JPH04292031A - データ通信方式 - Google Patents

データ通信方式

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JPH04292031A
JPH04292031A JP3081591A JP8159191A JPH04292031A JP H04292031 A JPH04292031 A JP H04292031A JP 3081591 A JP3081591 A JP 3081591A JP 8159191 A JP8159191 A JP 8159191A JP H04292031 A JPH04292031 A JP H04292031A
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  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、畳み込み符号を用いて
誤り訂正を行うデータ通信方式に係り、特に小容量衛星
通信システムに好適なデータ通信方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、衛星通信システムでは、小容量通
信方式のシステムの開発がＶＳＡＴ（Ｖｅｒｙ　Ｓｍａ
ｌｌ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ）システム
等を中心として活発になって来た。これらのシステムで
は、畳み込み符号を用いた強力な誤り訂正方式が導入さ
れているが、装置小形化及び機器コスト低減の要請から
パイロット送受信方式は採用されないので、衛星系で生
ずる周波数変動に対する受信側での周波数追従は受信側
自身で捕捉／追従することが要求される。そこで、従来
の受信装置では復調器を例えば図３に示すように構成し
、同期の確立が行えるようにしている。
【０００３】図３において、２０１は周波数誤差を含ん
だ受信変調波であり、この受信変調波２０１はミキサ２
０３の一方の入力となっている。このミキサ２０３は、
他方の入力に可変周波数形の局部発振器２０２の出力が
与えられ、これに基づき周波数誤差を含んだ受信変調波
２０１を中間周波数帯の変調波２０４に変換し、復調部
２０５に出力する。
【０００４】復調部２０５は、内部に搬送波再生回路を
備え、入力された中間周波数帯の変調波２０４から搬送
波を再生し、その再生搬送波信号を用いて復調した復調
データ２０６を出力する。
【０００５】判定部２０７は、復調部２０５が出力する
復調データ２０６が正しく変調波を捕捉して復調した正
しい復調データか否か、即ち、復調器の同期が確立した
か否かを判定し、その判定結果たる同期／非同期の情報
を掃引制御部２０８に出力する。この判定部２０７は、
復調器の同期確立を復調器単独で行うことが困難である
ことから設けられているもので、通常、図４に示すよう
に構成される。これについては後述するが、これは文献
「衛星通信用符号化率可変誤り訂正装置のＬＳＩ化」（
大谷　　他：信学技報ＩＴ８７−１９）に示されている
方式に従ったものである。
【０００６】掃引制御部２０８は、判定部２０７の判定
結果出力を受けて、非同期時には局部発振器２０２の出
力たる局部発振周波数を周期的に掃引し、同期が確立す
ると掃引を停止し同期期間内それを保持する。以上の動
作によって、復調部２０５は、入力される中間周波数帯
の変調波２０４は周波数誤差が補正除去されるので、正
しく復調した復調データ２０６を出力できることになる
。
【０００７】次に、図４において、３０１は復調部２０
５が出力する復調データであり、この復調データ３０１
は誤り訂正復号器３０２と遅延回路３０５とに入力する
。即ち、復調データ３０１は、ビタービ復号器や逐次復
号器等からなる誤り訂正復号器３０２にて伝送路での誤
りが訂正されて復号され情報源である復号データ３０３
となり、さらに再符号化器３０４にて再度畳み込み符号
化され伝送路での誤りが殆ど除去された再符号化データ
３０６となる。
【０００８】一方、この復調データ３０１は、遅延回路
３０５にて誤り訂正復号器３０２の復号に要する時間だ
