JP2001285166A - In-band diversity transmission method - Google Patents
In-band diversity transmission methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＨＦ回線を使用し
た放送形式で、フェージングによる通信内容の品質劣化
を防ぐためのダイバーシチ方法の改善に係る。特に、１
周波数バンドのみ使用可能で、周波数ダイバーシチ機能
が確保できないような伝送システムにおいて、インバン
ドダイバーシチ方法を用いた場合のフェージングによる
データの誤りを低減する伝送方法に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a diversity method for preventing deterioration of communication quality due to fading in a broadcasting format using an HF line. In particular, 1
In a transmission system in which only a frequency band can be used and a frequency diversity function cannot be ensured, the present invention relates to a transmission method for reducing data errors due to fading when an in-band diversity method is used.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、インバンドダイバーシチを行う場
合、バンド内に同一変調方法のトーンを２つ以上配置
し、受信側にてインバンドダイバーシチを実施してい
た。図７は、１つのバンド内に２つのＢＰＳＫ（Bi-Pha
se Shift Keying、 二相位相変調）トーンを配置した場
合の例を示す位相空間図である。すなわち、１つのバン
ド幅ＢＷ内にトーンＡ、トーンＢの２つのトーン信号
（２値信号）を配置するが、これらは同じ変調方法（Ｂ
ＰＳＫ）であるからいずれも同じ位相空間図で示され、
同じ通信速度を有するものである。このような従来方法
では、一方のトーンが選択性フェージングによって受信
不良となり受信データに誤りが生じても、他の一方のト
ーンが正常に受信されておれば正常に受信することがで
きる（一般的には電波の強度が高い方を採用する。）た
め、いわゆる選択性フェージングに対しては強いが、非
選択的でバンド内全体がフェージングの影響を受けた場
合には受信データの誤りを回避することができない。2. Description of the Related Art Conventionally, when performing in-band diversity, two or more tones of the same modulation method are arranged in a band, and in-band diversity is implemented on the receiving side. FIG. 7 shows two BPSK (Bi-Pha) in one band.
FIG. 7 is a phase space diagram showing an example of a case where se shift keying (two-phase modulation) tones are arranged. That is, two tone signals (binary signals) of tone A and tone B are arranged in one bandwidth BW, and they are arranged in the same modulation method (B
PSK), they are all shown in the same phase space diagram,
They have the same communication speed. In such a conventional method, even if one tone is poorly received due to selective fading and an error occurs in received data, the other tone can be normally received if the other tone is normally received. , Which is higher in so-called selective fading, but avoids errors in received data when non-selective and the entire band is affected by fading. Can not do.
【０００３】図８および図９に伝送データ（ＡＢＣＤ）
が２つのトーンとして送られた場合についての例を示
す。図８は２つのＢＰＳＫトーンが正常に伝送された場
合で、この場合には伝送データ（ＡＢＣＤ）は正しく受
信され再現される。これに対して、図９の場合は、非選
択的でバンド内全体がフェージングの影響を受けた場合
の例を示すもので、データ（Ａ）のみが正しく受信さ
れ、他のデータ（ＢＣＤ）は誤りとなってしまう。この
ように、従来の方法では選択性フェージングに対しては
図８のように一対のデータ列の一方のみ影響を受け、他
の一方に対しては影響を受けることなく正しい伝送を行
うことができるが、非選択的にバンド全体に影響を受け
るフェージングに対してはデータの誤りを避けることが
できなかった。FIGS. 8 and 9 show transmission data (ABCD).
