JP5336994B2 - 通信方法及び通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＴＤＭＡ方式で通信する親局又は子局として機能する通信装置の通信方法及び通信装置に関する。

従来、伝送路で歪んだ通信信号の同期検波を行う方法として、特許文献１に記載されている技術が知られている。これは、同文献の第一図に示されるように、データ信号の先頭から一定間隔で挿入された既知のパイロットシンボルを基準としてデータ信号の振幅及び位相の等化を行うものである。

また、特許文献２には、伝送路の変動に応じてパイロットシンボルの挿入間隔を変更することで、冗長なパイロットシンボルを排除し、伝送効率を向上させる技術が開示されている。

特開平１−１９６９２４号公報 特開２００４−１６５８３０号公報

上記従来技術は、対向局間で通信を行う場合には、有効な技術である。しかしながら、複数局が一定周期毎にＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式でデータの送受信を行う通信システムでは、以下のような問題が生じる。

複数局をフィードバック制御により一定の制御周期毎に同期制御する通信システムでは、ＴＤＭＡフレーム長を制御周期と等しく設定し、ＴＤＭＡフレーム毎に全局がデータの送受信を行うことが一般的である。例えば、モータ等、機械的駆動部品のフィードバック制御を行うシステムでは、動作時定数特性から制御周期は数msec程度に設定される。

一方、各局を有線伝送路で接続する場合、その伝送路の変動は非常に穏やかなもの（数100msec〜数10sec超）となる。このため、伝送路の変動時間がＴＤＭＡフレーム長よりも長くなる場合が多い。このような場合、各局のパイロットシンボルの送信間隔は、伝送路の変動時間に基づいて設定することが望ましい。

しかしながら、上記従来技術では、例え特許文献２に記載の技術を用いたとしても各局はデータ信号の先頭にパイロットシンボルを挿入するため、ＴＤＭＡフレーム周期で全局がパイロットシンボルを送信することとなる。従って、本来必要でない冗長なパイロットシンボルが各局から送信されてしまう。

即ち、伝送路の変動時間がＴＤＭＡフレーム長よりも長い環境下でＴＤＭＡ通信を行う場合、パイロットシンボルの送信間隔をＴＤＭＡフレーム長以上とすることができないため、伝送効率が低いという課題があった。

また、局数が増えれば増える程、実質的なデータ伝送に寄与しないパイロットシンボルが送信されるため、システム全体でのデータ伝送帯域が低下してしまう。その結果、上記フィードバック制御システムにおいて、局毎に一定量のデータ伝送帯域が必要となる場合には、制御可能な局数が少数に制限されてしまっていた。

もちろん、通信部の動作クロック周波数を上げることで伝送帯域を増加させて対応することも可能ではあるが、その場合には消費電力やコストが増加するという別の課題が発生する。

本発明は、冗長なパイロットシンボルを排除した伝送効率の高いＴＤＭＡ方式の通信を可能とすることを目的とする。

本発明は、ＴＤＭＡ方式で通信する親局又は子局として機能する通信装置の通信方法であって、
割当手段が、ＴＤＭＡフレーム内のパイロットシンボル伝送用スロットを親局及び子局で共用し、該パイロットシンボル伝送用スロットにパイロットシンボルを送信する親局又は子局を割り当てる割当工程と、
前記割り当てられた親局又は子局の送信手段が、前記パイロットシンボル伝送用スロットにより前記パイロットシンボルを送信する送信工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、冗長なパイロットシンボルを排除した伝送効率の高いＴＤＭＡ方式の通信が可能となる。これにより、フィードバック制御システムにおいて通信部のクロック周波数を上げることなく、制御可能な局数を増やすことができる。

第１の実施形態における親局の内部機能を示すブロック図。 （Ａ）は第１の実施形態におけるＴＤＭＡフレームの構成例を示す図、（Ｂ）は変形例におけるＴＤＭＡフレームの構成例を示す図、（Ｃ）は第３の実施形態におけるＴＤＭＡフレームの構成を示す図。 （Ａ）は第１の実施形態におけるタイムスロット割当部のタイムスロット割り当て例を示す図、（Ｂ）は第２の実施形態におけるタイムスロット割当部のタイムスロットの割り当て例を示す図。 伝送路特性記憶部の記憶内容を示す図。 第１の実施形態における子局の内部機能を示すブロック図。 図５に示すクロック同期部の内部構成を示す図。 第２の実施形態における子局の内部機能を示すブロック図。 第２の実施形態におけるデータフレーム生成部の生成するデータフレームの例を示す図。 第２の実施形態における親局の内部機能を示すブロック図。 第２の実施形態における親局の伝送路変動情報抽出部及びタイムスロット割当部の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態における子局の伝送路変動情報生成部及びデータフレーム生成部の動作を示すフローチャート。 第３の実施形態における親局の伝送路変動情報抽出部及びタイムスロット割当部の動作を示すフローチャート。 、第３の実施形態におけるタイムスロットの割当例を示す図。 第１乃至第３の実施形態についての接続環境を示すブロック図。

