JP2006074335A

JP2006074335A - 伝送方法、伝送システム及び伝送装置

Info

Publication number: JP2006074335A
Application number: JP2004254082A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuta Ueno; 衆太上野; Naoto Takahashi; 直人高橋; Ryutaro Omoto; 隆太郎大本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】伝送路の状態に応じて、必要な伝送品質を確保すると共に、伝送遅延を極力小さくする伝送方法、伝送システム及び伝送装置を提供することを目的とする。
【解決手段】送信データに対して誤り訂正符号化後、インタリーブして送信する第１の伝送装置と、第１の伝送装置からの受信信号に対してデインタリーブを行った後、誤り訂正を行う第２の伝送装置とを含む伝送システムにおける伝送方法において、第２の伝送装置は、第１の伝送装置からの受信信号の受信品質を検出し、前記検出した受信品質に基づきインタリーブ深さを算出し、前記算出したインタリーブ深さを、深さ情報として第１の伝送装置への送信信号に挿入して送信し、前記算出したインタリーブ深さでデインタリーブを行い、第１の伝送装置は、第２の伝送装置が送信信号に挿入した前記深さ情報を抽出し、前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さでインタリーブを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、誤り訂正とインタリーブを併用して、伝送品質を確保すると共に、伝送遅延を小さくする伝送方法、伝送システム及び伝送装置に関する。

信号を無線により、光ファイバにより、或いは、ＤＳＬシステム等で用いられる銅線を使用して送信する場合に、伝送品質を所定の値以上とするため、誤り訂正符号が使用されている。更に、バースト誤りが生じた場合でも、誤り訂正ブロック内の誤りビット数を、誤り訂正能力以内に抑えることを目的とし、送信側において、誤り訂正ビットを付加した後に送信信号をインタリーブし、受信側において、誤り訂正処理前にデインタリーブすることが行われている。

以下、無線システムである場合を例にして説明を行う。図６は、従来の技術による無線伝送装置のブロック図である。符号化部１は、送信するデータに対して誤り訂正ビットの付加といった、所定の誤り訂正符号による符号化を行い、インタリーブ部２は、符号化部１からの符号化データのインタリーブ、即ち、順番の並び替えを行う。変調部３及び送信部４は、インタリーブ部２からのインタリーブされた信号を無線信号に変換し、前記無線信号はアンテナ５から対向装置へと送信される。

一方、受信側においては、アンテナ５が受信する無線信号を、受信部６及び復調部７が復調して、復調したデータをデインタリーブ部８に入力する。デインタリーブ部８は、入力されたデータをデインタリーブ、即ち、送信側のインタリーブ部２で並び替えが行われた符号化データを、元の順に並び替えを行う。復号化部９は、デインタリーブ部８で元の順へと並び替えられた符号化データについて誤り訂正処理を行う。

図７(ａ)はインタリーブ動作を、（ｂ）はデインタリーブ動作を説明する図である。簡単のためにインタリーブの深さが５ビット、長さが４ビットの場合を例にして説明する。図７（ａ）に示すように、送信側の入力データの順番（1、２、３、４、５、６、７、８、９、・・・）を、インタリーブ部２は、（1、５、９、１３、１７、２、６、１０、１４、・・・）と並び替える。伝送路の劣化により、１、５、９、１３の連続４ビット（図７（ｂ）において下線を引いたビット）に誤りが発生したものとする。受信側のデインタリーブ部８が、再度並び替えを行うことにより、伝送路上での連続４ビットの誤りは、４ビット毎に生じる１ビットの誤りへと分散化されることとなる。例えば使用している誤り訂正符号の誤り訂正能力が、４ビット毎に１ビットの誤り訂正である場合には、受信側の復号化部９において上記誤りは総て訂正可能となる。

上述したように、インタリーブは、伝送路上で生じるバースト誤りを分散化し、誤り訂正符号で誤り訂正できる確率を高める効果がある。

インタリーブの深さは、伝送路上で発生するバースト誤りのバースト長に基づき設計され、インタリーブの長さは、誤り訂正符号のブロック長に基づき設計が行われる。尚、インタリーブ部の詳細については、特許文献１に開示されている。

