通信
系においては、データバーストを受信するにも、
送信するにも、その時間の基準は基準バーストに
含まれるユニークワードであり、この信号を通信
局において確実に受信し、受信同期を確立、維持
することが不可欠となる。

このような基準バーストのユニークワードに欠
かせない条件は、各局から送信される各種のデー
タの中にあつてユニークに識別されることであ
る。例えば、“011110001001”のように、繰り返
しを含まない、また前後にどんなパターンが付い
ても識別し易いものが選ばれる。このようなパタ
ーンを検出するために、通常、第２図に示すよう
な手段が用いられる。図ａには、「完全一致検出
法」とも云うべき方法を示してあり、シフトレジ
スタ１１とアンド回路１２とによつて構成されて
いる。例えば、“011110001001”と云うパターン
を検出するためには、12段のシフトレジスタを要
し、入力ａとしてシフトレジスタに流し込まれた
上記パターンが完全に収まつた時に各段で“１”
となる極性の出力が取り出される。そして、各段
の出力はアンドゲートに導かれ、入力全部が
“１”となつた時に検出出力ｂが得られる。この
場合、１ビツトでも誤ると出力が検出出来ない。
また、図ｂには、「相関検出法」として用いられ
る手段が示されている。この図において、シフト
レジスタ２１の出力はビツト毎の比較器２２によ
り別途与えられた固定的な比較用入力と比較さ
れ、一致、不一致が判断されてそれぞれ“１”又
は“０”の出力を出す。この出力は全加算器２３
により高速加算され、２進出力ｃが得られる。こ
の２進加算された出力は比較器２４により別途与
えられたスレシヨルド設定用信号ｄと比較され、
出力ｃの示す２進数が比較信号ｄよりも大きい時
に限つて、検出出力ｅが得られる。従つて、比較
信号ｄを適当に選ぶことにより、数ビツトの誤り
を許容してユニークワードと類似したパターンを
検出することができる。なお、これらの検出器に
比較器を追加して逆極性のパターン、すなわち
“100001110110”をも検出出来るようにすること
は、別のパターンを検出するよりも容易である。

ユニークワードの存在は、このように重要であ
り、上記第２図に示したような方法で検出出来る
が、問題は、このようなパターンがTDMAフレ
ーム中に無数に存在する可能性があることであ
る。類似するパターンを除くには、ユニークワー
ドの長さを長くすれば良いが、そうすると相関検
出器の場合は、その構成が複雑になるし、完全一
致検出器の場合は、ビツト誤りにより検出し損な
う確率が増えるために限界が生ずる。従つて、通
常は、システムの始動時期に於いて、先ず基準バ
ーストのユニークワードを検出したならば、その
１フレーム後にもユニークワードが検出出来るは
ずであり、それを確認するための過程（後方保護
過程と云う）を経て誤りなく受信同期を確立させ
る工夫が成されている。しかし、この方法も、若
しTDMAフレーム中の固定した位置にユニーク
ワードと同一の、あるいは類似のパターンが存在
した場合には誤同期を避けることが出来ない。

このような問題は、実際のTDMA装置を用い
たデータの送信に当つては、エネルギー拡散のた
めにスクランブリングが行なわれることで重大と
なる。TDMA方式は各局が間欠的に衛星を飽和
させる程の電力を送信するから、無変調に近い搬
送波が送信されることは、他のシステムに干渉を
与える可能性があるので避けなければならない。
通常、TDMAフレーム周期Ｔに同期したPN符号
が用いられるが、もし、このPN符号の中にユニ
ークワードと同一、または類似パターンが存在し
たり、あるいは、このPNパターンとデータ内の
固定パターンが組合されて、たまたまユニークワ
ードに近いパターンとなつた時には、前述の誤同
期が起り、しかもその誤りを判別することも出来
ないことになる。従来、この問題を避けるため
に、基準局ユニークワードをフレーム毎に極性を
反転させたり、基準局ユニークワードの検出に完
全一致法を用いて、誤検出の確率を減らすように
してきた。

しかし、最近、準ミリ波帯などの高い周波数域
の利用、ドメステイツク通信用の小型設備の利用
等が進み、小型、且つ経済的な設備に対する要求
から、受信Ｃ／Ｎ（受信搬送波電力／雑音比）の
悪い条件で動作せねばならぬようになり、一方、
高い周波数の利用に伴なつて気象条件によるＣ／
Ｎ劣化頻度も増大するという問題が生じてきた。
この問題を解決するために、ユニークワードの検
出に相関検出の方法が要求され、又データの伝送
にFEC（誤り訂正）技術も利用されるようになつ
た。しかし、FEC技術の導入には通常PSK復調
器の位相不確定性を除去するために用いている差
動変換の操作が問題となる。これは、差動変換を
行なうことにより、伝送路の誤りが２倍に拡大さ
れるため、FECの効果を著るしく劣化させるた
めである。差動変換を用いない位相不確定性除去
の方法として、位相の状況により復調されるユニ
ークワードパターンがあらかじめ予想される幾つ
かのパターンの１つに決ることを利用し、ユニー
クワードパターンを検出してから逆にその情報を
用いて不確定性を除くことが出来る。しかし、こ
の方法を用いると先に述べたユニークワードをフ
レーム毎に反転する方法は、位相不確定の結果と
見成され役に立たなくなつてしまう。以上のこと
を勘案した結果、長いユニークワードを用い、こ
れに伴つて必要となる複雑化された相関検出器の
使用を認めざるを得なかつた。

