JPH03280630A - ディジタル信号伝送方法 - 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】 （１）発明の技術分野 本発明は、ディジタル移動通信において、フェージング
の落ち込み部分以外の受信レベルの高い部分で通信を行
うディジタル信号伝送方法に関するものである。

（２）従来技術とその問題点 陸上移動通信では移動局の移動に伴い、受信レベルが変
動する。この変動はレイリー分布に従うことからレイリ
ーフェージングと呼ばれ、その速さｆｏ（Ｈ２）は移動
速度をＶ（ｍ／５ｅｃ）　、無線周波数の波長をλ（ｍ
）とすれば、 ｆＤ＝Ｖ／λ　　　−−−−−一−−−−−−−−−・
−・−・・−・−−、、（１１で関係づけられる。レベ
ルの落ち込みの深さは数十ｄＢにも達するため、落ち込
み部分の通信品質は著しく低下し、通信不能の状況とな
る。従来のディジタル移動通信方式では、この劣化に対
処するため、■ダイバーシチ受信により複数の無線通信
路のうちレベルか落ち込んでいない（レベルの高い）通
信路を選択しながら通信を行うこと、■落ち込みの部分
が少なくなるように、送信側でダイバーシチ送信を行う
こと、■誤り訂正符号とインタリーブ法を用い、落ち込
み部分の誤りをインタリーブサイズの符号長の中でばら
ばらにして誤り訂正をかけること、■通信情報を分割し
てパケット化し、落ち込み部分に当たったパケットを再
送すること、等の方法が用いられている。■の方法では
フェージングの速さにかかわらず優れた特性か得られる
か、受信系を複数用意する必要があり、移動局の小形化
、経済化の負担となっている。■の方法では送信側設備
の負担、特に基地局アンテナ系を複数必要とするため、
局舎スペース、コストの面で問題かある。■の方法では
移動局の速度か遅くなると長大なインタリーブ長を必要
とするため、大きな情報遅延を生じる問題かあり、移動
速度が遅い場合、十分な効果が得られない。■の方法で
は基本的にリアルタイム伝送が出来ず、音声伝送等には
不向きである。今後のディジタル移動通信の主体となる
ディジタル携帯移動通信においては、人が携帯機を持っ
て歩行しながらあるいは停止してリアルタイムの通信（
もっばら電話）を行うこと、また、携帯機は小形て安価
であること、携帯機の所要送信電力を小さくするための
基地局のエリアは小さく、従って基地局も簡易であるこ
と、等の条件を満たす必要かあり、上記のいずれの方法
にも難点かあった。

（３）発明の目的と特徴 本発明は、これらの難点を克服して、フェージング環境
下て高品質のディジタル移動通信方式を実現することを
目的とする。

このため本発明は、情報信号をフレーム化すると共に、
無線区間の伝送速度を情報速度より少し高くして時間圧
縮を行い、幾つかのフレームを単位としてスーパフレー
ムを構成することにより、スーパフレーム内で自由に指
定使用てきるフレームを１つ作り、このフレーム位置を
過去のフレームでのレベル測定から検出したレベル変動
情報に基づいて、レベルの落ち込み部分に当て、該当フ
レーム位置での通信を行わず、レベルの高い他のフレー
ム部分でのみ通信を行うことにより、通信のリアルタイ
ム性を確保しつつ、また、基地局及び携帯機に経済的、
容量的負担を与えることなく、かつ移動速度の遅い場合
にあっても、通信の高品質化の確保を図ったことを特徴
とするものである。

（発明の構成及び作用） 第１図は本発明のスーパフレームとレベル変動の関係を
説明する図である。スーパフレーム長は移動機の移動速
度から想定されるフェージング周期の半分以下に設定し
、レベルの落ち込みがスーパフレーム内に複数入らない
ようにする。即ち、フェージング周期をＴ、、スーパフ
レーム長をＴ。

