JPH0120574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は間欠信号通信方式に関し、特に通信中
継用の人工衛星を介してデジタル情報を間欠的に
交信する間欠信号通信方式に関する。

〔従来技術〕

複数の地上局が人工衛星に搭載した中継器を介
して互いに交信し合う衛星通信方式は近時多用さ
れつつある。この衛星通信方式は、衛星で受信し
た微弱な電波を中継器で増幅して高出力化を実施
し再度地上に向けて送信する。この場合衛星出力
の電力が大きいほど地上へ到達する電力が大きく
なり、地上局の受信器に課せられる条件が緩和さ
れる。衛星出力を増大するためには中継器の内蔵
する出力増幅器の電力を増大することが必要とな
り、この電力の増大には出力増幅器のほか電源規
模の拡大が必要となり従つて中継器の重量が増大
し衛星打上げ費用の大幅な増大をもたらすことと
なる。

このような打上げ費用の大幅な増大をともなう
ことなく衛星出力の増大を図る有力な手段として
はボイスアクチベーシヨン（Voice Activation）
技術が一般的によく行なわれている。このボイス
アクチベーシヨン技術は衛星通信システムとして
良く知られているSCPC（Single Channel Per
Carrier）方式に利用されているものである。
SCPC方式は送信１搬送波ごとにこれを音声１チ
ヤンネルで変調し、衛星の中継器では各地上局か
ら送信された上記各変調波を周波数分割多重化し
て再度各地上局に送信する方式である。この場合
利用される音声信号としては通常電話信号を扱つ
ているが、周知のごとく電話音声は自局と相手局
との双方向に伝送され、かつこれら２局中一方が
会話中には他方は通常は会話せず、また会話中の
音声には無声区間が多分に含まれている。

このように通常の電話信号による交信において
は交信時間中に多くの無効時間が存在し、一般的
には各局にとつて必要な送信時間の全通話時間に
占める割合はたかだか50％以上となることが多
く、このため全通話時間にわたつて電力を送出し
続けることは形状、重量等を極力小とすべき衛星
中継器にとつて極めて非経済的である。そこで、
通常はボイスアクチベーシヨン技術によつてこの
問題の解決を図つている。

このボイスアクチベーシヨン技術は、送信側に
通話音声の存在を検知する音声検知器を設けて音
声信号の有無を判定し、音声信号が有ると判定し
た時間領域でのみ信号を送信し、音声信号が無い
と判定した時間領域では送信を停止して消費電力
の節約を図るものであり、この技術によつて衛星
中継器によつて処理されるSCPC信号群の同時通
話率はほぼ50％以下となつて中継器内の増幅器電
力が節約でき、衛星の打上げコストの大幅な低減
が図れる。

上述の如く、衛星通信で通常利用されるSCPC
方式では一般的にボイスアクチベーシヨン技術に
よつて消費電力の低減、打上げコストの削減を図
り、送信信号は音声の有無に応じて間欠的に受信
側に伝送される間欠信号通信方式が採用される事
が多い。そうして受信側ではこのような間欠信号
を受信して音声信号の復調を行なうが、復調器は
間欠信号の到来と同時に完全な動作を行なつた音
声信号を復調することはできず、常に若干の処理
時間が必要となる。たとえばデジタル形式の
SCPC方式において、受信器が復調方式として同
期検波を利用している場合には参照用搬送波の再
生時間、クロツク信号再生時間等の処理時間が必
要であり、この処理時間経過後に正しい信号復調
が可能となる。このため送信側では本来送信すべ
き音声信号に先立つて復調器の処理に都合のよい
信号を付加して送信する方法などが考えられてい
る。

通常のSCPC方式ではこのようにして間欠信号
の送受信が行なわれるが、この間欠信号通信方式
では、もともとＣ／Ｎ（Carrier to Noise，信号
対雑音電力比）が低い時には非直線性を有する伝
送路を対象とする衛星通信システムにあつては同
期引込み、保持を確実に行ないかつ誤り率の少な
い復調を行なうことは必らずしも容易でなく、従
つて間欠信号の発生に伴なう送信のオン・オフ切
替を最小限度に留めることが必要となる。

従来のこの種の間欠信号送信方式においては、
音声信号が有ると判定した音声区間が終了して
も、あらかじめ設定した時間だけはそのまま音声
区間としての状態を示す信号を継続して送信する
という、いわゆるハングオーバタイム
（Hangover Time）を設けてこの問題に対処し
ている。すなわち、このハングオーバタイム区間
に再び音声信号が入力されると引続いてこれを送
信し、ハングオーバタイムよりも短い無音声区間
には反応せずこれによつて送信側のオン・オフ動
作の増大を抑止している。

