JP4369005B2

JP4369005B2 - Data transmission system over wireless link

Info

Publication number: JP4369005B2
Application number: JP2000058261A
Authority: JP
Inventors: 裕伊藤
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: JP2001251382A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの移動局間で無線回線にてＦＤＭトーンを使用しデータ伝送を行う場合、無線回線状態に応じて自動で効率の良い伝送速度を選択し、データの誤り軽減を行う通信方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線回線でのＦＤＭトーンを使用した伝送速度切替方式において、伝送速度切替は手動で行い、また伝送速度切替は第４図に示すようなインバンドダイバーシチ方式を実施していた。
【０００３】
以下にインバンドダイバーシチ方式の説明を第４図を用いて行う。
従来の無線回線で決められた最大伝送速度を２４００bps、使用するトーンの数を１６個（ｆ１〜ｆ１６）を有し、各トーンは１５０bpsで変調されるものとし説明する。
【０００４】
伝送速度２４００bpsの場合は、送信側にてＦＤＭの１６トーン（ｆ１〜ｆ１６）に１６ビットを割付けて送信し、受信側ではそれらを全て復調する。
【０００５】
伝送速度１２００bpsの場合は、送信側は１６トーンのうちトーンを８トーン（ｆ１〜ｆ８）ずつを２つの区分に分け（トーン１〜８とトーン９〜１６）、８ビットデータの同一データを割付け送信する。
受信側ではそれぞれトーン毎にＳ／Ｎの良い方のトーンを復調データとして残す。例えば、トーン１〜８のグループをＤ１〜８、トーン９〜１６のグループをＤ１〜８とすると、Ｄ１のｆ１と他の区分のＤ１のｆ９とのＳ／Ｎを比較し良い方を記憶する。
【０００６】
伝送速度６００bpsの場合は、送信側は１６トーンのうちトーンを４トーンずつを４つの区分に分け（トーン１〜４、トーン５〜８、トーン９〜１２、トーン１３〜１６）、４ビットデータの同一データを割付け、受信側ではそれぞれトーン毎にＳ／Ｎの一番いいトーン（例：Ｄ１の場合ｆ１、ｆ５、ｆ９、ｆ１３の比較）を復調データとして残す。
【０００７】
伝送速度３００bpsの場合は、送信側は１６トーンのうちトーンを２トーンずつ８つの区分に分け（トーン１〜２、トーン３〜４、トーン５〜６、トーン７〜８、トーン９〜１０、トーン１１〜１２、トーン１３〜１４、トーン１５〜１６）、２ビットデータの同一データを割付り、受信側ではそれぞれトーン毎にＳ／Ｎの一番いいトーン（例：Ｄ１の場合ｆ１、ｆ３、ｆ５、ｆ７、ｆ９、ｆ１１、ｆ１３、ｆ１５の比較）を復調データとして残す。
【０００８】
伝送速度１５０bpsの場合は、送信側は１６トーンのうち全て同一データとし、受信側では一番Ｓ／Ｎの良いトーンを復調データとして残す方式を用いていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来方式では、次のような問題点がある。
伝送速度は手動切替であるため、人間が常にＳ／Ｎ等を監視していなければ回線状態に応じた効率の良い通信を実施できない。
しかも、伝送速度を選択するまでの時間がかかり、回線を効率的に活用できない。
また、回線状態が悪い場合、伝送速度を切替えても電力効率が常にトーン数分の１となり、受信Ｓ／Ｎ自体を稼ぐことができないため、伝送速度を切替えても誤りが改善されないことがあった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するために、
ＦＤＭを用いた無線回線でデータ伝送を行う移動局間の伝送方式において、
送信データを一時蓄積する送信データ蓄積回路と、前記送信データをアンテナから送信する為の変調回路と、
ＦＤＭトーンを多重伝送するため前記変調回路に与える変調信号とする為のパターン発生回路と、
相手の受信側である移動局からの送信データを復調する復調回路と、
前記復調回路で復調されたデータより誤りを検出し、前記誤り検出結果により、伝送速度を決めて前記パターン発生回路に最適伝送速度を命令し、
また前記変調回路に送信を促がす回線制御回路より構成される移動機の間で無線通信を行い、伝送速度を最適になるように切替えてデータ伝送方式を行うものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照しながら説明する。
本発明の回路構成例を第１図に、通信手順例を第２図に、伝送速度切替方式例を第３図にそれぞれ示す。
【００１２】
まず、図１で送信側に送信データが送信データ蓄積回路１に入力された場合、送信データ蓄積回路１は送信データを一時蓄積し、また回線制御回路２に送信を促す。回線制御回路２は、本通信系にて送ることが可能な最大伝送速度（本発明例では２４００bps）にて伝送するよう変調回路３に指示を出す。
【００１３】
本発明例では、図３の上図に示すようにＦＤＭトーンは全部で１６トーン（ｆ１〜ｆ１６）とし、この場合、全トーン使用指示を出力する。