け遅延される。この復調遅延データ３０７は、伝送路で
の誤りを含んでいる。
【０００９】そこで、再符号化データ３０６と復調遅延
データ３０７とをＥＯＲ（排他的論理和回路）３０８に
て比較して伝送路上での誤りを推定する。そして、この
推定エラー３０９をＢＥＲ測定回路３１０にて一定時間
積分してビット・エラー・レイト（ＢＥＲ）を算出し、
そのＢＥＲ３１１を同期回路３１２にて所定のスレッシ
ョルドと比較して誤り訂正回路の同期／非同期の判定を
する。この同期／非同期の情報が掃引制御部２０８に与
えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した誤り訂正回路
の同期／非同期によって同期確立の判定を行う従来の方
式では、復調部の搬送波再生回路の擬似同期に起因する
誤り訂正回路の擬似同期という問題がある。この擬似同
期は、搬送波再生回路が擬似同期したときに再生された
復調データが間違った符号語となり、間違った伝送デー
タとして誤り訂正復号器が復号するため、恰も誤り訂正
回路の同期が確立したかのように振る舞う現象である。 以下、この擬似同期の現象を説明する。
【００１１】例えば、拘束長７、符号化率１／２の畳み
込み符号を用いる場合、タイム・スロットにおける送信
符号語（Ｃｎ　，ｐ　、Ｃｎ　，ｑ　）は、情報データ
をＤｎ　とすると、次の数式１、同２となる。なお、両
式において、＋は、排他的論理和を示している。
【００１２】
【数１】
【００１３】
【数２】
【００１４】一般に、搬送波再生に同期検波を用いる復
号器においては、受信搬送波ｆｃ　と再生搬送波ｆｒｃ
との周波数誤差Δｆがシンボル・レイトｆｓ　の整数分
の１のとき、即ち、次の数式３で示すようなときに搬送
波再生回路が擬似同期の状態となる。
【００１５】
【数３】
【００１６】この状態で再生された復調データは、（ｎ
−１）シンボル毎に極性反転を起こし位相がπシフトす
る。元来、位相変化により情報を伝達するＰＳＫ方式等
の通信方式では、位相のπシフトが周波数誤差Δｆによ
るものかどうかの判定を復調器自身で行うことはできな
い。
【００１７】さて、数式１、同２で示された送信符号語
がＱＰＳＫ方式で伝送されるとし、Δｆ＝ｆｓ　／２（
ｆｓ　はシンボルレート）のとき搬送波再生回路の擬似
同期によって生ずる復調データは、次の数式４、同５と
なる。なお、数式４、同５において、バー付きのＣはＣ
の反転を示す。
【００１８】
【数４】
【００１９】
【数５】
【００２０】数式４、同５の復調データはそれぞれ次の
数式６、同７のように表せる。
【００２１】
【数６】
【００２２】
【数７】
【００２３】ここで、次の数式８で示す表記を導入する
。
【００２４】
【数８】
【００２５】すると、数式６、同７はそれぞれ次の数式
９、同１０のように表せる。
【００２６】
【数９】
【００２７】
【数１０】
【００２８】ところで、Ｘｎ　として次の数式１１の関
係を用いる。
【００２９】
【数１１】
【００３０】また、Ｘｎ　とＸｍ　は次の数式１２の関
係にある。
【００３１】
【数１２】
【００３２】上記関係を用いれば、数式１を同９に代入
して次の数式１３を得る。
【００３３】
【数１３】
【００３４】ここで、Ｄｎ．は次の数式１４のように定
義している。
【００３５】
【数１４】
【００３６】同様にして数式２を同１０に代入して次の
数式１５を得る。
【００３７】
【数１５】
【００３８】数式１３と同１５から、Ｚｎ　，ｐ　、Ｚ
ｎ　，ｑ　はそれぞれＤｎ．を情報データとする符号語
となっている。従って、このとき誤り訂正回路が同期し
たと判断し、その結果擬似同期が生ずる。
【００３９】また、ＢＰＳＫの場合には、送信側の変調
器の内部で入力される２系列のデータ列がパラレル／シ
リアル変換されて次の数式１６で示すような１列のデー
タ列となると仮定し、受信側では逆に復調器内部でシリ
アル／パラレル変換されて２系列のデータ列に戻される
と仮定する。
【００４０】
【数１６】
【００４１】以上の例から類推しても分かるように、Ｑ
ＰＳＫ方式ではｆｓ　／２である周波数誤差Δｆに対し
て、ＢＰＳＫ方式ではｆｓ　／２ｋ（ｋ＝±１、±２、
