JPS6323444A - デジタル通信の伝送速度自動調整方式 - Google Patents

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】 （発明の技術分野） 本発明は、デジタル通信に係わり特に受信側の信号品質
結果に応じて送信側の伝送速度を変えるデジタル通信の
伝送速度切替方式に関するものである。

（従来技術とその問題点） データ、ファクシミリ等のデジタル通信は、−般に伝送
効率や経済性の面から伝送路の特性に適した伝送速度で
通信を行っている。しかし、伝送路の特性は常に一定で
はなく、特に無線回線では空間を伝送路媒体としている
ため、空間の伝搬条件等番こより変化する。従って、伝
送路の特性が劣化したにもかかわらず、初期設定通りの
高速度で通信を行った場合、受信データの誤る確率が高
くなり通信の効率が低下する。従って、従来は受信局で
信号品質を測定し、信号品質の劣化状況に合わせて、予
め送・受信局で定めた複数の伝送速度のうちのある特定
の速度を選択し、通信効率を高めている。

第１図は従来の伝送速度切替方式の概略図であり、１は
送信局Ｘおよび受信局Ｙにおいて速度ａ。

ｂ、ｃ、−・−・−１ｉ（速度ａから速度ｉへ行くに従
って低速度）の複数速度に切替え可能な多速度モデム、
２は受信局Ｙにおいて受信信号のビット誤り率（以下、
ｒＢＥＲＪと称す）や信号／雑音比（以下、「Ｓ／Ｎ比
」と称す）等の劣化を判定する受信品質検定回路、３は
受信品質検定回路２の判定結果に基づき多速度モデム１
の速度ａ、ｂ、−・−・、ｉのうちどの速度が最適かを
判定し、その速度を送信局Ｘへ指令するための速度切替
指令回路、４は送信局Ｘにおいて速度切替指令回路３の
指令内容を解読し、多速度モデム１へ速度切替えの制御
信号を送出する切替コマンド識別回路、５及び６は送信
局Ｘと受信局Ｙとを結ぶ伝送路である。

例えば、受信品質検定回路２で測定していたＢＥＲが大
きくなり、受信品質が劣化すると、受信品質に応じて伝
送速度を現行の速度ａから低速度の速度すにおとすよう
に速度切替指令回路３から送信局に対して指令を送信す
る。送信局Ｘでは速度切替指令回路３の指令が速度すで
あることを解読すると、多速度モデム１へ制御信号を発
出して伝送速度をｂに切替えるものである。

このように、従来は自局（受信局）の受信品質に応じて
相手局（送信局）が自動的に予め定めた伝送速度に切替
えていた。しかし、この従来方式では多速度モデム１は
例えば、速度ａ　＝９６００ｂＰＳ。

速度ｂ　＝７８００ｂＰＳ、　、−・−−一一一速度ｉ
　＝　ｘ２ｏｏｂｐｓのように予め定めた複数の伝送速
度のうちの一つに切替えが可能なように構成されている
のみであった。

すなわち、これらの複数速度は多速度モデム１の変・復
調方式により予め定まってしまうものである。しかしな
がら、伝送路特性は上述の予め定められた複数速度に必
ずしも一致して劣化せず、連続的な値で変化する。従っ
て、従来の速度切替方式は必ずしも受信品質に最適な伝
送速度に調整することが困難であり、通信効率及び経済
性の面、で問題があった。

（発明の目的及び特徴） 本発明は、上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもの
で、受信品質に応じて最適な伝送速度に自動調整し得る
ようにし、通信効率及び経済性を改善したデジタル通信
の伝送速度自動調整方式を提供することを目的とする。

本発明の特徴は、受信局の受信品質が予め定めた基準の
受信品質を越えるに必要な伝送速度を決定すると共にそ
の伝送速度に切替えるように送信局へ指令を送出し、該
送信局では該指令を解読し、該解読結果に基づいてクロ
ック発生器のクロック周波数を変更して、受信品質に応
じた任意の伝送速度に自動調整されるようにしたことに
ある。

（発明の構成） 以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明による伝送速度切替方式の一実施例を説
明するためのブロック図である。なお、従来と同一構成
については同一番号を付し説明の重複を省く。また、第
１図の従来例では送信局と受信局とに分けて説明したが
、ここでは、変調器と復調器との関係を明確にするため
、一つの局（第１図の送信局Ｘ又は受信局Ｙ）内におけ
る送信信号と受信信号を中心に説明する。