特開２００１−２４５２０号公報

伝送品質を確保するために、インタリーブ深さは、伝送路で生じるバースト誤りの最悪値に基づき設定が行われている。しかしインタリーブ深さを大きく設定することは、インタリーブ操作のためにバッファに蓄積するデータ量が増えることであり、その結果インタリーブ操作による遅延が増大する。これは、伝送品質が良好な状態においても、常に最悪値に基づく遅延が常に固定的に与えられていることを意味する。しかし、リアルタイム性が重視される音声、画像等の伝送では、伝送遅延は極力小さくすることが望ましい。

図８は、無線伝送システムの受信電力の時間変動例を示す図である。図８は、無線伝播路上に樹木が存在し、その樹木が風等に揺られることで変動する受信電力を測定したものである。図８によると、風がある時間帯では、受信電力は激しく変動し、瞬間的に受信電力が大きく落ち込む場合があることが分かる。一方、風のない時間帯においては、受信電力は比較的安定している。インタリーブ深さを大きく設定することで、風がある時間帯においても所定の伝送品質を確保することが可能となるが、風のない時間帯においては、不必要に伝送品質を確保することで不必要な伝送遅延を与えていることになる。しかし、インタリーブ深さを小さく設定すると、風のない時間帯においては、伝送品質を確保しつつ伝送遅延を少なくすることができるが、風のある時間帯では必要な伝送品質を確保できなくなる。

従って、本発明は、伝送路の状態に応じて、必要な伝送品質を確保すると共に、伝送遅延を極力小さくする伝送方法、伝送システム及び伝送装置を提供することを目的とする。

本発明における伝送方法によれば、
送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行った後、インタリーブして送信する第１の伝送装置と、第１の伝送装置からの受信信号に対してデインタリーブを行った後、誤り訂正を行う第２の伝送装置とを含む伝送システムにおける伝送方法において、第２の伝送装置は、第１の伝送装置からの受信信号の受信品質を検出し、前記検出した受信品質に基づきインタリーブ深さを算出し、前記算出したインタリーブ深さを、深さ情報として第１の伝送装置への送信信号に挿入して送信し、前記算出したインタリーブ深さでデインタリーブを行い、第１の伝送装置は、第２の伝送装置が送信信号に挿入した前記深さ情報を抽出し、前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さでインタリーブを行うことを特徴とする。

本発明の伝送方法における他の実施形態によれば、
第２の伝送装置は、送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行った後、前記算出したインタリーブ深さでインタリーブして第１の伝送装置に送信し、第１の伝送装置は、第２の伝送装置からの受信信号に対して前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さでデインタリーブを行った後、誤り訂正を行うことも好ましい。

本発明における伝送システムによれば、
送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行う符号化手段と、前記符号化手段からの符号化データをインタリーブして出力するインタリーブ手段とを有し、前記インタリーブした信号を送信する第１の伝送装置と、第１の伝送装置より受信する信号を入力とし、前記入力信号のデインタリーブを行うデインタリーブ手段と、デインタリーブされた信号の誤り訂正を行う復号化手段とを有する第２の伝送装置とを含む伝送システムにおいて、第２の伝送装置は、第１の伝送装置からの受信信号の受信品質を検出する手段と、前記検出した受信品質に基づき、インタリーブ深さを算出する深さ制御手段と、前記算出したインタリーブ深さを、深さ情報として送信信号に挿入する深さ情報挿入手段とを有し、第１の伝送装置は、第２の伝送装置が送信信号に挿入した前記深さ情報を抽出する手段を有し、第１の伝送装置のインタリーブ手段は、前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さでインタリーブを行い、第２の伝送装置のデインターブ手段は、前記算出したインタリーブ深さでデインタリーブを行うことを特徴とする。

本発明の伝送システムにおける他の実施形態によれば、
第２の伝送装置は、第１の伝送装置に送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行う符号化手段と、前記符号化手段からの符号化データを前記算出したインタリーブ深さでインタリーブして出力するインタリーブ手段とを有し、第１の伝送装置は、第２の伝送装置から受信する信号を入力とし、前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さで、前記入力信号のデインタリーブを行うデインタリーブ手段と、前記デインタリーブされた信号の誤り訂正を行う復号化手段とを有することも好ましい。