Is shown as an example of the case where is sent as two tones. FIG. 8 shows a case where two BPSK tones are transmitted normally. In this case, the transmission data (ABCD) is correctly received and reproduced. On the other hand, FIG. 9 shows an example in which the entire band is unselective and is affected by fading. Only data (A) is correctly received, and the other data (BCD) is It will be an error. As described above, in the conventional method, only one of a pair of data strings is affected by selective fading as shown in FIG. 8, and the other one can be transmitted correctly without being affected. However, data errors cannot be avoided for fading which is non-selectively affected by the entire band.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来方法では選択性フェージングのように特殊な場合を除
いて、通常のフェージングに対してはデータの誤りは避
けることができなかった。このため本発明においては、
バンド内全体にわたるような大きなフェージングのため
に一時的にバンド内が乱されるような場合、あるいは常
に空間雑音が発生し信号状態が悪いような場合でもデー
タの誤りを防止し得る伝送方法を提供することを目的と
している。As described above, in the conventional method, except for a special case such as selective fading, data errors cannot be avoided for normal fading. Therefore, in the present invention,
Provides a transmission method that can prevent data errors even when the inside of the band is temporarily disturbed due to large fading over the entire band, or when the spatial noise always occurs and the signal condition is poor. It is intended to be.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】以上述べた目的を達成す
るために、本発明においてはダイバーシチを行うため、
同一帯域内の複数の周波数に対して通信速度が異なるデ
ィジタル変調方法を採用し、高速の通信速度は低速の通
信速度のｎ倍（ｎは正の整数）とし、高速側には低速側
の１データブロック分の時間長の期間に時間圧縮をした
この１データブロックをｎ個配列する構成としている。
このように通信速度の異なるトーンに分配されたデータ
のトーン間同期を確保するために、高速側の時間圧縮さ
れた各データブロックの先頭部に第１の同期信号を付加
し、各データブロックの認識を行う。同時に通信速度の
高速側と低速側のデータ同期をとるために、低速側の第
１の同期信号の前に第２の同期信号を付加し、高速側に
おいてもこのタイミングに合わせてこの第２の同期信号
と同じパターンの同期信号を付加する構成としている。In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, in order to perform diversity,
A digital modulation method in which communication speeds are different for a plurality of frequencies in the same band is adopted. The configuration is such that n data blocks that have been time-compressed during the time length corresponding to the data block are arranged in n pieces.
In order to secure the inter-tone synchronization of the data distributed to the tones having different communication speeds in this manner, a first synchronization signal is added to the head of each of the time-compressed data blocks on the high-speed side, and Perform recognition. At the same time, a second synchronization signal is added before the first synchronization signal on the low-speed side in order to synchronize data on the high-speed side and the low-speed side of the communication speed. The configuration is such that a synchronization signal having the same pattern as the synchronization signal is added.
【０００６】また、伝送されてきた符号の誤りを検出
し、正しいデータに切り換え選択するために誤り検出用
の符号を低速側および高速側の各データブロックの後尾
に付加する構成とし、フェージングによりデータに誤り
が生じても正しいデータを選択し読み出す構成としてい
る。In addition, a configuration is adopted in which an error of a transmitted code is detected, and a code for error detection is added to the end of each of the low-speed and high-speed data blocks in order to select and switch to correct data. , Even if an error occurs, correct data is selected and read out.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】前述のように従来のディジタルデ
ータのインバンドダイバーシチ方法による伝送方法で
は、一つの帯域の中に同一変調方法（例えばＢＰＳＫ）
によるトーンを二つ以上配置し、受信側でインバンドダ
イバーシチ処理を行う方法であった。この方法によれば
前記のように、フェージングによるデータの誤りが避け
られないという弱点があった。このため本発明において
はこれら２つのトーンに対して異なる変調方法を適用
し、異なる通信速度で伝送する方法とした。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, in the conventional transmission method of digital data by the in-band diversity method, the same modulation method (for example, BPSK) is used in one band.
And two or more tones are arranged, and the receiving side performs in-band diversity processing. According to this method, there is a disadvantage that data errors due to fading cannot be avoided as described above. For this reason, in the present invention, different modulation methods are applied to these two tones to transmit at different communication speeds.
【０００８】以下本発明を図により説明する。図１は本
発明における１実施の形態を示すもので、同一バンド内
に配置された２つの変調トーンの内、一方をＢＰＳＫと
し、他方を１６ＱＡＭ(16 QuadratureAmplitude Modula
tion 直交振幅変調)とした場合である。ＢＰＳＫの通信
速度は１２００ｂｐｓであり、１６ＱＡＭの通信速度は
４８００ｂｐｓである。すなわち、１６ＱＡＭの方がＢ
ＰＳＫに比べて４倍の通信速度を有しているため、同じ
時間内で１６ＱＡＭの変調方法の側ではＢＰＳＫ側で伝
送するデータを４回繰り返して伝送することが出来る。
このように変調方法を変えることにより通信速度が速い
方のトーンでいわゆる多連送が可能となる。図２に一方
の高速側でこの多連送を行う場合のデータ配列の例を示
す。図２に示したようにＢＰＳＫでは（ＡＢＣＤ）のデ
ータを一回送る期間に、１６ＱＡＭでは同じデータ（Ａ
ＢＣＤ）を４回繰り返して送ることが出来る。すなわ
ち、高速通信速度側でより冗長性の高い通信を行うこと
が出来、データの誤りに対して強化することが出来る。Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. One of two modulated tones arranged in the same band is BPSK, and the other is 16QAM (16 Quadrature Amplitude Modula).