図において、７は入力デジタル信号を一旦記憶し後述す
るクロック発生器９からのクロックパルスの繰返し周波
数に同期して読み出すためのメモリ、８は後述するクロ
ック発生器９のクロック周波数によって任意の伝送速度
に変更することが可能なデジタル変調器、９は第１図で
説明した切替コマンド識別回路４のコマンドに応じてク
ロックパルスの繰返し周波数を変化するクロック発生器
、１３は後述する速度設定回路１２の判定結果に基づい
て相手局へ送信する速度情報を作成する速度情報作成回
路であり、ここまでは送信側の機能を有している。

一方受信側において、１０は変調されている受信信号を
復調するためのデジタル復調器、４は第１図と同様にデ
ジタル復調器１０の出力信号から送信局で要求している
速度切替コマンドを識別する切替コマンド識別回路、１
１は復調されたデジタル信号を一旦記憶しておき再生ク
ロック信号と同期して読みだすためのメモリ、２は第１
図と同様にＢＥＲやＣ／Ｎ比等から受信品質を測定する
ための受信品質検定回路、１２は第１図とほぼ同様に受
信品質結果に基づいて受信局の伝送速度を判定し、その
設定情報を前述の速度情報作成回路１３へ送出するため
の速度設定回路である。

第３図は２相もしくは４相ＰＳＫ信号を同期検波した場
合におけるビット誤り率（Ｂ　Ｅ　Ｒ）とＥ　ｂ　／　
Ｎ　Ｏとの理論特性図をＢＥＲと伝送速度比（ｖＸ／Ｖ
。）との特性図に換算した一例である。

但し、Ｅ、は受信フィルタ入力におけるＰＳＫ信号１ビ
ット当たりのエネルギー、Ｎｏは同じく受信フィルタ入
力におけるガウス雑音の電力密度、■。は基準受信品質
（ここでは基準ＢＥＲとしてｌＸｌ０−６）における基
準伝送速度、ＶＸは測定した受信品質が基準受信品質と
なるのに必要な伝送速度である。

従って、第３図のような特性図を予め速度設定回路１２
に記憶させておき、速度設定回路１２は受信品質検定回
路２でのＢＥＲがある時点において例えば１ｘｉｏ−’
であれば、基準伝送速度■。がら約０．８１５　倍像下
ｔ　ル値ヲ、またＢＥＲが５×工ｏ−４であれば基準伝
送速度■。がら約ｏ、７２倍低下する伝送速度を選択し
て、その速度比を速度情報作成回路Ｉ３へ送るように構
成されている。

このように、予めＢＥＲと伝送速度比との特性を示すテ
ーブル等を求めてその特性データを速度設定回路１２に
記憶させておき、受信品質検定回路２の測定結果に応じ
て送信の伝送速度を決定するようにしであることが従来
の速度切替回路３と異なる点である。すなわち、本発明
に用いられる速度設定回路１２は受信品質の各個と伝送
速度の各個とがそれぞれの点で対応すけて設定され相手
局にコマンドできるようになっている。

次に、伝送速度（ビットレート）が変化したときに変・
復調器を交換することなく連続的な伝送速度の変化に対
応できる変調器８及び復調器１０の構成について、さら
に詳細に説明する。

第４図は本発明によるデジタル変・復調器のブロック図
であり、同図（ａ）はデジタル変調器の構成、同図（′
ｂ）はデジタル復調器の構成をそれぞれ示している。

まず、第４図（ａｌのデジタル変調器において、２０は
メモリ７からの２値のＮ　ＲＺ　（Ｎｏｎ　Ｒｅｔｕｒ
ｎ　ｔ。

Ｚｅｒｏ）符号であるデジタルベースバンド信号を波形
整形するためのデジタルフィルタ、２１はデジタル信号
をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器、２２は
不要波を除去し信号成分のみを取り出すための低域ｐ波
器（以下、ｒＬＰＦＪと称す）、２３は２値の信号を位
相シフトするための２相位相偏移（Ｂｉｎａｒｙ　Ｐｈ
ａｓｅ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｔｎｇ　　；以下、「ＢＰ
ＳＫＪと称す）変調器、２４は高安定周波数の搬送波を
発振するための高安定発振器、２５は変調信号の高調波
成分等の不用波を除去するための帯域フィルタ（以下、
ｒＢＰＦＪと称す）であり、Ｄ／Ａ変換器２１からＢＰ
Ｆ２５までは通常の変調器である。従って、以下の説明
ではデジタルフィルタ２０がどのようにして伝送速度を
変更するかについて述べる。