本発明による伝送装置は、前記伝送システムにおいて使用される。

伝送路の変動に応じてインタリーブ深さを可変とすることで、伝送路に適した誤り訂正能力を確保すると共に、極力伝送遅延を小さくすることができる。より詳しくは、伝送品質が劣化したときは、インタリーブ深さを大きく設定し、誤り訂正能力を高めて品質を確保し、伝送路状態が良好なときには、インタリーブ深さを小さく設定することで伝送遅延を小さくすることができる。

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。以下の説明においては、無線伝送システム及び装置を例にして説明を行うが、本発明は、有線による伝送システムに対しても適用可能である。

図１は、本発明の第一実施形態による無線伝送装置のブロック図である。図１によると、無線伝送装置１００と無線伝送装置１０１とが無線による通信を行っている。

無線伝送装置１００は、アンテナ５と、受信部６と、復調部７と、デインタリーブ部８１と、複号化部９と、受信電力検出部１０と、深さ制御部１１と、符号化部１と、インタリーブ部２と、深さ情報挿入部１２と、変調部３と、送信部４とを有する。

無線伝送装置１０１は、符号化部１と、インタリーブ部２１と、変調部３と、送信部４と、アンテナ５と、受信部６と、復調部７と、深さ情報抽出部１３と、デインタリーブ部８と、複号化部９とを有する。

無線伝送装置１００の受信電力検出部１０は、受信部６がアンテナ５経由で受信する受信信号の受信電力を検出し、前記検出した受信電力を電圧に変換して、深さ制御部１１に入力する。深さ制御部１１は、所定の時間Ｌ内で、受信電力が連続して閾値Ｒ以下である時間を計測し、その計測した時間のうち最長の時間を、ビット長に変換し、この長さをインタリーブ深さ情報Ｄ１として算出する。ここで閾値Ｒは、そのシステムの最低受信感度のように、受信電力がこの値を下回ると受信データに誤りが生じるような品質規格値を用いる。

図２は、深さ制御部の構成例を示す図であり、図３は、深さ情報算出例を説明する図である。図２によると、深さ制御部１１は、識別回路１４と、カウンタ回路１５と、シフトレジスタ１６と、比較判定回路１７とを含む。

識別回路１４は、受信電力検出部１０からの入力信号に基づき、受信電力レベルが閾値Ｒ以下であるか否かの判定を行う。そして、図３（ｂ）に示すように、閾値Ｒ以下の場合は“１”を、それ以外の場合は“０”を出力する。カウンタ回路１５は、識別回路１４からの入力の“１”の数をカウントし出力する。また、“０”が入力された場合は、カウンタ回路１５は、０にリセットされる（図３（ｃ）参照）。これにより、受信電力が閾値Ｒ以下となっている連続時間が計測される。図３の例では、閾値Ｒ以下の連続時間ｔ１＝２、ｔ２＝４、ｔ３＝３である。シフトレジスタ１６は、長さＬを有し、カウンタ回路１５からの入力信号を順次シフトし、同時に、格納されているＬ個のデータを比較判定回路１７に出力する。比較判定回路１７は、シフトレジスタ１６からのＬ個のデータの最大値を出力する。ただし、インタリーブの深さは１以上であるため、最大値が０である場合、つまり、Ｌ個のデータが総て０である場合は、１を出力する。図３（ｄ）は、シフトレジスタの長さＬが１５である場合の比較判定回路１７の出力を示している。上述したように、信号品質が低下する連続時間を計測し、これをバースト長に対応させてインタリーブ深さ情報としている。

図１に戻り、無線伝送装置１００のデインタリーブ部８１は、深さ制御部１１からの深さ情報Ｄ１で指定されたインタリーブ深さで、復調部７からのデータのデインタリーブを行う。また、深さ制御部１１からの深さ情報Ｄ１は、深さ情報挿入部１２に入力され、深さ情報挿入部１２は、深さ情報Ｄ１を送信信号に挿入して、変調部３及び送信部４を経由して対向する無線伝送装置１０１に送信する。