とすれば、 Ｔ、≦Ｔ、／２　　−・−・−−−−−−一−−・−・
−・＝・−（２）の関係を満足するようにＴ８を設定す
る。一方、サブフレーム長Ｔ　ｆ　ｕ　ｂについては、
レベルの落ち込みを吸収する程効果が大きくなるか、長
くとり過ぎると伝送効率の低下を招（。そこで許容最低
レベルに対応するレベルの落ち込み幅をＴ、とすれば、 Ｔｄ≦Ｔ、。、　　・−ｍ−−・−・−−一一−−−−
−−−−−・−（３）の関係を満たすようにＴ　＊　ｕ
　ｂを設定する。なお、このときの伝送率をη１．とす
れば、予備サブフレームが１つの場合、 η、、＝　（Ｔ、−Ｔ、ｕｂ）／Ｔ、　　−・−−−−
一（４１で関係づけられる。従って、（２）、　（３）
、　（４）式より、サブフレーム長Ｔ　ｔ　ｕ　ｂは、 Ｔ、≦Ｔ、。、≦（１−η、ｈ）（Ｔ＋　／２）　　−
（５）を満たすように設定する。レベルの落ち込みを予
測し通信の相手方に通知するにあたっては、レベル変動
の傾斜測定を開始するレベルを設定し、自局受信信号の
サブフレーム単位でレベルを測定し、その傾きとサブフ
レーム長Ｔ、１．の関係からレベル落ち込み位置を予測
し、落ち込み位置に該当する直前の相手方への自局送信
サブフレーム内の制御スロットで相手方の次送信サブフ
レームを予備サブフレームとするようにスキップ要求を
出し、自局受信信号の該当予備サブフレームはスキップ
する。また、スーパフレーム内にレベル変動の落ち込み
が予測されない場合には、予め定めた位置、例えば第１
図に示すスーパフレーム内の最後尾のサブフレームを予
備サブフレームとして定常的にスキップする。この場合
、この定常スキップ位置の予備サブフレームの通信品質
は良好であることから、同期信号やチエツク信号等のダ
ミービットを挿入して存効利用を図る。このような構成
と手順をとる二とにより、通信品質の劣悪なレベル変動
の落ち込み部分を避け、通信品質の良好な受信レベルの
高い部分でのみの通信を実現することかできる。なお、
（５）式よりＴ、か大きい程（即ちフェージングの速さ
か遅い程、従って（］）式より移動速度か遅い程）、サ
ブフレーム長Ｔ　ｇ　ｕ　ｂあるいはスーパフレーム長
Ｔ、の選択の幅が増すことかわかる。

第２図は本発明のフレーム構成を説明する図である。予
備サブフレームを１つとする場合、伝送するディジタル
情報信号はスーパフレーム内のサブフレーム数より１つ
少ないフレーム数（Ｔ、／Ｔ、、、−１）にフレーム化
してバッファメモリに読み込む。第２図の例ではスーパ
フレーム内に８個人る長さにフレーム化しており、スー
パフレーム内のサブフレーム数は９である。バッファメ
モリからは各フレーム内の情報を速度変換し、通信の相
手側からのスキップ要求に従って読み出す。

読み出しの速度ｆ。はバッファ入力の情報信号をｆ、と
してｆ。＝ｆ、／ηｌｂ（η１．は（４）式で表される
伝送効率）で関係づけられる。即ち、１／η倍に時間圧
縮する。読み出された送信情報信号は、サブフレームに
関係する同期信号、相手方へのスキップ要求等の制御信
号と共にリフレーム化しスーパフレームを組んで送信す
る。予備サブフレームについては制御信号に加えダミー
ヒツトを挿入して予備サブフレームとしスーパフレーム
に組み込む。

第３図は本発明をＴＤＭＡ移動通信方式に適用した場合
のフレーム構成を説明する図である。ＴＤＭＡフレーム
長をサブフレーム長にとり、第１図、第２図で説明した
関係を満たすようにスーパフレーム長、サブフレーム長
を設定する。即ち、伝送するディジタル情報信号をＴＤ
ＭＡフレーム長てフレーム化し、時間圧縮後にＴＤＭＡ
＃ｈｍ信号を加えて自局すブフレームを構成する。第３
図の例では伝送するディジタル情報信号をＴＤＭＡフレ
ーム長で第２図の例と同じく、スーパフレーム内に８個
人る長さにフレーム化してバッファメモリに読み込み、
スーパフレーム内にＴＤＭＡ制御信号と情報信号を合わ
せたサブフレームが９個人るように時間圧縮して読み出
しを行っている。自局サブフレームはさらに他局向はサ
ブフレームと共に時間圧縮し、ＴＤＭＡフレームを構成
して伝送する。第３図では６局でＴＤＭＡフレームを構
成（６チヤネル多重ＴＤＭＡ伝送）し、第２スロツトで
自局信号が伝送される例を示している。スキップ要求に
関する制御信号はＴＤＭＡ制御信号の１つとして定義し
てＴＤＭＡ制御スロットの効率的使用を図る。第３図で
はわかりやすくするため、バッファメモリの読み出し速
度を自局ＴＤＭＡ制御信号と情報信号を合わせて前記ｆ
０となるように設定して一旦読み出し、さらにＴＤＭＡ
伝送速度に時間圧縮（６チヤネル多重のため６倍の速度
変換）する例を示しているが、バッファメモリより初め
からＴＤＭＡ伝送速度で情報信号を読み出し、ＴＤＭＡ
制御信号と合わせ直接ＴＤＭＡフレームを構成する方法
が効率的である。