また、指示を出した時間から一定時間ｎ以内に受信側からの応答が返って来るかタイマー等を用いて監視する。受信局側より回線応答がない場合（図２の▲２▼回線応答なしに当る）、順次、図２のように次のフローに移る。
【００１４】
詳しく図２を用いて説明すると、変調回路３は、最大伝送速度にてシステム間にて予め取り決めている回線接続要求コードをＦＤＭ全トーンを使用し出力するものとする。
すなはち、図２の通信手順に書かれた▲１▼回線接続要求（２４００bps）に当るものである。
一定時間ｎ以内にシステム間にて予め取り決めている回線応答コードを復調回路４が最低伝送速度（本発明例では１５０bps）にて検出できた場合は、その次に受信される受信側にてコード検出できた伝送速度及び受信局側の回線接続要求コードに対する誤り数を受信し、その値を回線制御回路２へ出力する。
【００１５】
回線制御回路２では、現在送信した伝送速度と受信側にて検出できた伝送速度が同一かどうかを判定し、同一でない場合、伝送速度を１つ落とし（本発明例では２２５０bps）回線接続要求コードを再出力するよう指示を変調回路３に出す。この場合は図２の▲３▼回線接続要求（２２５０bps）に当る。
【００１６】
また、伝送速度が同一であった場合で受信側で誤り数がシステムにて予め取り決めている誤り数許容値ｃより大きかった場合、又は一定時間ｎ内に受信側よりの回線応答が検出できなかった場合も同様に伝送速度を１つ落とし、再出力する。
この場合は図２の▲７▼回線接続要求（１９５０bps）に当る。
【００１７】
以下、回線応答が検出できない場合、受信側伝送速度認識が誤っている場合又は回線応答が検出できても誤り数がｃより多い場合、１トーンずつトーンを減らし、伝送速度を下げ、再確認を繰り返す。
すなはち、図２の▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼の信号のように回線接続要求を伝送速度を１つづつ落としながら送信する。
回線応答が検出できかつ誤り数がｃ以下となった場合は、回線制御回路２は変調回路３に対しその時の伝送速度で送信データを送信するよう指示を出し、変調回路３は送信データ蓄積回路１より送信データを入力し、その伝送速度に対応したトーン数にて変調出力する。
この場合は図２の▲９▼データ送信（１９５０bps）に当る。
【００１８】
また変調回路３にてトーン数を減らし変調出力する場合、トーン出力位置は固定せずパターン発生回路５からの指示に応じたトーン位置を使用し、変調出力する。さらに、パターン発生回路５内に時計を持たし、日時や時間帯により変動する伝送系に応じた好適なランダムパターンを発生させ、変調回路３に出力することも可能である。
【００１９】
つぎに、受信側では、パターン発生回路５より現在日時に応じた各トーン使用数毎のパターンが出力され、復調回路４はそのパターンを入力し、同時に１トーン〜ｍトーン（本発明例の場合１〜１６トーン）使用時に対するパターンに対応した復調を実施し、その中で回線接続要求コードを検出した場合は、その伝送速度（使用トーン数）及び受信コードの誤り数を算出し、回線制御回路２へ出力する。
【００２０】
回線制御回路２は変調回路３に対し、検出した伝送速度と受信誤り数を出力すると共に最低周波数（本発明例では１５０bps）１トーンでシステム間にて予め取り決めている回線応答コード、検出した伝送速度及び受信誤り数を変調出力するよう指示を出す。変調回路３は、その指示に従い変調出力を行う。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、下記効果がある。
回線状態が悪い場合は、トーンを減らすことにより送信する１ト−ン当たりの電力効率を上げる。これは使用トーンの合計電力が、全トーン使用時の合計電力と同じになるようにするものであり、例えば、図３のトーンｆ１６が使われない場合、ｆ１６のトーンの出力を止めるため、各トーンの送信電力を１６／１５倍して使用中の１５トーンで全部使用時の時と同じ合計出力電力となるようにする。それにより受信局における受信入力レベルＳ／Ｎを確保し、通信が可能なように誤りを低減する。
【００２２】
また、使用するトーン数が少ない場合、例えばｆ１のみ使用する場合、トーンの出力パターンをランダムパターンとして配置すれば全てのトーンに対する妨害等が少なくなり、つまり周波数ホッピングを実施しているのと同一状態となる為、帯域内の選択性フェージングにおいて固定周波数にてフェージング影響が大きい場合に誤りが減少し、また耐傍受性、妨害性等の保全性にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における回路構成例である。
【図２】本発明における通信手順の例を示す図である。
【図３】本発明における伝送速度切替方式を示すトーンの配置例である。
【図４】従来の伝送速度切替方式でのデータ伝送割付け例である。
【符号の説明】
１送信データ蓄積回路
２回線制御回路
３変調回路
４復調回路
５パターン発生回路
６、７、８、９アンテナ
１０送信側移動機