……）である周波数誤差Δｆに対して、誤り訂正回路の
擬似同期が生ずる。このような場合、判定部２０７は掃
引停止命令をだすので、送信側はＤｎ　を送っているに
も拘らず受信側ではＤｎ．として復号することになり、
復号データは永久に間違ったデータとなる。
【００４２】本発明の目的は、復調器が擬似同期を起こ
さないで円滑な通信をなし得るようにした送信装置、受
信装置及びこれらを用いたデータ通信方式を提供するこ
とにある。
【００４３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の送信装置、受信装置及びデータ通信方式は
次の如き構成を有する。即ち、本発明の送信装置は、伝
送しようとする送信情報データに同期したユニーク・ワ
ード・データを生成するユニーク・ワード生成器と；　
　前記送信情報データと前記ユニーク・ワード・データ
とを多重化するユニーク・ワード多重回路と；　　前記
ユニーク・ワード多重回路の出力データを畳み込み符号
化し２系列の畳み込み符号を出力する畳み込み符号化器
と；　　前記２系列の畳み込み符号それぞれを変調する
変調器と；を備えることを特徴とするものである。
【００４４】また、本発明の受信装置は、受信された変
調波信号を復調して２系列の受信符号化データを出力す
る復調部と；　　前記２系列の受信符号化データを受け
て誤り訂正を行い受信ユニーク・ワード多重データを出
力する誤り訂正復号器と；　　前記受信符号化データと
前記受信ユニーク・ワード多重データとを受けて前記復
調器の同期確立を判定しＦＥＣ同期／非同期信号を出力
するＦＥＣ同期判定部と；前記受信ユニーク・ワード多
重データを受けてユニーク・ワードの検出を行いユニー
ク・ワード検出信号を出力するユニーク・ワード検出器
と；　　前記ユニーク・ワード検出信号を受けてフレー
ム同期確立を判定しフレーム同期／非同期信号を出力す
るフレーム同期判定部と；　　前記ＦＥＣ同期／非同期
信号を受けてそれが同期であれば前記復調部の掃引を停
止するとともに、内部タイマに前記フレーム同期判定部
がフレーム同期を判定するのに十分な時間をセットして
動作させ、その内部タイマがタイムアウトしない間、前
記フレーム同期／非同期信号を監視し、フレーム同期す
れば復調部の掃引を停止したままで内部タイマをリセッ
トし、フレーム同期がとれず内部タイマがタイムアウト
すれば復調部の掃引停止を解除し、再度周波数追従を行
わすべく掃引を開始する掃引制御部と；　　前記受信ユ
ニーク・ワード多重データと前記ユニーク・ワード検出
信号とを受けて情報データとユニーク・ワード・データ
とを分離し受信情報データを出力するユニーク・ワード
分離回路と；　　を備えたことを特徴とするものである
。
【００４５】また、本発明のデータ通信方式は、本発明
の前記送信装置と；　　前記受信装置と；　　を備えた
ことを特徴とするものである。
【００４６】
【作用】次に、本発明の送信装置等の作用を説明する。 本発明の送信装置では、情報データにユニーク・ワード
・データを付加したデータを符号化して伝送する。また
、本発明の受信装置では、伝送されてきた受信データを
復号した後にユニーク・ワード・データを識別する。 従って、受信装置では、復調器は擬似同期を起こさない
で正しく復調動作をなし得る。よって、本発明の送信装
置と受信装置とを備えるデータ通信方式とすれば、円滑
な通信をなし得る小容量衛星通信システムの構築が可能
となる。
【００４７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明のデータ通信方式において用いる
送信装置（図１（ａ））及び受信装置（図１（ｂ））の
一構成例を示す。図１（ａ）において、ユニーク・ワー
ド生成器３は、伝送しようとする送信情報データ２に同
期したユニーク・ワード・データ４を生成する。これら
送信情報データ２とユニーク・ワード・データ４とはユ
ニーク・ワード多重回路５にて多重化されユニーク・ワ
ード多重データ６となり畳み込み符号化器７に入力する
。
【００４８】畳み込み符号化器７は、ユニーク・ワード
多重データ６を畳み込み符号化して２系列の畳み込み符