周知のように“１”、　“Ｏ”で構成されるデジタル信
号では占有帯域幅が広（なり効率的な通信回線を構成で
きない。又、占有帯域幅の増大によって受信側で雑音電
力が増大するため受信Ｃ／Ｎが低下して十分良好な信号
品質を実現するのが困難となる。このため、一般にはよ
（知られているナイキストフィルタを用いて波形整形を
行い、送信側での必要帯域を小さくするとともに、受信
側では復調信号の判定（“１”、“Ｏ”）に符号間での
干渉が生じない方法が取られている。この波形整形用フ
ィルタの構成法としては種々の形式があるが、最近では
デジタル技術の発達でデジタル処理によりフィルタの構
成が可能である。本発明ではデジタルフィルタを用いて
波形整形を行なうようにしである。

第５図は代表的なデジタルフィルタの動作を説明するた
めの概略図であり、２０１はクロック信号を後述するシ
フトレジスタ全てに供給するためのＮ逓倍回路（但し、
Ｎは信号１ビツト当たりのサンプル数）　、２０２は入
力信号に所要の遅延時間を与えるためのシフトレジスタ
、２０３は各シフトレジスタ２０２の各出力タップに得
られる遅延時間の互いに異なる各出力に対して所望の振
幅制御（重み付け）をするための重み付は用抵抗である
。

デジタルフィルタは、各タップ出力のアナログ量１重み
付は量等を全てデジタル的に処理するもので、各サンプ
ル値は量子化され、重み付は等もすべてデジタル処理さ
れる。従って、この出力は最後にＤ／Ａ変換器により元
のアナログ量に変換される必要がある。

なお、２０４は重み付は用抵抗２０３の出力信号におけ
る不要波成分を除去するためのＬＰＦである。

ここで、信号がタップ間を通過する遅延時間をＴとする
と、このフィルタの伝達関数は次のように示される。

Ｈ（ω）＝Σ　Ｃ，ｅ　〜Ｊれ０丁　　・・・・・−・
−−−−・−（１）Ｃ７：タップ毎の重み付は量。

ｎ：タップ数 式（１）よりタップ数およびタップ重み量を調整するこ
とにより所定のフィルタ特性を実現することができる。

デジタル通信ではＩ″、＠Ｑ１１の信号が信号の速度と
同期したクロックによって制御され、又は伝送される。

このことから、デジタルフィルタの１タツプ当たりの遅
延量Ｔを変化すると、これに応じてＨ（ω）の伝送特性
も変化する。この変化の形は各タップの重み付は量Ｃ７
が固定されていれば、伝送特性Ｈ（ω）の相対的な形は
変化せず、フィルタの帯域幅のみ変化する。

本発明は、この原理を用いて変調器を切替えすることな
しに、連続的に伝送速度を変化することができる変調器
の構成をとっている。

次に第４図（ｂｌのデジタル復調器の構成において、３
０は復調器への入力信号であるＩＦ倍信号ら必要な信号
を取り出すためのＢＰＦ、３１は後述する搬送波再生回
路３５からの出力によりＢＰＳＫ信号を復調するための
位相検波器、３２は検波器３１の出力の波形を整形する
ために用いられるＡ／Ｄ変換器、３３は変調器２３を構
成するデジタルフィルタと同様な動作を行うデジタルフ
ィルタ、３４は検波器３１の出力からクロックパルスを
再生するためのクロック再生回路、３５は検波器が同期
検波用として用いるために使用する搬送波を再生するた
めの搬送波再生回路、３６はデジタルフィルタ３３の出
力波形をアナログ信号に戻すためのＤ／Ａ変換器、３７
は復調信号成分を抽出するためのＬＰＦである。

伝送速度が変更された場合には、クロック再生回路３４
のクロック周波数が同様に変化し、変調器２３と同様に
デジタルフィルタ３３の帯域幅が決定され、回線断なし
に伝送速度の変化に追従することができる。

次に、伝送速度を変更する場合の動作手順についてさら
に詳細に説明する。

（１）伝送速度の変更を要求する場合（例えば第１図の
受信局Ｙを仮定） ■デジタル復調器１０の出力信号の受信品質を受信品質
検定回路２で測定する。

■ＢＥＲの測定結果が、例えばｌＸｌ０−’で、基準の
ＢＥＲをｌＸｌ０−’であるとすれば、速度設定回路１
２は例えば第３図の特性図からＣ／Ｎ比の劣化が２．１
ｄＢ　（１０，５−８，４）であるので、伝送速度を少
な（ともｌ／１．６２以下（１，６２は２．１ｄＢの真
数）となるように設定する。