以下、図面を参照しながら発明を実施するための形態について詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１４は、第１乃至第３の実施形態についての接続環境を示すブロック図である。親局１７０１と複数の子局１７０２〜１７０６とが伝送路１７０７により接続される。各局は送信データをＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で変調し、ＴＤＭＡ方式で通信する。実施形態では、子局を５台としているが、本発明はこれだけに限るものではなく、任意の台数において適用可能である。

図１は、第１の実施形態における親局の内部機能を示すブロック図である。図１に示すＴＤＭＡフレームタイミング生成部１０１はＴＤＭＡフレームの開始タイミングをタイムスロット割当部１０２、タイムスロットカウンタ１０３に通知する。タイムスロット割当部１０２は、１ＴＤＭＡフレーム内のタイムスロットを各局に割り当て、タイムスロット割り当て情報をタイムスロット管理部１０４と送信データバッファ１０５に出力する。

図２に示す（Ａ）は、第１の実施形態におけるＴＤＭＡフレームの構成例を示す図である。ＴＤＭＡフレーム内のタイムスロットは、Ｌ個のプリアンブルシンボル伝送用スロットとＭ個のデータシンボル伝送用スロット、Ｎ個のパイロットシンボル伝送用スロットに分類される。各タイムスロットの時間長はＯＦＤＭシンボル長と等しい。尚、以下の実施形態では、Ｌ＝１、Ｍ＝６、Ｎ＝２とした場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではなく、Ｌ、Ｍ、Ｎの値は任意に決定して良い。

プリアンブルシンボル伝送用スロット２０２は、親局１７０１がプリアンブルシンボルを送信するスロットである。一方、子局１７０２〜１７０６では、親局１７０１から送信されるプリアンブルシンボルによりＴＤＭＡフレームの境界を検出する他、親局１７０１とのクロック同期をとる。タイムスロット割当部１０２は、プリアンブルシンボル伝送用スロット２０２を親局１７０１に、データシンボル伝送用スロット２０３〜２０８を各局に固定的に割り当てる。そして、タイムスロット割当部１０２はパイロットシンボル伝送用スロット２０９、２１０を各局に予め定められたパターンで割り当てる。即ち、タイムスロット割当部１０２は、パイロットシンボル伝送用スロットを各局が共用できるようにタイムスロット割当を行う。

図３に示す（Ａ）は、第１の実施形態におけるタイムスロット割当部のタイムスロット割り当て例を示す図である。タイムスロット割当部１０２は、各局が３ＴＤＭＡフレーム毎にパイロットシンボルを伝送できるようにパイロットシンボル伝送用スロット２０９、２１０を各局に割り当てる。タイムスロット割当部１０２は、例えばＲＯＭで構成される。この場合、ＲＯＭ内に３ＴＤＭＡフレーム分のタイムスロット割り当て情報を格納し、ＴＤＭＡフレーム毎に読み出すタイムスロット割り当て情報を変更することで、タイムスロット割当部１０２を容易に実現可能である。

次に、タイムスロットカウンタ１０３は、ＴＤＭＡフレームの開始毎にリセットされ、１タイムスロット経過毎にカウント値が＋１されるカウンタである。タイムスロット管理部１０４は、タイムスロット割当情報とタイムスロットカウント値とに基づいて動作し、現在のスロット種別と送信局とを切替部１０７、書込制御部１２２、読出制御部１２３に出力する。

データフレーム生成部１０５は、タイムスロット割当情報及び子局１７０２〜１７０６宛ての送信データからなるデータフレームを生成し、シンボルマッパ１０６に出力する。例えば、１ＯＦＤＭシンボルで伝送可能なデータ量を３２Ｂｙｔｅ、タイムスロット割当情報を２Ｂｙｔｅとする。この場合、データフレーム生成部１０５は、タイムスロット割当情報２Ｂｙｔｅと子局１７０２〜１７０６宛ての送信データ３０Ｂｙｔｅとをシンボルマッパ１０６に出力する。尚、送信データについては、その宛先を示すヘッダを付加するようにしても良い。