号列（８、９）を形成する。これらの符号列（８、９）
は、前述した数式１、同２に相当するものであるが、そ
れぞれ第１チャネル及び第２チャネルの送信データとし
て変調器１０にて変調され、送信変調波１１として伝送
路へ送出される。
【００４９】次に、図１（ｂ）において、復調部１４は
、伝送路から取り込んだ受信変調波１３を復調して２系
列の受信符号化データ（１５、１６）を形成出力する。 誤り訂正復号器１７は、２系列の受信符号化データ（１
５、１６）を受けて誤り訂正を行い受信ユニーク・ワー
ド多重データ１８を出力する。ＦＥＣ同期判定部２３は
、２系列の受信符号化データの一方のデータ１５と受信
ユニーク・ワード多重データ１８とを受けて、復調部１
４の同期確立を判定しＦＥＣ同期／非同期信号２４を掃
引制御部２５に対して出力する。
【００５０】掃引制御部２５の掃引制御動作は、図２に
示してある。掃引制御部２５は、掃引制御信号２６によ
って復調部１４の掃引とその停止の制御をするが、以上
説明した動作過程においては、掃引制御部２５は、復調
部１４を掃引制御し（ステップ２１）、ＦＥＣ同期判定
部２３からＦＥＣ同期／非同期信号２４が入力すると、
そのＦＥＣ同期／非同期信号２４の内容を判定し（ステ
ップ２２）、それが「非同期」であればステップ２１に
戻って掃引を継続する。一方、それが「同期」であれば
掃引を停止し（ステップ２３）、また内部タイマにフレ
ーム同期判定部２１がフレーム同期を判定するのに十分
な時間を設定して動作させ（ステップ２４）、フレーム
同期判定部２１ならフレーム同期／非同期信号２２の入
力を待つ（ステップ２５）。
【００５１】次に、ユニーク・ワード検出器１９は、受
信ユニーク・ワード多重データ１８を受けてユニーク・
ワードの検出を行い、ユニーク・ワード検出信号２０を
出力する。これはユニーク・ワードの到来毎に行われる
。フレーム同期判定部２１は、ユニーク・ワード検出信
号２０を受けてフレーム同期確立を判定しフレーム同期
／非同期信号２２を掃引制御部２５に対して出力する。
【００５２】そこで、掃引制御部２５は、ステップ２５
においてフレーム同期／非同期信号２２の内容を判定し
、それが「非同期」であればステップ２６において内部
タイマのタイムアウトが検出されるまでの間、ステップ
２６→同２５→同２６のルーチンを繰り返し実行し、「
非同期」の状態で内部タイマがタイムアウトするとステ
ップ２１に戻り復調部１４の掃引停止を解除し、再度周
波数追従を行わすべく掃引を開始する。一方、ステップ
２５においてフレーム同期／非同期信号２２の内容が「
同期」と判定されると、ステップ２６に進み内部タイマ
をリセットする。以後、復調部１４では掃引停止の状態
で正常な復調動作が行われる。
【００５３】以上のようにして正常な復調動作が開始さ
れると、ユニーク・ワード分離回路２７では、受信ユニ
ーク・ワード多重データ１８とユニーク・ワード検出信
号２０とを受けて受信情報データとユニーク・ワード・
データとを分離し、正しい受信情報データ２８を出力す
る。
【００５４】次に、復調部１４の搬送波再生回路が擬似
同期を起こし正しい復調が行われていない場合の動作を
説明する。今、周波数誤差ΔｆはΔｆ＝ｆｓ　／２で、
変調方式はＱＰＳＫであるとする。ＦＥＣ同期判定部２
３が同期と判定すると、掃引制御部２５は復調部１４の
掃引を停止する（ステップ２２→同２３）。このときの
２系列の受信符号化データ（１５、１６）はそれぞれ前
記数式４、同５に相当し擬似同期状態にある。従って、
誤り訂正復号器１７の出力たる受信ユニーク・ワード多
重データ１８は送信ユニーク・ワード多重データ６とは
異なり、１ビット毎の反転データとなる。そのため、ユ
ニーク・ワード検出器１９では正常なユニーク・ワード
のデータとして復号検出できず、フレーム同期判定部２
１ではフレーム同期確立の判定を行えず、掃引制御部２
５では「非同期」を内容とするフレーム同期／非同期信
号２２を受けそれが継続するので、内部タイマがタイム
アウトし、前記したように復調部１４の掃引を再開して
周波数追従を行うことになる（ステップ２５→同２６→
同２１）。このような掃引制御を行っているので、擬似
同期状態から速やかに抜け出し正常な復調動作に入るこ