Option quadrature amplitude modulation). The communication speed of BPSK is 1200 bps, and the communication speed of 16QAM is 4800 bps. That is, 16QAM is B
Since the communication speed is four times as high as that of PSK, the data transmitted on the BPSK side can be repeatedly transmitted four times on the side of the 16QAM modulation method in the same time.
By changing the modulation method in this way, so-called multiple transmission can be performed with a tone having a higher communication speed. FIG. 2 shows an example of a data array in the case of performing this multiple continuous transmission on one high-speed side. As shown in FIG. 2, during the period of sending (ABCD) data once in BPSK, the same data (A
BCD) can be sent four times. That is, communication with higher redundancy can be performed on the high communication speed side, and it is possible to enhance against data errors.
【０００９】したがって、本方法の場合、図３に示すよ
うにＨＦ回線で一時的にバンド内でフェージングが発生
し受信障害が発生した場合、従来方法では図８に示した
ようにデータ（ＢＣＤ）は脱落するが、図３に示した本
方法においては、１６ＱＡＭの多連送により冗長性を持
たせており最初のブロックのデータ（ＡＢＣＤ）は正常
に伝送されているため、フェージングが生じてもその影
響なく誤りのない受信が可能となる。このように正しく
伝送されてきたデータ列を弁別する処理を可能とするた
めには、データ（ＡＢＣＤ）で構成された各データブロ
ックにデータ同期信号と誤り検出符号を付加しておく必
要がある。データ同期信号としては、データ列内で生起
確率の低い特定の自己相関係数を有する同期パターンで
もよいし、場合によってはスタートビットとしての１ビ
ットのみでも使用可能である。また、誤り検出符号とし
ては一般に使用されているパリティビットあるいはＣＲ
Ｃ等の巡回符号を適用してもよい。Therefore, in the case of the present method, when fading occurs temporarily in the band on the HF line as shown in FIG. 3 and a reception failure occurs, the conventional method uses data (BCD) as shown in FIG. However, in the present method shown in FIG. 3, since redundancy is provided by 16QAM multiple transmission and data (ABCD) of the first block is transmitted normally, even if fading occurs. Error-free reception is possible without the influence. In order to enable the process of discriminating a data string transmitted correctly as described above, it is necessary to add a data synchronization signal and an error detection code to each data block composed of data (ABCD). As the data synchronization signal, a synchronization pattern having a specific autocorrelation coefficient having a low occurrence probability in the data string may be used, or in some cases, only one bit as a start bit may be used. In addition, as an error detection code, generally used parity bits or CR bits are used.
A cyclic code such as C may be applied.
【００１０】これら同期信号および誤り検出符号は、基
本的には各データブロックを単位として付すべきもので
あり、したがって上記の各ブロックの先頭部にはブロッ
クの先頭部を認識するための同期信号を付与し、必要に
応じて最後尾にブロック終了の信号を付与してもよい。
また誤り検出符号としてはブロック単位で処理するブロ
ック符号の系統が適しているが、畳み込み符号の適用も
可能であることは言うまでもない。さらに通信速度の低
速側と高速側の間でもデータ同期は必要であって、この
ため低速側のデータブロックに付与されている同期信号
の前に更に他の同期信号を付与することも必要である。
この場合通信速度の高速側および低速側のスタート部分
のタイミングを一致させておき、かつ同じパターンの同
期信号を使用すればよい。この状況を図４に示す。図４
において（ａ）は低速側であり（ｂ）は高速側のデータ
配列を示すもので、低速側（ａ）においてはデータブロ
ックＤＢはデータ部Ｄ、同期信号Ｓ１および誤り検出用
符号Ｅとから構成されており、高速側のデータブロック
ＤＢ１〜ＤＢｎの各データブロックと同じ構成のもので
ある。また、同期信号Ｓ２は低速側と高速側とのタイミ
ング同期をとるためのもので両側共通のパターンを使用
する。ｅ１〜ｅｎは高速側における各データブロックの
誤り検出用符号である。The synchronization signal and the error detection code should basically be attached to each data block as a unit. Therefore, a synchronization signal for recognizing the head of each block is provided at the head of each block. It may be added, and if necessary, a block end signal may be added at the end.