本発明の目的は、上記の問題を簡単な方法で解
決することにより、装置の複雑化を避け、伝送効
率を損なわず、かつ装置の受信同期に対する誤動
作をなくすことのできる信頼性の高い時分割多元
接続通信用の通信局装置を提供することにある。

本発明によれば、１つの中継器を介して、基準
局を含む複数の通信局間で通信を行なう時分割多
元接続通信系に適用され、基準局は周期Ｔでユニ
ークワードを含む基準バーストを送信し、ただし
Ｎフレーム（Ｎは２の整数）に１回基準バース
トの送信を停止し、一方、各通信局は該基準バー
ストのユニークワード検出信号と該欠除された基
準バーストに対応するユニークワード不検出情報
とによつて形成されたパターンを判別することに
よつて、受信同期の確立を判定するようにしたこ
とを特徴とする通信局装置が得られる。

次に、時分割多元接続方式に適用される本発明
の通信局装置について図面を参照して説明する。

第３図は、本発明に適用される基準局から送出
される基準バースト信号の状態を示したものであ
る。この図において、１，２，…はフレーム周期
Ｔで送出される基準バースト信号を示す。そし
て、これ等の基準バースト信号はＮフレーム（Ｎ
はＮ２の整数）に一回、例えばＮ＝３とした場
合の３、６等の位置では送信が停止されている。

第４図は、本発明による実施例として、第３図
の基準バースト信号を受信する通信局装置におけ
る受信同期回路を示したものである。この図にお
いて、３１は第２図に示したようなユニークワー
ド検出器である。ここで入力信号ａを監視し、ユ
ニークワードおよび類似するパターンが検出され
ると、出力ｆが導出される。３２は後方保護回路
であり、検出出力ｆをうけて活性化され、Ｔ秒後
に開くゲート信号ｇを作つてアンドゲート３３に
供給する。ユニークワードがＴ秒後に再び検出出
来ない時は、後方保護回路３２はゲート信号を閉
じるが、１度２フレーム続けて検出されたら少な
くともＭフレームは継続してゲート信号を供給す
る。アンドゲート３３の出力はＭ段のシフトレジ
スタ３４に加えられる。ただし、ＭＮの条件
で、今Ｍ＝４とし、もし、シフトレジスタ３４
に、図に見られるように、“1101”と云うパター
ンが入力すると、アンドゲート３５により一致が
とられ、同期確認出力ｈが現われる。この出力ｈ
をうけると、後方保護回路３２は同期確立と判定
する。同期が確立すれば、ゲート信号ｇは毎フレ
ーム発生し、基準バーストのユニークワードが検
出され続ける限り、同期確認出力ｈは３フレーム
に１回づつ発生する。その結果、受信同期タイミ
ング信号ｉは受信回路の必要個所に供給される。
同期確認出力ｈは、信号受信時のビツト誤り率に
よつて決る確立で発生しないこともあるから、受
信同期が維持されていることを示す適当な発生頻
度が別途計算され、その範囲内で同期確認出力ｈ
が消失することは許される。

なお、上記実施例によれば、Ｎフレームに１回
基準バーストを送信しないため、このタイミング
で受信復調器にランダム・パターンを発生させる
可能性があるが、これが偶々、ユニークワードと
類似したパターンを含む確率は低く、また、その
確率も予め計算出来るから障害とはならない。

また、本発明によれば、送信を停止した基準バ
ースト位置には通信局の受信同期に影響を与えず
に別のユニークワードを含むバーストを送信する
ことも可能であり、例えば、基準局の交代など全
く別の目的に使用することもできるという利点が
ある。

以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば、基準局はＮフレームに１回基準バーストの
送出を停止し、各通信局ではその受信信号から基
準バーストのユニークワード検出信号と欠除され
た基準バーストに対応するユニークワード不検出
情報とにより形成されたパターンを判別すること
によつて、従来技術のごとくユニークワードを長
くしたと同様に検出誤りを逓減することができ、
装置の簡易化にともなう経済性と受信同期に対す
る信頼性が向上される点において、得られる効果
は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はTDMA方式によるフレーム／バース
ト構成を示すフオーマツト、第２図ａおよびｂ
は、従来技術によるそれぞれユニークワード検出
器を示す構成例、第３図は本発明に適用される基
準局送出の基準バースト信号の状態を示す図、第
４図は本発明による実施例として通信局装置にお
ける受信同期回路を示す構成図である。 図において、３１はユニークワード検出器、３
２は後方保護回路、３３，３５はアンドゲート、
３４はシフトレジスタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基準局が周期Ｔで送信する基準バーストに含
   まれるユニークワードをフレームタイミングの基
   準として、１つの中継局を介し前記基準局を含む
   複数の通信局間で通信を行なう時分割多元接続通
   信系に適用され、前記基準局からＮフレーム（Ｎ
   はＮ２の整数）に１回基準バーストの送信を停
   止し、各通信局は該基準バーストのユニークワー
   ド検出信号と該欠除された基準バーストに対応す
   るユニークワード不検出情報とにより形成された
   パターンを判別することによつて、受信同期の確
   立を判定するようにしたことを特徴とする通信局
   装置。