無線伝送装置１０１の深さ情報抽出部１３は、復調部７より入力されるデータから、無線伝送装置１００が送信した深さ情報Ｄ１を抽出し、インタリーブ部２１に通知する。インタリーブ部２１は、深さ情報Ｄ１で指定されたインタリーブ深さで、送信する符号化データのインタリーブを行う。

ここで、無線伝送装置１００のデインタリーブ部８１と、無線伝送装置１０１のインタリーブ部２１は、インタリーブ深さの変更を同時に行う必要がある。これは、無線伝送装置１００と、無線伝送装置１０１で、公知の方法により同期をとり変更することで可能となる。

図４は、深さ情報信号のフォーマット例を示す図である。無線伝送装置１００の深さ制御部１１で算出した深さ情報Ｄ１を、送信データのヘッダ情報として挿入して無線伝送装置１０１に送信する。

その他の機能ブロックでの動作は、既に説明したとおりであるので省略する。

以上、無線伝送装置１０１から無線伝送装置１００への信号の伝送において、無線伝送装置１００が、受信信号の受信品質状態に応じて、適切なインタリーブ深さを算出し、前記算出したインタリーブ深さを、無線伝送装置１０１に伝え、前記算出したインタリーブ深さにより信号伝送を行うことで、伝送路の状態に応じ、適応的に誤り訂正の能力と伝送遅延を変更することができる。

図８に示すように、受信電力が時間変動する場合、信号品質が低下する時間帯は、通常数１０ｓｅｃ以上継続するため、ｍｓｅｃ単位のフレーム毎に受信電力の変動を測定してインタリーブ深さを決定して、前記決定した値に設定変更することで、瞬時に伝送遅延と誤り訂正能力の最適化ができる。

図５は、本発明の第二実施形態による無線伝送装置のブロック図である。第一実施形態との違いは、無線伝送装置２００において、深さ制御部１１で算出された深さ情報Ｄ２が無線伝送装置２００のインタリーブ部２１へも入力され、無線伝送装置２０１において、深さ情報抽出部１３が抽出した深さ情報Ｄ２がデインタリーブ部８１へも入力されていることである。無線伝送装置２００のインタリーブ部２１及び無線伝送装置２０１のデインタリーブ部８１は、入力される深さ情報Ｄ２で指定されたインタリーブ深さで、それぞれ、インタリーブ、デインタリーブを行う。これにより、無線伝送装置２００で算出した深さ情報Ｄ２により、無線伝送装置２０１から無線伝送装置２００方向のインタリーブ深さのみならず、無線伝送装置２００から無線伝送装置２０１方向のインタリーブ深さも動的に変更することが可能となる。

本実施形態は、時分割複信（ＴＤＤ）方式のような双方向通信で、伝送方向の交替が短時間に行われ、その間の伝播路変動が少ない場合に有効である。

以上、受信電力に基づき、インタリーブ深さを動的に変更する例を用いて説明したが、受信電力のみならず、受信側で既知の信号を基に算出することができるＳ／Ｎ比や、バースト性の干渉雑音に対するＳ／Ｉ比、復号化部９で検出される訂正可能ビット数又は訂正不可ビット数といった、他の受信品質を評価できる値に基づきインタリーブ深さを動的に変更することも可能である。

本発明の第一実施形態による無線伝送装置のブロック図である。深さ制御部の構成例を示す図である。深さ情報算出例を説明する図である。深さ情報信号のフォーマット例を示す図である。本発明の第二実施形態による無線伝送装置のブロック図である。従来の技術による無線伝送装置のブロック図である。インタリーブ動作を説明する図である。受信電力の時間変動例を示す図である。

符号の説明

１符号化部
２、２１インタリーブ部
３変調部
４送信部
５アンテナ
６受信部
７復調部
８、８１デインタリーブ部
９復号化部
１０受信電力検出部
１１深さ制御部
１２深さ情報挿入部
１３深さ情報抽出部
１４識別回路
１５カウンタ回路
１６シフトレジスタ
１７比較判定回路
１００、１０１、２００，２０１無線伝送装置