シンボルマッパ１０６は、送信データを複素平面上にマッピングし、切替部１０７に出力する。例えば、シンボルマッパ１０６は、６４ＱＡＭ等で送信データをマッピングする。切替部１０７は、タイムスロット管理部１０４の制御に基づき、プリアンブルデータ１０８、パイロットデータ１０９、マッピングされた送信データの内一つを逆フーリエ変換部１１０に出力する。例えば、スロット種別がパイロットシンボル伝送用スロットで、かつ送信局が自局である場合に、パイロットデータ１０９を逆フーリエ変換部１１０に出力する。ここで、プリアンブルデータ１０８、パイロットデータ１０９は、親局１７０１、子局１７０２〜１７０６間で予め定められた既知のデータである。

逆フーリエ変換部１１０は、周波数軸上にあった入力データを逆フーリエ変換処理し、時間軸上の有効シンボルに変換する。ガードインターバル付加部１１１は、有効シンボルにガードインターバルを付加してＯＦＤＭシンボルを生成し、直交変調部１１２に出力する。直交変調部１１２は、複素信号であるＯＦＤＭシンボルを直交変調処理することで実信号のＯＦＤＭシンボルを生成し、送信部１１３に出力する。送信部１１３は、ＯＦＤＭシンボルをＤ／Ａ変換処理し、子局１７０２〜１７０６に向けて送信する。

これら各部の動作により、図３に示す（Ａ）のタイムスロットでプリアンブルシンボル、パイロットシンボル、データシンボルが親局１７０１から送信される。

一方、受信部１１４は、子局１７０２〜１７０６から送信されたパイロットシンボル、データシンボルを受信し、Ａ／Ｄ変換処理する。このＡ／Ｄ変換処理された受信信号は、直交復調部１１５で直交復調処理され、ガードインターバル除去部１１６に出力される。ガードインターバル除去部１１６は、受信信号からガードインターバルを除去し、有効シンボルをフーリエ変換部１１７に出力する。フーリエ変換部１１７は、有効シンボルをフーリエ変換処理し、パイロット分離部１１８に出力する。

パイロット分離部１１８は、タイムスロット管理部１０４の制御に基づいて動作する。パイロット分離部１１８は、スロット種別がパイロットシンボル伝送用スロットの場合、フーリエ変換部１１７の出力を伝送路特性推定部１２０に出力する。また、スロット種別がデータシンボル伝送用スロットの場合、フーリエ変換部１１７の出力を等化補正部１２４に出力する。即ち、フーリエ変換処理された受信パイロットシンボルは伝送路特性推定部１２０に出力され、フーリエ変換処理された受信データシンボルは等化補正部１２４に出力される。

伝送路特性推定部１２０は、パイロット分離部１１８の出力をパイロットデータ１１９で複素除算し、伝送路特性を推定する。ここで、パイロットデータ１１９は、送信動作におけるパイロットデータ１０９と同一の既知データである。伝送路特性記憶部１２１は、書込制御部１２２の制御に基づいて、各子局毎に推定した伝送路特性データを記憶する。また、伝送路特性記憶部１２１は、読出制御部１２３の制御に基づいて、記憶した伝送路特性データを等化補正部１２４に出力する。図４は、伝送路特性記憶部の記憶内容を示す図である。親局１７０１の伝送路特性記憶部１２１には、各子局１７０２〜１７０６と親局１７０１との間の伝送路特性データが記憶される。

書込制御部１２２は、タイムスロット管理部１０４の制御に基づいて動作し、スロット種別がパイロットシンボル伝送用スロットである場合、送信局毎に、伝送路特性記憶１２１に伝送路特性データが書き込まれるよう制御する。例えば、ＴＤＭＡフレーム番号１のパイロットシンボル伝送用スロット２１０を受信する場合、書込制御部１２２は伝送路特性記憶部１２１のアドレス０に伝送路特性データが書き込まれるよう制御する。

読出制御部１２３は、タイムスロット管理部１０４の制御に基づいて動作し、スロット種別がデータシンボル伝送用スロットである場合、送信局に応じた伝送路特性データが伝送路記憶部１２１から出力されるよう制御する。例えば、子局１７０２の送信するデータシンボル伝送用スロット２０４を受信する場合には、アドレス０の伝送路特性データが伝送路特性記憶部１２１から読み出されるよう伝送路特性記憶部１２１を制御する。

等化補正部１２４は、パイロット分離部１１８の出力を、伝送路特性記憶部１２１から出力される伝送路特性データにより複素除算し、受信信号の等化補正処理を行う。シンボルデマッパ１２６は、例えば６４ＱＡＭ等のデマッピング処理を行い、受信データを復調する。