１１受信側移動機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a communication method for reducing data errors by automatically selecting an efficient transmission rate in accordance with the state of a wireless line when performing data transmission between two mobile stations using an FDM tone on the wireless line. It is about.
[0002]
[Prior art]
In the conventional transmission rate switching method using FDM tones in a wireless line, transmission rate switching is performed manually, and transmission rate switching is performed by an in-band diversity method as shown in FIG.
[0003]
The in-band diversity method will be described below with reference to FIG.
In the following description, it is assumed that the maximum transmission rate determined by a conventional wireless line is 2400 bps, the number of used tones is 16 (f1 to f16), and each tone is modulated at 150 bps.
[0004]
In the case of a transmission speed of 2400 bps, 16 bits are allocated to 16 FDM tones (f1 to f16) on the transmission side for transmission, and all are demodulated on the reception side.
[0005]
When the transmission speed is 1200 bps, the transmitting side divides 8 tones (f1 to f8) out of 16 tones into two sections (tones 1 to 8 and tones 9 to 16), and assigns the same 8-bit data. Send.
On the receiving side, the tone having the better S / N is left as demodulated data for each tone. For example, if the group of tones 1 to 8 is D1 to 8, and the group of tones 9 to 16 is D1 to 8, the S / N of the f1 of D1 and the f9 of D1 of other sections is compared and the better one is stored. .
[0006]
When the transmission speed is 600 bps, the transmission side divides 4 tones out of 16 tones into 4 sections (tones 1 to 4, tones 5 to 8, tones 9 to 12, and tones 13 to 16). The same tone is assigned to the receiving side, and the tone having the best S / N for each tone (eg, comparison of f1, f5, f9, and f13 in the case of D1) is left as demodulated data.
[0007]
In the case of a transmission rate of 300 bps, the transmission side divides the tone into two sections of 16 tones (tone 1-2, tone 3-4, tone 5-6, tone 7-8, tone 9-10, Tone 11 to 12, tone 13 to 14, tone 15 to 16), the same data of 2-bit data is assigned, and the receiving side has the best S / N tone for each tone (example: f1, f3 for D1) , F5, f7, f9, f11, f13, and f15) are left as demodulated data.