As the error detection code, a system of block codes processed in block units is suitable, but it goes without saying that convolutional codes can also be applied. Further, data synchronization is required even between the low-speed side and the high-speed side of the communication speed. Therefore, it is necessary to provide another synchronization signal before the synchronization signal provided to the low-speed side data block. .
In this case, the timings of the start portions on the high-speed side and the low-speed side of the communication speed may be matched, and the same pattern of synchronization signal may be used. This situation is shown in FIG. FIG.
(A) shows the data arrangement on the low-speed side and (b) shows the data arrangement on the high-speed side. In the low-speed side (a), the data block DB is composed of a data part D, a synchronization signal S1 and an error detection code E. It has the same configuration as each of the high-speed data blocks DB1 to DBn. The synchronizing signal S2 is for synchronizing the timings of the low-speed side and the high-speed side, and uses a pattern common to both sides. e1 to en are error detection codes for each data block on the high-speed side.
【００１１】さらに、フェージングの発生がなくとも回
線状態が継続的に悪く、バンド内でＢＰＳＫ、１６ＱＡ
Ｍ両方のトーンに対しても図５に示すようにＳ／Ｎ比が
低い場合は上記の状態とは誤り発生の状況が異なる。す
なわち、上記のようにバースト的にデータが脱落するの
ではなく、両トーン信号ともにＳ／Ｎ比が低いことによ
る散発的な誤りが両トーン信号に対して発生する。しか
しこの場合、Ｓ／Ｎ比とビット誤り率との間には図６に
示すような関係が知られていおり、図６から、Ｓ／Ｎ比
が低い場合はＢＰＳＫの方が符号誤りの点で有利である
ことが知られている。したがって図５のようにバンド内
にわたって雑音レベルが高く両変調信号ともにＳ／Ｎ比
が低い場合には、ＢＰＳＫの方で誤りのより少ない受信
が出来ることになる。Further, even if no fading occurs, the line condition is continuously bad, and BPSK, 16QA
When the S / N ratio is low for both of the M tones as shown in FIG. 5, the situation of error occurrence is different from the above situation. That is, rather than dropping data in bursts as described above, sporadic errors due to the low S / N ratio of both tone signals occur in both tone signals. However, in this case, a relationship as shown in FIG. 6 is known between the S / N ratio and the bit error rate. From FIG. 6, when the S / N ratio is low, BPSK is more likely to have a code error point. Is known to be advantageous. Therefore, as shown in FIG. 5, when the noise level is high and the S / N ratio of both modulated signals is low over the band, BPSK can receive signals with less errors.
【００１２】[0012]
【発明の効果】インバンドダイバーシチ伝送を行う場
合、本発明によれば通信速度の互いに異なる変調方法を
使用するため、フェージングに対しては通信速度の大き
い方が、また、Ｓ／Ｎ比が低い場合に対しては通信速度
の遅い方がそれぞれ有効に作用し、インバンドダイバー
シチによるデータ伝送を安定に実行することが出来る。According to the present invention, when performing in-band diversity transmission, modulation methods having different communication speeds are used, so that the higher the communication speed and the lower the S / N ratio are for fading. In this case, the lower communication speed works effectively, and data transmission by in-band diversity can be executed stably.
【図１】本発明におけるバンド内トーンの配列の例を示
すバンド内周波数アロケーションと変調波の位相空間内
の状況を示す概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an arrangement of tones in a band and a situation in a phase space of a modulated wave according to the present invention.
【図２】本発明におけるデータ配置図。FIG. 2 is a data arrangement diagram according to the present invention.
【図３】本発明におけるフェージングの影響を示す概念
図。FIG. 3 is a conceptual diagram showing the effect of fading in the present invention.
【図４】バンド内雑音レベルが高い場合の状況を示す概
念図。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a situation when the in-band noise level is high.
【図５】各種変調方法におけるＳ／Ｎと誤り率の関係を
示す特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between S / N and an error rate in various modulation methods.
【図６】従来方法におけるインバンド内トーンの配置を
示す位相空間図。FIG. 6 is a phase space diagram showing the arrangement of in-band tones in the conventional method.
【図７】従来方法における伝送パターン図。FIG. 7 is a transmission pattern diagram in a conventional method.