図５は、第１の実施形態における子局の内部機能を示すブロック図である。図１に示す親局１７０１と同一の動作を行う機能のブロックには同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図５に示す割当情報抽出部５０１は、受信データの中から親局１７０１の送信するタイムスロット割当情報を抽出し、タイムスロット管理部１０４にタイムスロット割当情報を出力する。

プリアンブル検出部５０２は、直交復調部１１５の出力からプリアンブルシンボルを検出し、ＴＤＭＡフレームの開始タイミングパルスをタイムスロットカウンタ１０３とクロック同期部５０３に出力する。プリアンブルシンボルの検出には、プリアンブルシンボルが既知波形であることを利用した相互相関演算を用いる。また、プリアンブルシンボル伝送用スロット数Ｌを２個以上とし、自己相関演算により、プリアンブルシンボルを検出するようにしても良い。

クロック同期部５０３は、親局１７０１と同期したクロック信号を各部に出力する。図６は、図５に示すクロック同期部の内部構成を示す図である。クロック同期部５０３は、受信間隔カウンタ６０１、カウント保持部６０２、誤差電圧生成部６０３、ＬＰＦ（Low Pass Filter）６０４、電圧制御発振器６０５から構成される。

受信間隔カウンタ６０１は、プリアンブル検出部５０２と接続されており、ＴＤＭＡフレームの開始タイミングパルスが入力される。受信間隔カウンタ６０１は、電圧制御発振器６０５の生成するクロック信号でＴＤＭＡフレーム期間カウントアップし、タイミングパルスの入力毎にカウント値がリセットされるカウンタである。

カウント保持部６０２は、ＴＤＭＡフレームの開始タイミングパルス毎に受信間隔カウンタ６０１の出力するカウント値を保持し、誤差検出回路６０３に出力する。誤差電圧生成部６０３は、カウント保持部６０２の出力するカウント値と所定値を比較し、比較結果に応じた誤差電圧をＬＰＦ６０４に出力する。

ここで、所定値とは、親局１７０１と同期したクロック信号でＴＤＭＡフレームの開始タイミングパルスをカウントした場合の値である。即ち、カウント値が所定値より小さい場合、電圧制御発振器６０５の出力するクロック信号の周波数は、親局１７０１のクロック周波数と比べて低いことを意味する。一方、カウント値が所定値より大きい場合、電圧制御発振器６０５の出力するクロック信号の周波数は、親局１７０１のクロック周波数と比べて高いことを意味する。

従って、誤差電圧生成部６０３は、カウント値が所定値より小さい場合、電圧制御発振器６０５の生成するクロックの周波数が高くなるよう誤差電圧を生成する。また、カウント値が所定値より大きい場合、電圧制御発振器６０５のクロック周波数が低くなるよう誤差電圧を生成する。

ＬＰＦ６０４は、誤差電圧生成部６０３の出力する誤差電圧の高周波成分を除去し、電圧制御発振器６０５に出力する。電圧制御発振器６０５は、ＬＰＦ６０４の出力に応じて、出力するクロック信号の周波数が変化する発振器である。

これら各部の動作の結果、クロック同期部５０３において、親局１７０１と同期したクロック信号を生成することができる。尚、クロックの同期方法については、上述の方法に限るものではなく、例えば、所定の周波数帯でクロック同期用信号を送受信することで、クロックの同期をとるようにしても良い。

以上、親局１７０１、子局１７０２〜１７０６の送信動作により、図３に示す（Ａ）のタイムスロット割り当てでプリアンブルシンボル、パイロットシンボル、データシンボルが送信される。一方、受信動作では、各局毎の伝送路特性データが記憶されるとともに、送信局に応じた伝送路特性データを用いた等化処理が行われる。この結果、各局のパイロットシンボルの送信間隔を３ＴＤＭＡフレームとした通信が可能となり、伝送効率の高いＴＤＭＡ通信を実現できる。

第１の実施形態では、パイロットシンボル伝送用スロット数Ｎを２として説明したが、本発明はこれだけに限定されるものではない。例えば、伝送路の変動が穏やかな環境では、Ｎを１とすることで、各局のパイロットシンボル送信間隔を６ＴＤＭＡフレームとし、より効率的なＴＤＭＡ通信を行うことが可能である。