■設定された伝送速度は、速度情報作成回路１３でデジ
タル信号に変換されて、デジタル変調器８へ送られる。

■デジタル変調器８はメモリ７からの入力信号と速度情
報作成回路１３からの速度情報信号とをクロック発生器
９からのクロック周波数の制御の下で変調し、相手局（
送信局）へ伝送する。

（２）送信伝送速度を調整する場合（例えば第１図の送
信局Ｘを仮定） ■相手局の速度情報作成回路１３で作成された速度情報
を切替コマンド識別回路４で識別し、その内容を解読す
る。

■解読結果に応じてクロック発生器９のクロック周波数
を変更する。例えば、受信局Ｙからの速度情報信号の解
読結果が前述の１／１．６２である場合は、クロック周
波数が同様に１／１．６２に変更される。

■クロック周波数が上述の値に変更されると、デジタル
変調器８内のデジタルフィルタ２０の遅延量Ｔが変化し
、（１）式から求まる伝送特性Ｈ（ω）となる。即ち、
フィルタの帯域幅が約１／１．６２に変化し、伝送速度
が現在の伝送速度から１　／１．６２倍された値となる
。

以上のように本発明は、相手局からの要求に応じて任意
の伝送速度に変えるものである。なお、受信品質がある
基準値以上の値を有している場合でも受信側で常に速度
情報を作成して送信しても良いし、あるいは受信品質が
基準値以下の値になった時のみ速度情報を作成する方法
でも良い。

なお、上述の説明では、予め定めた基準受信品質よりも
測定した受信品質が劣化した時に送信伝送速度を低下す
る場合について述べたが、基準受信品質に上限と下限の
範囲を定めておき、測定した受信品質が下限の基準受信
品質以下となったときは上述のように送信伝送速度を低
下させ、逆に上限の基準受信品質以上となったときは送
信伝送速度を上げるようにすることも可能である。この
ように、受信品質が基準受信品質の上限と下限の範囲内
に含まれるように送信伝送速度を自動調整すれば、さら
に効果的な通信ができる。

また、上述の説明では信号品質の測定としてＢＥＲを例
にとり説明したが、これに限定されることなく　Ｃ／Ｎ
比等を用いても良い。例えばＣ／Ｎ比が２ｄＢ劣化した
場合には、送信伝送レートを約１／１．５８程度低下す
れば良い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は受信信号の信号品質を判
定し信号品質の劣化状況に応じて送信側の伝送速度を連
続的に変化して最適な値に調整することが可能となるた
め、通信効率及び経済性を高めることができ、デジタル
通信を行う電子メールやファクシミリ通信にも適用がで
き、その効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の伝送速度切替方式の系統例を示すブロッ
ク図、第２図は本発明の伝送速度調整装置に用いられる
一つの局における送信側と受信局の構成例を示すブロッ
ク図、第３図は本発明に用いられるＢＥＲ−伝送速度の
関係を示す特性図、第４図は本発明に用いられるのデジ
タル変調器及びデジタル復調器の構成例を示すブロック
図、第５図は本発明に用いるデジタルフィルタの概略構
成引回である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受信側では、受信信号の受信品質を測定する受信品質測
   定手段と、該測定された受信品質が予め入力されている
   基準受信品質より良好な受信品質となる伝送速度を示す
   情報を送信側へ送信するための速度切替判定手段とを有
   し、該送信側では、前記判定された情報を検知するため
   の切替コマンド識別手段と、該検知されたコマンドによ
   ってクロック周波数が可変のクロックパルスを出力する
   クロックパルス発生手段と、蓄積されている入力信号を
   該クロック周波数と同期して読み出す記憶手段と、前記
   クロック周波数に応じて伝送帯域幅が決定されるデジタ
   ルフィルタを内蔵したデジタル変調手段とを有し、前記
   受信側にいて測定された前記受信品質に応じて前記送信
   側で発生される前記クロックパルスのクロック周波数を
   連続的に制御して前記デジタルフィルタの伝送帯域幅を
   連続可変で自動調整することにより、前記基準受信品質
   に適合する伝送速度で信号伝送が行われるように構成さ
   れたデジタル通信の伝送速度自動調整方式。