【図８】従来方法におけるフェージングの影響を示す概
念図。FIG. 8 is a conceptual diagram showing the effect of fading in a conventional method.
【図９】従来の方法においてバンド内全体がフェージン
グの影響を受けた場合を示す概念図。FIG. 9 is a conceptual diagram showing a case where the entire band is affected by fading in the conventional method.
ＢＷ ： バンド幅 Ｄ ： データ部 ＤＢ ： データブロック ＤＢ１〜ＤＢｎ ： 高速側データブロック Ｅ ： 低速側誤り検出符号 ｅ１〜ｅｎ ： 高速側誤り検出符号 Ｓ１ ： 低速側データブロック同期信号 Ｓ２ ： 高速・低速タイミング同期信号 ｓ１’〜ｓｎ’ ： 高速側データブロック同期信号 BW: Bandwidth D: Data part DB: Data block DB1 to DBn: High-speed data block E: Low-speed error detection code e1-en: High-speed error detection code S1: Low-speed data block synchronization signal S2: High-speed / low-speed timing Synchronization signal s1 'to sn': High-speed data block synchronization signal
Claims (5)
波数を使用して通信を行うインバンドダイバーシチ方法
において、上記各周波数に対してそれぞれ異なる通信速
度を有するディジタル変調を行うことを特徴とするイン
バンドダイバーシチ伝送方法。An in-band diversity method for performing communication using a plurality of different frequencies within the same frequency band, wherein digital modulation having a different communication speed is performed for each of the frequencies. Band diversity transmission method.
方法において、第１の同期信号、誤り検出符号およびデ
ータを含む１データブロックを通信速度の低速側の周波
数に割り当て、通信速度の高速側の周波数に対しては上
記１データブロックの整数倍のデータブロックを上記通
信速度の低速側の１ブロック伝送時間と同じ時間内に伝
送することを特徴とするインバンドダイバーシチ伝送方
法。2. The in-band diversity method according to claim 1, wherein one data block including the first synchronization signal, the error detection code, and the data is assigned to a lower frequency of the communication speed, and An in-band diversity transmission method, characterized in that a data block whose frequency is an integral multiple of the one data block is transmitted within the same time as one block transmission time on the lower side of the communication speed.
方法において、通信速度の低速側の１データブロック長
の時間を１ワード時間とし、該１ワード時間長の少なく
とも前後の何れかに第２の同期信号を有し、該第２の同
期信号は通信速度の高速側のトーンと同型の同期信号を
使用し、上記通信速度の高速側のトーンにおいては該第
２の同期信号が時間圧縮されて一纏まりに配列された複
数個の上記１データブロックの前後の少なくとも何れか
に付加されていることを特徴とするインバンドダイバー
シチ伝送方法。3. The in-band diversity method according to claim 2, wherein the time of one data block length on the low-speed side of the communication speed is one word time, and the second word is at least before or after the one word time length. A synchronization signal, wherein the second synchronization signal uses a synchronization signal of the same type as that of the tone at the higher communication speed, and the second synchronization signal is time-compressed at the tone at the higher communication speed. An in-band diversity transmission method characterized by being added to at least one of before and after a plurality of the one data blocks arranged in a group.
ーシチ方法において、受信電波強度が、予め定められた
正常な受信状態が確保されなくなるレベルまで低下した
ことを検出し、この期間はもう一方のトーンが正常に受
信されておればそれに切り換えて受信動作を継続するこ
とを特徴とするインバンドダイバーシチ伝送方法。4. The in-band diversity method according to claim 1, wherein the reception radio wave intensity is detected to have decreased to a level at which a predetermined normal reception state cannot be ensured, and during this period, the other is detected. The in-band diversity transmission method, wherein if the tone is received normally, it is switched to the tone and the receiving operation is continued.
方法において、受信電波の品質劣化を各データに付加さ
れた誤り検出符号で検出することを特徴とするインバン
ドダイバーシチ伝送方法。5. The in-band diversity transmission method according to claim 4, wherein quality degradation of a received radio wave is detected by an error detection code added to each data.
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|---|---|---|---|
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| JP2008141473A (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Denso Corp | Communication system, transmitter and receiver |
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| WO2023047619A1 (en) * | 2021-09-21 | 2023-03-30 | 株式会社日立製作所 | Management device, communication control system, and communication control method |
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