第１の実施形態では、ＴＤＭＡフレーム内をプリアンブルシンボル伝送用スロット、データシンボル伝送用スロット、パイロットシンボル伝送用スロットの順に配置したが、本発明はこれだけに限定されるものではない。例えば、図２に示す（Ｂ）のようにプリアンブルシンボル伝送用スロット、パイロットシンボル伝送用スロット、データシンボル伝送用スロットの順に配置しても良い。

第１の実施形態では、親局１７０１が全局にデータシンボル伝送用スロットを割り当てる例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、親局１７０１は、自局と子局１７０２〜１７０４にのみデータシンボル伝送用スロットを割り当てるようにしても良い。また、この場合、親局１７０１はパイロットシンボル伝送用スロットを自局と子局１７０２〜１７０４にのみ割り当てるようにしても良い。

このように、第１の実施形態では、親局１７０１はパイロットシンボル伝送用スロットを各局に所定パターンで割り当てるタイムスロット割当部１０２を備える。親局１７０１と子局１７０２〜１７０６には、伝送路特性データを記憶する伝送路特性記憶部１２１を備える。パイロットシンボル受信時に、送信局毎に伝送路特性記憶部１２１に伝送路特性データを書き込む書込制御部１２２と、データシンボル受信時に、送信元に応じて伝送路特性記憶部１２１から伝送路特性データを読み込む読込制御部１２３を備える。

上述した構成により、各局のパイロットシンボルの送信間隔をＴＤＭＡフレーム長以上とした通信が可能となる。この結果、伝送路の変動が穏やかな環境において、冗長なパイロットシンボルを排除した伝送効率の高いＴＤＭＡ通信が可能となる。

＜第２の実施形態＞
次に、図面を参照しながら本発明に係る第２の実施形態を詳細に説明する。第２の実施形態では、親局１７０１と子局１７０２〜１７０６に伝送路変動検出部を設ける。そして、親局１７０１は、伝送路変動の生じた局にパイロットシンボル伝送用スロットを割り当てる。ここでは、説明の便宜上、まず第２の実施形態における子局１７０２〜１７０６の構成及び動作について説明する。

図７は、第２の実施形態における子局の内部機能を示すブロック図である。ここでは、子局１７０２〜１７０６の内部機能に関して第１の実施形態の構成と異なるブロックのみ説明する。他のブロックは、第１の実施形態の構成での説明と同様である。

エラー訂正符号化部８０１は、送信データに対してエラー訂正符号化処理を施す。このエラー訂正符号としては、例えばリードソロモン符号等が用いられる。エラー訂正復号化部８０２は、受信データに対して、エラー発生の有無を検出し、訂正可能なエラーを訂正する。ここで、第２の実施形態におけるエラー訂正復号化部８０２は、エラー発生を検出した場合、伝送路変動情報生成部８０３に、エラー発生通知を行う。

伝送路変動情報生成部８０３は、タイムスロット管理部１０４、エラー訂正復号化部８０２の出力に基づいて伝送路変動情報を生成する。伝送路変動情報生成部８０３は、エラー訂正復号化部８０２からエラー発生通知を受けた場合、当該データシンボルの送信局に伝送路変動が生じたものと判断する。そして、伝送路変動の生じた局とエラービット数とを親局１７０１に通知する伝送路変動情報を生成し、データフレーム生成部８０４に出力する。一方、エラー訂正復号化部８０２からエラー発生通知がない場合にはヌルデータを出力する。

データフレーム生成部８０４は、他局への送信データと親局に送信する伝送路変動情報等からなるデータフレームを生成し、エラー訂正符号化部８０１に出力する。図８は、第２の実施形態におけるデータフレーム生成部の生成するデータフレームの例を示す図である。データフレームは、例えば伝送路変動情報挿入フラグ９０１、伝送路変動情報９０２、宛先ヘッダ９０３、送信データ９０４で構成される。

伝送路変動情報挿入フラグ９０１は、伝送路変動情報９０２が有効か無効かを示す１Ｂｉｔのフラグである。伝送路変動情報９０２には、伝送路変動情報生成部８０３で生成された伝送路変動情報が挿入される。宛先ヘッダ９０３は、例えば１Ｂｙｔｅのデータであり、送信データ９０４の宛先が記載される。１ＯＦＤＭシンボルで伝送可能なデータ量を３２Ｂｙｔｅとした場合、送信データ１００４は、３２Ｂｙｔｅ−１Ｂｉｔ−１Ｂｙｔｅ分のデータとなる。

データフレーム生成部８０４は、伝送路変動情報生成部８０３から伝送路変動情報が入力された場合、伝送路変動情報挿入フラグ９０１を有効としたデータフレームを生成する。一方、伝送路変動情報生成部８０３からヌルデータが入力された場合、伝送路変動情報挿入フラグ９０１を無効としたデータフレームを生成する。