一方、間欠信号を受信する受信器はこの間欠信
号の先頭時点と終了時点とを知る必要があり、こ
のためにはたとえば情報信号に先行して送信メツ
セージの先頭時点を示す固定符号SOM（Start of
Message）を付加し、また前述したハングオーバ
タイム終了後音声バースト信号による間欠信号の
終了を示す固定符号EOB（End of Burst）を付
加して送信する方法が考えられる。この場合、
EOBとしては前述した固定符号のほかこれと同
様な効果を有する他の送信信号末尾信号も種種利
用されている。受信側においては上述したSOM
とEOBとの間以外では音声信号以外の信号、主
として雑音が受信され、復調信号をそのまま出力
すれば極めて耳ざわりな雑音が入力される。この
問題を避けるため通常SOMに対応して受信器出
力をオンとしEOBに対応して受信器出力をオフ
とする。従つて、このようなSOM、およびEOB
もしくはこれに相当する送信信号末尾信号を用い
て音声信号情報を送受信する方式ではSOMと
EOBとによる区間外での雑音受信は有り得ない
という特徴を有するものの、このEOB送信中に
音声信号再度送信状態が発生してもEOBの１部
またはすべてが送信側から出力され、受信側では
このEOBを検出していつたん受信器出力をオフ
とするので後続する音声データを先頭部分から正
しく受信することは不可能となつてしまうという
欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上述した欠点を除去し、人工衛
星を介してデジタル信号の送受信を行なう間欠信
号通信方式において、送信信号の末尾を送信側か
ら受信側に通知する送信信号末尾符号の送信時に
おいて発生した間欠信号に対してもその送受信の
確保を可能ならしめる間欠信号送信手段を備えて
デジタル信号の送受信を常時可能としうるように
改善した間欠信号通信方式を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

本発明は人工衛星を介して間欠的にデジタル信
号の送受信を行なう間欠信号通信方式において、
送信信号の末尾を送信地上局から受信地上局に通
知する送信信号末尾符号の送信期間中における次
の間欠信号の発生の有無を受信地上局に通知する
符号を前記送信信号末尾符号に付加して受信地上
局による受信を確保しつつ前記送信信号末尾符号
送信時においても送出すべき送信信号があるとき
には常時受信地上局による受信を可能ならしめる
間欠信号送信手段を備えて成る。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は人工衛星を介しSCPC方式にもとづい
て行なう衛星通信システムの基本的構成を示すブ
ロツク図である。

地球局としての送信局ａからはSCPC方式によ
る送信信号を人工衛星ｃに対して送出し、人工衛
星ｃは搭載する中継器でこれを増幅したうえ地球
局の受信局ｂに送信する。またこのSCPC方式に
おいては後述する如く送信局ａから送出される送
信信号は送信周波数帯域を予め設定する周波数ス
テツプで分割した複数のチヤンネル周波数いわゆ
るSCPC周波数成分とこれに対応する送信チヤン
ネル構成、いわゆるチヤンネルユニツトを有し複
数の受信局に対する送信が可能となつている。

第２図は第１図に示す衛星通信システムにおけ
る送信局の基本的構成を示すブロツク図である。

従来のSCPC送信局は、送信すべきデータの伝
送ビツトレート等にもとづいて予め設定しうる周
波数ステツプでＮ個のIF（中間周波数）を発生す
るＮ個のチヤンネルユニツト１００１−１〜１０
０１−Ｎ、これらチヤンネルユニツトの出力を合
成する合成器１００２、合成器１００２のIF合
成出力周波数を送信周波数に周波数増大変換せし
める周波数変換器１００３、電力増幅器１００４
等を備えて構成される。

各チヤンネルユニツトは入力信号を所定の符号
形成のデジタルデータに変換するほぼ同一のデジ
タルデータ形成回路と、このデジタルデータを入
力したうえそれぞれ予め設定する周波数のIFに
変換する変調器とを備え、各変調器はそれぞれデ
ジタルデータのビツトレート、変調器の変調方式
等にもとづいて予め設定した周波数差をもつ内蔵
キヤリアを被変調波としてこれらをデジタルデー
タで変調することによつて前記Ｎ個のIF信号を
出力する。