[0008]
In the case of a transmission rate of 150 bps, the transmission side uses all of the same data among the 16 tones, and the reception side uses a method of leaving the tone with the best S / N as demodulated data.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method has the following problems.
Since the transmission speed is manual switching, efficient communication according to the line state cannot be performed unless a human is constantly monitoring S / N or the like.
In addition, it takes time to select the transmission rate, and the line cannot be used efficiently.
In addition, when the line condition is poor, even if the transmission speed is switched, the power efficiency is always a fraction of the number of tones, and the received S / N itself cannot be earned. Therefore, even if the transmission speed is switched, the error may not be improved. It was.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the problems of the above conventional example,
In a transmission method between mobile stations that perform data transmission on a wireless line using FDM,
A transmission data storage circuit for temporarily storing transmission data; a modulation circuit for transmitting the transmission data from an antenna;
A pattern generation circuit for providing a modulation signal to be supplied to the modulation circuit for multiplex transmission of FDM tones;
A demodulation circuit that demodulates transmission data from the mobile station that is the receiving side of the partner;
An error is detected from the data demodulated by the demodulating circuit, the transmission speed is determined by the error detection result, and an optimum transmission speed is commanded to the pattern generation circuit,
In addition, wireless communication is performed between mobile units configured by a line control circuit that prompts transmission to the modulation circuit, and a data transmission method is performed by switching the transmission speed to be optimum.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
A circuit configuration example of the present invention is shown in FIG. 1, a communication procedure example is shown in FIG. 2, and a transmission rate switching method example is shown in FIG.
[0012]
First, when transmission data is input to the transmission data storage circuit 1 on the transmission side in FIG. 1, the transmission data storage circuit 1 temporarily stores transmission data and prompts the line control circuit 2 to transmit. The line control circuit 2 instructs the modulation circuit 3 to transmit at the maximum transmission rate (2400 bps in the present invention example) that can be sent in this communication system.
[0013]
In the example of the present invention, as shown in the upper diagram of FIG. 3, the total number of FDM tones is 16 tones (f1 to f16). In this case, an instruction to use all tones is output.
Further, it is monitored using a timer or the like whether a response from the receiving side is returned within a predetermined time n from the time when the instruction is issued. If there is no line response from the receiving station side (corresponding to (2) no line response in FIG. 2), the process proceeds to the next flow as shown in FIG.
[0014]
Referring to FIG. 2 in detail, it is assumed that the modulation circuit 3 outputs a line connection request code determined in advance between systems at the maximum transmission rate using all FDM tones.
That is, it corresponds to the line connection request (2400 bps) written in the communication procedure of FIG.
If the demodulating circuit 4 can detect the line response code determined in advance between the systems within a predetermined time n at the minimum transmission speed (150 bps in the embodiment of the present invention), the code is received at the next receiving side. The detected transmission rate and the number of errors for the line connection request code on the receiving station side are received, and the values are output to the line control circuit 2.
[0015]
The line control circuit 2 determines whether or not the transmission rate currently transmitted and the transmission rate detected at the receiving side are the same. If not, the transmission rate is reduced by one (2250 bps in the present invention example). Is output to the modulation circuit 3 to output again. In this case, it corresponds to the line connection request (2250 bps) in FIG.
[0016]
In addition, when the transmission rate is the same and the number of errors on the receiving side is larger than the allowable number of errors c determined in advance by the system, or the line response from the receiving side cannot be detected within a certain time n. In the same way, the transmission speed is reduced by one and output again.
In this case, it corresponds to the line connection request (1950 bps) in FIG.
[0017]
Hereinafter, when the line response cannot be detected, when the receiving side transmission rate recognition is incorrect, or when the line response is detected but the number of errors is greater than c, the tone is reduced by one tone, the transmission rate is lowered, and reconfirmation is performed. repeat.
That is, a line connection request is transmitted while decreasing the transmission rate one by one as in the signals (1), (3), (5), and (7) in FIG.