とができ、正しい受信情報データ２８が得られるのであ
る。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の送信装置
では、情報データにユニーク・ワード・データを付加し
たデータを符号化して伝送する。また、本発明の受信装
置では、伝送されてきた受信データを復号した後にユニ
ーク・ワード・データを識別する。従って、受信装置で
は、復調器は擬似同期を起こさないで正しく復調動作を
なし得る。よって、本発明の送信装置と受信装置とを備
えるデータ通信方式とすれば、円滑な通信をなし得る小
容量衛星通信システムの構築が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ通信方式において用いる送信装
置（図１（ａ））及び受信装置（図１（ｂ））の一構成
例のブロック図である。
【図２】掃引制御のフローチャートである。
【図３】従来の受信装置の構成ブロック図である。
【図４】誤り訂正回路の同期確立を判定する従来の判定
部の構成ブロック図である。
【符号の説明】
３　　ユニーク・ワード生成器 ５　　ユニーク・ワード多重回路 ７　　畳み込み符号器 １０　　変調器 １４　　復調部 １７　　誤り訂正復号器 １９　　ユニーク・ワード検出器 ２１　　フレーム同期判定部 ２３　　ＦＥＣ同期判定部 ２５　　掃引制御部 ２７　　ユニーク・ワード分離回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　伝送しようとする送信情報データに同
    期したユニーク・ワード・データを生成するユニーク・
    ワード生成器と；　　前記送信情報データと前記ユニー
    ク・ワード・データとを多重化するユニーク・ワード多
    重回路と；　　前記ユニーク・ワード多重回路の出力デ
    ータを畳み込み符号化し２系列の畳み込み符号を出力す
    る畳み込み符号化器と；　　前記２系列の畳み込み符号
    それぞれを変調する変調器と；　　を備えることを特徴
    とする送信装置。
  2. 【請求項２】　　受信された変調波信号を復調して２系
    列の受信符号化データを出力する復調部と；　　前記２
    系列の受信符号化データを受けて誤り訂正を行い受信ユ
    ニーク・ワード多重データを出力する誤り訂正復号器と
    ；　　前記受信符号化データと前記受信ユニーク・ワー
    ド多重データとを受けて前記復調器の同期確立を判定し
    ＦＥＣ同期／非同期信号を出力するＦＥＣ同期判定部と
    ；　　前記受信ユニーク・ワード多重データを受けてユ
    ニーク・ワードの検出を行いユニーク・ワード検出信号
    を出力するユニーク・ワード検出器と；　　前記ユニー
    ク・ワード検出信号を受けてフレーム同期確立を判定し
    フレーム同期／非同期信号を出力するフレーム同期判定
    部と；　　前記ＦＥＣ同期／非同期信号を受けてそれが
    同期であれば前記復調部の掃引を停止するとともに、内
    部タイマに前記フレーム同期判定部がフレーム同期を判
    定するのに十分な時間をセットして動作させ、その内部
    タイマがタイムアウトしない間、前記フレーム同期／非
    同期信号を監視し、フレーム同期すれば復調部の掃引を
    停止したままで内部タイマをリセットし、フレーム同期
    がとれず内部タイマがタイムアウトすれば復調部の掃引
    停止を解除し、再度周波数追従を行わすべく掃引を開始
    する掃引制御部と；　　前記受信ユニーク・ワード多重
    データと前記ユニーク・ワード検出信号とを受けて情報
    データとユニーク・ワード・データとを分離し受信情報
    データを出力するユニーク・ワード分離回路と；　　を
    備えたことを特徴とする受信装置。
  3. 【請求項３】　　請求項１に記載の送信装置と；　　請
    求項２に記載の受信装置と；を備えたことを特徴とする
    データ通信方式。
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