各チヤンネルユニツトにおけるデジタルデータ
形成回路は、たとえば音声信号の如き入力信号を
受けるとコーダ等によつて所定のビツトレート、
符号形式による符号化を実施して入力データ系列
を形成する。この入力データ系列はさらにキヤリ
ア、クロツク再生用のビツト付加、あるいはフレ
ーム同期のためのビツトたとえば前述したSOM
等のビツト付加が行なわれデジタルデータとして
変調器に供給される。

上述したようなチヤンネルユニツトの基本的動
作を介して得られたＮ個のIF信号出力は合成器
１００２、周波数変換器１００３、電力増幅器１
００４を介してＮ個のSCPC送信信号とされ、そ
れぞれ予め指定された受信局に対して送信され
る。

なおこのようなSCPC方式にもとづく衛星通信
の送信動作においては衛星電力の有効利用のため
にボイスアクチベーシヨンが適用されるが前提と
なつており、そのための音声検出器が各チヤンネ
ルユニツトにおけるデジタルデータ形成回路に備
えられており、かくしてSCPC方式により衛星を
介して行なう音声通信等の確保がなされている。

しかしながら、このような衛星を介しての通信
には前述したような欠点があり、そこで本発明で
は次のようにしてこの問題の解決を図つている。

第３図は本発明の間欠信号通信方式による送信
側の基本的構成を示すブロツク図である。

第３図に示す送信側の構成は音声検知器１、遅
延回路２、制御信号発生回路３、多重化回路４お
よび送信器５を備えて構成され、本発明に直接か
かわる制御信号発生回路３の構成内容以外は音声
信号の間欠信号通信システムにおける送信側のほ
ぼ基本的な構成である。

音声検知器１は、入力音声信号１１を受けその
中に含まれる音声の有無を検知するごとに音声検
知信号１２を発生しこれを制御信号発生回路３に
送出する。この音声検知信号１２は音声が有る場
合には２値の論理値“１”レベルを、また音声が
無い場合には“０”レベルによつて示しているが
一般的には音声の有無に対応し任意の符号で設定
しうる。

さて、音声検知信号１２が音声の有ることを示
している場合には、制御信号発生回路３は第１の
制御信号としての付加信号１３を発生しこれを多
重化回路４に送出する。付加信号１３は受信側に
おいて受信器が間欠信号を正常に受信処理しうる
状態となるために要する時間と音声による情報信
号の先頭を示すSOMとより成り、音声信号はこ
の付加信号に引続いて送信されるような時系列で
設定される。この付加信号１３に関する時間情報
は遅延回路２にも送出され、音声検知信号１２に
よつて音声が有ると判定されているとき、入力音
声信号１１は上記付加信号１３の時間長に等しい
遅延を与えられて遅延音声信号１４として多重化
回路４に供給され、付加信号１３との多重化が実
施されて送信情報信号１６として送信器５に供給
される。

さらに制御信号発生回路３は音声検知器１の制
御のもとに送信情報信号１６によつて送信すべき
信号、すなわち前述した付加信号と遅延音声信号
とによる時間区間オンとなり、その他の区間では
オフとなる開閉信号１５を第２の制御信号として
発生しこれを送信器５に供給し送信出力のオン・
オフ信号とする。こうして送信器５は送出された
送信情報信号１６にもとづいて音声変調信号を発
生、また送出された開閉信号１５は送信器５の送
信のオン・オフを設定する送信オン・オフ信号と
して利用される。このようにして送信器５から送
出される送信信号は音声信号有りと判定された時
間のみに信号が存在する間欠信号となつて前述し
たボイスアクチベーシヨンを用いたSCPC方式運
用を実現している。

このような間欠信号による送受信においては通
常、必要以上にオン・オフの頻度を増加させるこ
とを抑えるため、音声検知器１により音声が有る
と判定された区間がすぎても予め設定した時間の
ハングオーバタイムを設けていることは前述した
とおりである。また、かかる間欠信号を受信する
際には、受信側でこの間欠信号のスタート時点と
終了時点とを知る必要がありこのためにたとえば
情報信号に先行した固定符号SOMの付加、なら
びにハングオーバタイム終了後に情報信号の終了
を示す固定符号EOBの付加を行なつたりしてい
ることも前述したとおりであり、第３図に示す実
施例においても上述したようなハングオーバタイ
ム、SOMならびにEOBが設定されている。