図９は、第２の実施形態における親局の内部機能を示すブロック図である。尚、親局１７０１の内部機能に関して、第１の実施形態の構成と異なる機能のブロックのみ説明を行う。また、他のブロックは、第１の実施形態の構成での説明と同様である。

また、図９において、エラー訂正符号化部１００１及びエラー訂正復号化部１００２は、子局１７０２〜１７０６のエラー訂正符号化部８０１及びエラー訂正復号化部８０２と同様に動作する。

伝送路変動情報抽出部１００３は、受信データ内の伝送路変動情報挿入フラグを識別し、同フラグが有効の場合、伝送路変動情報を抽出し、伝送路変動の生じた局をタイムスロット割り当て部１００４に通知する。タイムスロット割り当て部１００４は、エラー訂正復号化部１００２、伝送路変動情報抽出部１００３の出力に基づき、次ＴＤＭＡフレームのパイロットシンボル伝送用スロットを伝送路変動の生じた局に割り当てる。

以下、図１０、図１１を用いて、各局の動作について詳細に説明する。図１０は、第２の実施形態における親局の伝送路変動情報抽出部及びタイムスロット割当部の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１１０１において、タイムスロット割当部１００４は、復調したデータにエラーが発生した場合、伝送路変動が生じたものと判断し、ステップＳ１１０２へ進む。復調したデータにエラーが発生していない場合、ステップＳ１１０３へ進む。

ステップＳ１１０２において、タイムスロット割当部１００４は、受信エラーが発生したデータシンボルの送信局に次ＴＤＭＡフレームのパイロットシンボル伝送用スロットを割り当てる。ステップＳ１１０３において、伝送路変動情報抽出部１００３は、子局１７０２〜１７０６からの受信データのうち、伝送路変動情報フラグ９０１を識別し、伝送路変動情報が送信されているか確認する。その結果、伝送路変動情報が含まれている場合にはパイロットシンボルの送信を要求されている局をタイムスロット割当部１００４に通知し、ステップＳ１１０４へ進む。

ステップＳ１１０４において、タイムスロット割当部１００４は、パイロットシンボルの送信を要求されている局に対して次ＴＤＭＡフレームのパイロットシンボル伝送用スロットを割り当てる。尚、パイロットシンボルの送信を要求されている局数が、パイロットシンボル伝送用スロット数を上回る場合、伝送路変動情報内のエラー数が多い局から順にパイロットシンボル伝送用スロットを割り当てる。

次に、図１１は、第２の実施形態における子局の伝送路変動情報生成部及びデータフレーム生成部の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１２０１において、伝送路変動情報生成部８０３は、復調したデータにエラーが検出された場合、伝送路変動が生じたものと判断し、ステップＳ１２０２へ進む。一方、データにエラーが検出されない場合、ステップＳ１２０４へ進む。

ステップＳ１２０２において、伝送路変動情報生成部８０３は、エラーが発生したデータシンボルの送信局とエラービット数からなる伝送路変動情報９０２を生成し、ステップＳ１２０３へ進む。ステップＳ１２０３において、データフレーム生成部８０４は、伝送路変動情報挿入フラグ９０１を有効とし、伝送路変動情報９０２を挿入したデータフレームを生成する。一方、ステップＳ１２０４では、データフレーム生成部８０４は、伝送路変動情報挿入フラグ９０１を無効とし、伝送路変動情報９０２としてヌルデータを挿入したデータフレームを生成する。

第２の実施形態におけるタイムスロットの割り当て例を、図３に示す（Ｂ）を用いて、各局の動作例を説明する。尚、ここでは、ＴＤＭＡフレーム番号１で親局１７０１の伝送路変動を子局１７０３が検出するものとする。

ＴＤＭＡフレーム番号１のデータシンボル伝送用スロット２０３で、子局１７０３は、親局１７０１からの受信データにエラーを検出し、伝送路変動情報を生成する。この場合、生成される伝送路変動情報９０２には、データシンボルの送信元である親局１７０１とエラービット数が記載される。子局１７０３は、この伝送路変動情報９０２を含むデータシンボルをデータシンボル伝送用スロット２０５で送信する。尚、受信データ内のエラー検出から伝送路変動情報生成までに要する処理時間に応じて、変動情報を含むデータシンボルをＴＤＭＡフレーム番号２のデータシンボル伝送用スロット２０５で送信するようにしても良い。