When the line response can be detected and the number of errors becomes c or less, the line control circuit 2 instructs the modulation circuit 3 to transmit the transmission data at the transmission speed at that time, and the modulation circuit 3 Transmission data is input from 1, and modulated and output with the number of tones corresponding to the transmission speed.
This case corresponds to (9) data transmission (1950 bps) in FIG.
[0018]
Further, when the modulation circuit 3 reduces the number of tones and performs modulation output, the tone output position is not fixed but the tone position according to the instruction from the pattern generation circuit 5 is used for modulation output. Furthermore, it is also possible to have a clock in the pattern generation circuit 5, generate a suitable random pattern according to the transmission system that varies depending on the date and time, and output it to the modulation circuit 3.
[0019]
Next, on the receiving side, a pattern for each number of used tones according to the current date and time is output from the pattern generating circuit 5, and the demodulating circuit 4 inputs the pattern and simultaneously 1 to m tones (in the case of the present invention). (1 to 16 tones) Demodulation corresponding to the pattern for use is performed, and when a line connection request code is detected, the transmission speed (number of used tones) and the number of received code errors are calculated, and line control is performed. Output to circuit 2.
[0020]
The line control circuit 2 outputs the detected transmission speed and the number of reception errors to the modulation circuit 3, and at the same time, the line response code determined in advance between the systems at the lowest frequency (150 bps in the present invention) and the detected transmission. An instruction is issued to modulate the speed and the number of reception errors. The modulation circuit 3 performs modulation output according to the instruction.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
When the line condition is poor, the power efficiency per tone to be transmitted is increased by reducing the number of tones. This is to make the total power of the used tones the same as the total power when all the tones are used. For example, when the tone f16 in FIG. The tone transmission power is multiplied by 16/15 so that the total output power is the same as when all the 15 tones are in use. Thereby, the reception input level S / N at the receiving station is secured, and errors are reduced so that communication is possible.
[0022]
In addition, when the number of tones used is small, for example, when only f1 is used, if the tone output pattern is arranged as a random pattern, interference to all the tones is reduced, that is, the same state as when frequency hopping is performed. Therefore, in the selective fading within the band, when the fading influence is large at a fixed frequency, the error is reduced, and it is also advantageous for maintainability such as interception resistance and interference.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration example according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a communication procedure in the present invention.
FIG. 3 is a tone arrangement example showing a transmission rate switching method in the present invention.
FIG. 4 is an example of data transmission allocation in a conventional transmission rate switching method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission data storage circuit 2 Line control circuit 3 Modulation circuit 4 Demodulation circuit 5 Pattern generation circuit 6, 7, 8, 9 Antenna 10 Transmission side mobile device 11 Reception side mobile device

Claims

回線接続要求信号をＦＤＭで多重化したトーンを使用して送信する伝送システムであって、A transmission system for transmitting a line connection request signal using a tone multiplexed by FDM,
送信側装置は、多重化可能な全トーンを使用して前記回線接続要求信号を送信し、The transmission side device transmits the line connection request signal using all tones that can be multiplexed,
受信側装置は、送信された回線接続要求信号の誤りを検出して誤り数を返信し、The receiving side device detects an error in the transmitted line connection request signal and returns the number of errors,
前記送信側装置は、返信された誤り数が所定値を超えるとき、使用するトーン数を減らすと共に、使用するトーンの合計電力を、全トーンを使用したときの合計電力と同じにして前記回線接続要求信号を再送する、When the number of returned errors exceeds a predetermined value, the transmission side device reduces the number of tones to be used, and makes the total power of the tones used the same as the total power when all the tones are used. Resend the request signal,
ことを特徴とするデータ伝送方式。A data transmission system characterized by this.

前記送信側装置は、使用するトーン数を減らすとき、トーンの出力パターンをランダムパターンとすることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方式。2. The data transmission system according to claim 1, wherein the transmission side apparatus sets a tone output pattern as a random pattern when reducing the number of tones to be used.