しかしながら、このように構成した送信フレー
ム形式によつて間欠通信を行なう場合、SOMか
らEOBまでのフレーム区間以外では主として雑
音が受信されてしまい受信信号の品質を大幅に劣
化させることとなる。この問題に対しては通常
SOM受信ごとに受信器出力を開始しEOB受信に
よつて出力の停止を行なうように制御しており、
このため音声検知器１による音声検知タイミング
がEOB送出中と重なつてしまう場合にはEOBの
一部またはすべてが送信側から出力され受信側で
は後続する音声データの先頭部分からの受信が不
可能となる問題が発生することは前述したとおり
である。

そこで本実施例においては次のようにしてこの
問題の解決を図つている。

第４図および第５図はそれぞれ第３図の実施例
における音声検知信号波形Ａおよび送信出力タイ
ミングチヤートＢであり、第４図は音声信号が一
度終了した直後には再度音声入力のない一般的な
場合、第５図は音声信号が一度終了した直後
（EOB送出中）に再度音声入力があつた場合のも
のを示す。以下に第４図および第５図を参照しつ
つ第３図の実施例について説明する。

第４図および第５図Ａは音声検知信号１２の波
形を示し、音声検知器１によつて音声入力が有る
と判定された場合には論理値“１”レベル１２
１、音声入力が無いと判定された場合には論理値
“０”レベル１２２が出力される。第４図Ａの場
合は“１”レベル１２１の区間が終了した直後は
再び“１”レベルとはならないごく一般的な場合
の音声検知信号の波形を示す、また第４図Ｂは第
４図Ａの条件のもとで送信器５から出力される送
信信号１８のタイミングチヤートであり、送信信
号１８は受信側を正常な受信処理状態をするため
の受信処理用信号、本実施例では受信側が同期検
波を行なつているので同期復調用の搬送波の再生
および瞬時検出用クロツク再生に適した符号ビツ
トとしての受信処理用信号１７１，SOM１７２、
音声情報１７３、ハングオーバビツト１７４，
EOB１７５より成る従来の送信信号のほかに制
御情報１７６をさらに付加して構成され、制御情
報１７６は後述する如く制御信号発生回路３から
第３の制御信号としての音声有無信号１７を受け
て第２の制御信号である付加信号１３と同様にし
て多重化処理によつて遅延音声信号１４にハング
オーバビツト１７４、EOB１７５のほか制御情
報１７６を重畳せしめて送信器５に送出する。

第４図において、受信処理用信号１７１と
SOM１７２とによる送信フレーム区間をτ（秒）
とすると、音声検知信号１２が論理値“１”レベ
ル１２１となつた瞬間、すなわち音声検知器１に
よつて入力音声信号１１に音声有りと判断された
瞬間からτ秒経過後に音声情報１７３が“１”レ
ベル１２１に等しい時間送出される。このτ秒は
従つて遅延回路２の遅延時間である。音声情報１
７３の送出が終了した直後、予め設定したハング
オーバタイム区間のなかでハングオーバビツト１
７４が送出され、さらにハングオーバビツト１７
４のあとには間欠信号の終了を通知するEOB１
７５が送出され、このEOB１７５のあとにはさ
らに制御情報１７６が付加される。

制御情報１７６はEOB１７５によつて占有さ
れる時間内に再び音声検知回路１の出力が、入力
音声信号１１に音声有りと判定されたか否かをそ
れぞれ予め特定した符号で示し、本実施例の場
合、音声無しはCONT１、音声有りはCONT２
といつた符号を利用している。従つて第４図に示
す如く、音声検知信号１２が音声有りを示すハイ
レベル１２１直後には再度“１”レベルをとるこ
となく、しばらくは“０”レベルが継続する条件
のもとでは制御情報１７６にはCONT１が選ば
れこの制御情報１７６が送信間欠信号の最後とな
る。

また、第５図Ａに示す音声検知信号１２は第４
図Ａの場合と異りEOB１７５送出中に再び音声
検知出力がハイレベル１２１となつた場合を示
す。送信間欠信号は第４図および第５図Ｂに示す
如く音声検知信号１２が“１”レベル１２１とな
つた直後からτ秒間にわたつて受信処理用信号１
７１およびSOM１７２が送信され、その直後か
ら音声情報１７３が送信され、続いてハングオー
バビツト１７４，EOB１７５が送られる。しか
しながら第５図の場合は第４図の場合と異なり、
EOB１７５送出中に音声検知信号１２が再び
“１”レベル１２１となり、従つてEOB１７５に
続く制御信号１７６には符号CONT２が設定さ
れ、さらに第２のハングオーバビツト１７４が設
定されたのち継続送信すべき音声情報が送出され
るように制御信号発生回路３の第１〜第３の制御
信号の制御のもとに実行される。第５図Ａに示す
後半の“１”レベルとなつた瞬間から後半の音声
情報の送出スタートまでの時間は前半と同様にτ
秒であり、また第５図Ｂに示す第１のハングオー
バビツトから第２のハングオーバビツトまでの時
間t_Oは第５図Ａに示す“０”レベル１２２の時間
に等しいように設定される。