一方、親局１７０１は、ＴＤＭＡフレーム番号１のデータシンボル伝送用スロット２０５で伝送路変動情報９０２を抽出する。そして、受信した伝送路変動情報９０２により、自局に伝送路変動が発生したものと判断し、次ＴＤＭＡフレームのパイロットシンボル伝送用スロットを自局に割り当てる。

各局の動作の結果、図３に示す（Ｂ）のタイムスロット割り当て例のように、伝送路変動の生じた局がパイロットシンボル伝送用スロットを割り当てられる。このため、伝送路の変動がない場合には、パイロットシンボル伝送用スロットはどの局にも割り当てられず空きとなる。この空きとなるパイロットシンボル伝送用スロットをデータシンボル伝送用スロットとして各局に割り当てることで、伝送効率を高めることが可能である。尚、空きとなるパイロットシンボル伝送用スロットは、第１の実施形態と同様に、所定パターンで各局に割り当てるようにしても良い。

以上のように、第２の実施形態では、親局１７０１、子局１７０２〜１７０６に伝送路変動を検出する構成を備え、伝送路変動の生じた局がパイロットシンボルを送信するようタイムスロットを割り当てる。その結果、第１の実施形態と比べ、冗長なパイロットシンボルの送信が少ない、より効率的なＴＤＭＡ通信が可能となる。

＜第３の実施形態＞
次に、図面を参照しながら本発明に係る第３の実施形態を詳細に説明する。伝送路の変動が激しい局が存在する場合、当該局の送信するパイロットシンボルとデータシンボルとの間に間隔が空いていると伝送路特性の推定精度が低下してしまう。第３の実施形態では、パイロットシンボル伝送用スロットとデータシンボル伝送用スロットの両方を割り当てられた局に対して当該局のパイロットシンボルがデータシンボルの直前で送信されるようスロット割当を行う。

第１及び第２の実施形態では、親局１７０１は、パイロットシンボル伝送用スロットとデータシンボル伝送用スロットを固定位置に配置していた。一方、第３の実施形態では、親局１７０１は、パイロットシンボル伝送用スロットとデータシンボル伝送用スロットを、ＴＤＭＡフレーム内で任意の位置に配置することで、タイムスロット割り当てを行う。尚、親局１７０１、子局１７０２〜１７０６の構成は、第２の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

図２に示す（Ｃ）は、第３の実施形態におけるＴＤＭＡフレームの構成を示す図である。ＴＤＭＡフレーム１４０１は、９個のタイムスロット１４０２〜１４１０で区切られている。また、タイムスロット１４０２〜１４１０は、１個のプリアンブルシンボル伝送用スロットと、６個のデータシンボル伝送用スロットと、２個のパイロットシンボル伝送用スロットに割り当てられる。ここで、タイムスロット１４０２は親局１７０１の使用するプリアンブルシンボル伝送用スロットとして固定的に割り当てられるが、その他のタイムスロットは任意に割り当てられる。

図１２は、第３の実施形態における親局の伝送路変動情報抽出部及びタイムスロット割当部の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１５０１において、タイムスロット割当部１００４は、復調したデータにエラーが発生した場合、伝送路変動が生じたものと判断し、ステップＳ１５０２へ進む。しかし、復調したデータにエラーが発生していない場合、ステップＳ１５０３へ進む。

ステップＳ１５０２において、タイムスロット割当部１００４は、受信エラーが発生したデータシンボルの送信局を、次ＴＤＭＡフレームのパイロットシンボル伝送用スロットを割り当てる局として一時記憶する。ステップＳ１５０３において、伝送路変動情報抽出部１００３は、子局１７０２〜１７０６からの受信データのうち、伝送路変動情報フラグ９０１を識別し、伝送路変動情報９０２が送信されているか確認する。ここで、伝送路変動情報９０２が含まれている場合には、パイロットシンボルの送信を要求されている局をタイムスロット割当部１００４に通知し、ステップＳ１５０４へ進む。一方、伝送路変動情報９０２が含まれていない場合には、ステップＳ１５０５へ進む。

ステップＳ１５０４において、タイムスロット割当部１００４は、パイロットシンボルの送信を要求されている局を、次ＴＤＭＡフレームのパイロットシンボル伝送用スロットを割り当てる局として一時記憶し、ステップＳ１５０５へ進む。そして、ステップＳ１５０５において、タイムスロット割当部１００４は、パイロットシンボル伝送用スロットを割り当てる局に対して当該局のパイロットシンボルがデータシンボルの直前で送信されるようスロット配置を決定する。