Claims

送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行った後、インタリーブして送信する第１の伝送装置と、
第１の伝送装置からの受信信号に対してデインタリーブを行った後、誤り訂正を行う第２の伝送装置とを含む伝送システムにおける伝送方法において、
第２の伝送装置は、第１の伝送装置からの受信信号の受信品質を検出し、前記検出した受信品質に基づきインタリーブ深さを算出し、前記算出したインタリーブ深さを、深さ情報として第１の伝送装置への送信信号に挿入して送信し、前記算出したインタリーブ深さでデインタリーブを行い、
第１の伝送装置は、第２の伝送装置が送信信号に挿入した前記深さ情報を抽出し、前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さでインタリーブを行うことを特徴とする伝送方法。
第２の伝送装置は、送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行った後、前記算出したインタリーブ深さでインタリーブして第１の伝送装置に送信し、
第１の伝送装置は、第２の伝送装置からの受信信号に対して前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さでデインタリーブを行った後、誤り訂正を行うことを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
前記受信品質は、受信信号の受信電力であることを特徴とする請求項１又は２に記載の伝送方法。
送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行う符号化手段と、前記符号化手段からの符号化データをインタリーブして出力するインタリーブ手段とを有し、前記インタリーブした信号を送信する第１の伝送装置と、
第１の伝送装置より受信する信号を入力とし、前記入力信号のデインタリーブを行うデインタリーブ手段と、デインタリーブされた信号の誤り訂正を行う復号化手段とを有する第２の伝送装置とを含む伝送システムにおいて、
第２の伝送装置は、第１の伝送装置からの受信信号の受信品質を検出する手段と、前記検出した受信品質に基づき、インタリーブ深さを算出する深さ制御手段と、前記算出したインタリーブ深さを、深さ情報として送信信号に挿入する深さ情報挿入手段とを有し、
第１の伝送装置は、第２の伝送装置が送信信号に挿入した前記深さ情報を抽出する手段を有し、
第１の伝送装置のインタリーブ手段は、前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さでインタリーブを行い、
第２の伝送装置のデインタリーブ手段は、前記算出したインタリーブ深さでデインタリーブを行うことを特徴とする伝送システム。
第２の伝送装置は、第１の伝送装置に送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行う符号化手段と、前記符号化手段からの符号化データを前記算出したインタリーブ深さでインタリーブして出力するインタリーブ手段とを有し、
第１の伝送装置は、第２の伝送装置から受信する信号を入力とし、前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さで、前記入力信号のデインタリーブを行うデインタリーブ手段と、前記デインタリーブされた信号の誤り訂正を行う復号化手段とを有することを特徴とする請求項４に記載の伝送システム。
対向装置より受信する誤り訂正符号化後にインタリーブされた信号を入力とし、前記入力信号のデインタリーブを行うデインタリーブ手段と、
デインタリーブされた信号の誤り訂正を行う復号化手段とを有する伝送装置において、
対向装置からの受信信号の受信品質を検出する手段と、
前記検出した受信品質に基づき、インタリーブ深さを算出する深さ制御手段と、
前記算出したインタリーブ深さを、深さ情報として送信信号に挿入する深さ情報挿入手段とを有し、
デインタリーブ手段は、前記算出したインタリーブ深さでデインタリーブを行うことを特徴とする伝送装置。
対向装置に送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行う符号化手段と、
前記符号化手段からの符号化データを、前記算出したインタリーブ深さでインタリーブして出力するインタリーブ手段とを有することを特徴とする請求項６に記載の伝送装置。
対向装置に送信するデータに対して誤り訂正符号による符号化を行う符号化手段と、
前記符号化手段からの符号化データをインタリーブして出力するインタリーブ手段とを有し、前記インタリーブした信号を送信する伝送装置において、
対向装置からの受信信号に含まれる深さ情報を抽出する手段を有し、
インタリーブ手段は、前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さでインタリーブを行うことを特徴とする伝送装置。
対向装置より受信する誤り訂正符号化後にインタリーブされた信号を入力とし、前記抽出した深さ情報で指定されたインタリーブ深さで前記入力信号のデインタリーブを行うデインタリーブ手段と、
デインタリーブされた信号の誤り訂正を行う復号化手段とを有することを特徴とする請求項８に記載の伝送装置。