このようにして、EOB送出中に再度音声信号
の入力有りの状態が検知されてもその音声信号を
異常なく送出しうる。

上述した第４図Ｂもしくは第５図Ｂに示す送信
信号を受信側で受信した場合、受信器では第４図
Ｂに示す送信信号も第５図Ｂに示す送信信号も同
様に受信し、いずれの場合もEOB１７５の受信
によつて間もなく受信した間欠信号が終了する可
能性があることを知る。このあと、さらに制御信
号１７６を受信し、これがCONT１の符号をも
つ場合には既に受信しているEOB１７５以後の
データは音声情報と認めずこの出力は削除する。
また、制御信号１７６がCONT２であつた場合、
受信した間欠信号がさらに継続することを知り、
入力した情報を継続的に出力しつづけ、かくして
EOB送出中に音声信号が入力しても安定して音
声データを送受信することができる。

なお、上述した実施例においては、音声検知が
２連続した場合を例として説明しているが、本発
明は音声検知が何回連続して発生した場合につい
ても同様に実施しうることは明らかである。

また、本実施例では制御信号１７６がEOB１
７５の直後に配置されるようにしているが、この
EOB１７５までの送信信号の構成は目的上変え
られないがそれ以後の送信信号は全体のシステム
運用と矛循しない限り任意に選択でき、たとえば
EOB１７５と制御信号１７６との間に適当な情
報もしくはハングオーバビツトの送出、設定を図
るといつた送信信号構成も容易に実施しうること
も明らかである。

さらに、本実施例ではEOB１７５は予め設定
した固定符号としているが、これは同様な効果を
有する他の送信信号末尾符号、たとえば音声信号
の符号化フレーム長ごとに音声情報１７３に挿入
するフレーム同期用ビツトの複数連続送出等で置
換しても一向に差支えなく、以上はすべて本発明
の主旨を損なうことなくいずれも容易に実施しう
るものである。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、衛星を介し
て間欠信号の送受信を行なう間欠信号通信方式に
おいて、間欠信号の送信信号末尾符号の送信時に
おいても常時、受信地上局による受信を可能なら
しめる手段を備えて通信を図ることにより、受信
側で常に良好に間欠信号の完了を判定することが
できて必要な信号の送受信を安定にかつ低雑音状
態で確保することができる間欠信号通信方式が実
現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は人工衛星を介しSCPC方式にもとづい
て行なう衛星通信システムの基本的構成を示すブ
ロツク図、第２図は第１図に示す衛星通信システ
ムにおける送信局の基本的構成を示すブロツク
図、第３図は本発明による間欠信号通信方式の送
信側の基本的構成を示すブロツク図、第４図は第
３図の実施例において音声検知信号が引続いて発
生しない一般的な交信状態における音声検知信号
波形Ａおよび送信出力タイミングチヤートＢ、第
５図は第３図の実施例において音声検知信号が引
続いて発生した交信状態における音声検知信号波
形Ａおよび送信出力タイミングチヤートＢであ
る。 １……音声検知器、２……遅延回路、３……制
御信号発生回路、４……多重化回路、５……送信
器、１１……入力音声信号、１２……音声検知信
号、１３……付加信号、１４……遅延音声信号、
１５……開閉信号、１６……送信情報信号、１７
……音声有無信号、１８……送信信号、１２１…
…論理値“１”レベル（音声入力有り）、１２２
……論理値“０”レベル（音声入力無し）、１７
１……受信処理用信号、１７２……SOM、１７
３……音声情報、１７４……ハングオーバビツ
ト、１７５……EOB、１７６……制御情報。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 人工衛星を介して間欠的にデジタル信号の送
   受信を行なう間欠信号通信方式において、送信信
   号の末尾を送信地上局から受信地上局に通知する
   送信信号末尾符号の送信期間中における次の間欠
   信号の発生の有無を受信地上局に通知する符号を
   前記送信信号末尾符号に付加して受信地上局によ
   る受信を確保しつつ前記送信信号末尾符号送信時
   においても送出すべき送信信号があるときには常
   時受信地上局による受信を可能ならしめる間欠信
   号送信手段を備えて成ることを特徴とする間欠信
   号通信方式。