図１３は、第３の実施形態におけるタイムスロットの割当例を示す図である。尚、第３の実施形態では、ＴＤＭＡフレーム番号１〜３までは親局１７０１と子局１７０２との間の伝送路が変動し、ＴＤＭＡフレーム番号４〜６までは親局１７０１と子局１７０３との間の伝送が変動するものとする。この場合、子局１７０２は、ＴＤＭＡフレーム番号１〜３で、親局１７０１からの受信信号から伝送路変動を検出し、親局１７０１にパイロットシンボルの送信を要求する。一方、親局１７０１は子局１７０２からの受信信号から伝送路変動を検出する。この結果、親局１７０１は、ＴＤＭＡフレーム番号２〜４において、自局と子局１７０２がパイロットシンボル伝送用スロットを使用するようスロット割当を行う。

ここで、親局１７０１は、自局のデータシンボル伝送用スロットの直前にパイロットシンボル伝送用スロットを配置する。更に、子局１７０２のデータシンボル伝送用スロットの直前にパイロットシンボル伝送用スロットを配置する。

図１３に示す例では、ＴＤＭＡフレーム番号２〜４において、親局１７０１は、タイムスロット１４０３に自局のパイロットシンボル伝送用スロットを配置し、タイムスロット１４０４に自局のデータシンボル伝送用スロットを配置する。また、タイムスロット１４０５に子局１７０２のパイロットシンボル伝送用スロットを配置し、タイムスロット１４０６に子局１７０２のデータシンボル伝送用スロットを配置する。

また、ＴＤＭＡフレーム番号４〜６では、子局１７０３が親局１７０１からの受信信号から伝送路変動を検出し、親局１７０１にパイロットシンボルの送信を要求する。一方、親局１７０１は子局１７０３からの受信信号から伝送路変動を検出する。この結果、親局１７０１はＴＤＭＡフレーム番号５〜７において、自局と子局１７０３がパイロットシンボル伝送用スロットを使用するようスロット割当を行う。

この場合には、親局１７０１は、タイムスロット１４０３に自局のパイロットシンボル伝送用スロットを配置し、タイムスロット１４０４に自局のデータシンボル伝送用スロットを配置する。また、タイムスロット１４０６に子局１７０３のパイロットシンボル伝送用スロットを配置し、タイムスロット１４０７に子局１７０３のデータシンボル伝送用スロットを配置する。

第３の実施形態では、パイロットシンボル伝送用スロットとデータシンボル伝送用スロットの両方を割り当てられた局に対して、当該局のパイロットシンボルがデータシンボルの直前で送信されるようスロット割当を行う。この結果、伝送路の変動が激しい局が存在する環境において、当該局の伝送路特性の推定精度低下を防ぐことが可能な信頼性の高いＴＤＭＡ通信を実現できる。

［他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (7)

1. ＴＤＭＡ方式で通信する親局又は子局として機能する通信装置の通信方法であって、
   割当手段が、ＴＤＭＡフレーム内のパイロットシンボル伝送用スロットを親局及び子局で共用し、該パイロットシンボル伝送用スロットにパイロットシンボルを送信する親局又は子局を割り当てる割当工程と、
   前記割り当てられた親局又は子局の送信手段が、前記パイロットシンボル伝送用スロットにより前記パイロットシンボルを送信する送信工程と、
   を有することを特徴とする通信方法。
2. 前記割当工程では、ＴＤＭＡフレーム毎に予め定められたパターンで親局と複数の子局を割り当てることを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
3. 前記ＴＤＭＡフレームを伝送する伝送路の変動を検出する検出工程を更に有し、
   前記割当工程では、前記検出工程において前記伝送路の変動を検出した親局又は子局を割り当てることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信方法。
4. ＴＤＭＡ方式で通信する親局又は子局として機能する通信装置であって、
   前記親局として機能する通信装置が、ＴＤＭＡフレーム内のパイロットシンボル伝送用スロットを親局及び子局で共用し、該パイロットシンボル伝送用スロットにパイロットシンボルを送信する親局又は子局を割り当てる割当手段を有し、
   前記割り当てられた親局又は子局として機能する通信装置が、前記パイロットシンボル伝送用スロットにより前記パイロットシンボルを送信する送信手段を有することを特徴とする通信装置。
5. 前記割当手段は、ＴＤＭＡフレーム毎に予め定められたパターンで親局と複数の子局を割り当てる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記ＴＤＭＡフレームを伝送する伝送路の変動を検出する検出手段を更に有し、
   前記割当手段は、前記検出手段が前記伝送路の変動を検出した親局又は子局を割り当てることを特徴とする請求項４又は５に記載の通信装置。
7. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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