第４図は本発明の構成例を示す。送信する情報伝送ａは
バッファメモリ／フレーム化回路Ａに制御部りからの制
御信号ｄに従ってフレーム化して読み込み、通信の相手
側から送られて来た制御信号（受信）ｈに基づく制御部
りからの予備サブフレームとすべきか否かの制御信号ｄ
に従ってフレーム毎に時間圧縮して読み出す。読み出さ
れた情報信号すはフレーム（多重）化回路Ｂて受信レベ
ル検出／処理回路Ｅからのレベル情報ｇに基ついて制御
部りが作ったスキップ要求を含む通信の相手方に対する
制御信号（送信）ｅと共にリフレーム化してサブフレー
ムを構成し、さらに複数のサブフレームを単位とするス
ーパフレーム構成をとった信号Ｃとして、変調器／送信
機Ｃにより通信の相手方に送信する。一方、受信側では
通信の相手方からの信号を受信機／復調器Ｆて受信・復
調する。復調した信号ｉはフレーム（分離）化回路Ｇて
情報信号ｊと制御信号（受信）ｈに分離し、情報信号ｊ
はバッフ子回路リ／デフシーム化回路Ｈに、制御信号（
受信）ｈは上述の如く制御部りに入力する。また、受信
レベルｆは受信レベル検出／処理回路Ｅに入力し、レベ
ル変動の傾斜を測定してレベルの落ち込み位置を予測し
、上述のレベル情報ｇを作り制御部りに入力する。バッ
フ子回路リ／デフシーム化回路Ｈは、レベル情報ｇに基
づいて制御部りが作ったスキップすべきか否かの制御信
号ｌに従って情報信号ｊに（受信）ｈをサブフレーム毎
に読み込み、フレーム単位で時間伸長して読み出し、受
信情報信号ｋを再生する。

（発明の効果） 以上のような本発明によるディジタル信号伝送法を採る
ことにより、通信品質の著しく劣化するレベル変動の落
ち込み部分での通信を回避してレベルの高い部分で通信
か行なえるため、高品質の通信を実現することかでき、
また、簡単なベースバンドでの信号処理であるため、基
地局や移動局に経済的、容量的負担を与えることなく信
号伝送動が遅い程、スーパフレーム長、サブフレーム長
等の選択の幅か増すため効果か高くなることから、上記
の効果と合わせ、高品質の携帯電話方式を経済的に構成
することか可能となる。なお、本信号伝送法はダイバー
シチや誤り訂正等の従来の品質改善法と独立した手法で
あるため、これらの方法と組み合わせる二とによりさら
に高品質の信号伝送を実現することか出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるスーパフレームとレベル変動の
関係を説明するためのタイムチャート、第２図は本発明
におけるフし一ム構成を説明するためのタイムチャート
、第３図は本発明をＴ　ＤＭＡ移動通信方式に適用した
場合のフレーム構成を説明するためのタイムチャート、
第４図は本発明の構成例を示すブロック図である。 Ａ・・・バッファメモリ／フレーム化回路、Ｂ・・・リ
フレーム（多重）化回路、Ｃ・・・変調器／送信機、Ｄ
・・・制御部、Ｅ・・・受信レベル検出／処理回路、Ｆ
・・・受信機／復調器、Ｇ・・・リフレーム（分離）化
回路、Ｈ・・・バッフ子回路リ／デフシーム化回路、ａ
・・・情報信号（送信Ｌｂ・・・Ａから読み出された情
報信号、Ｃ・・・Ｂの出力信号、ｄ・・・読込／読出制
御信号（送信）、ｅ・・・制御信号（送信）、ｆ・・・
受信レベル、ｇ・・・レベル情報、ｈ・・・制御信号（
受信）、ｉ・・・復調信号、ｊ・・・Ｇて分離された情
報信号、ｋ・・・情報信号（受信）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定周期毎に区切られた情報信号に制御信号を付
   加してサブフレームを構成し、複数の該サブフレームで
   スーパフレームを構成するディジタル移動通信方式にお
   いて、 該スーパフレームの中の前記サブフレームの数を、情報
   を伝送するために必要なサブフレーム数より１つ又は複
   数個の予備サブフレームだけ多い予備サブフレーム数と
   し、 受信レベルの変動傾向からレベルの落ち込みの位置を予
   測し、前記スーパフレーム内にレベルの落ち込みが予測
   される場合、落ち込み位置を含む前記サブフレームを前
   記予備サブフレームとすることを該当サブフレームの直
   前のサブフレームの制御用スロットで相手方に通知し、
   相手方ではレベルの落ち込み位置を含む該サブフレーム
   で情報信号を送らないこととし、また、前記スーパフレ
   ーム内でレベルの落ち込みが予測されない場合又はレベ
   ル落ち込みを予測したサブフレーム数が前記予備サブフ
   レーム数より少ない場合には、前記予備サブフレームに
   ダミー用のビットを挿入して、前記スーパフレーム内の
   前記予備サブフレーム以外のサブフレームで通信を行う ことを特徴とするディジタル信号伝送方法。
2. （２）ＴＤＭＡ移動通信方式において、 ＴＤＭＡフレーム長でフレーム化された情報信号を時間
   圧縮後にＴＤＭＡ制御用スロットを加えてサブフレーム
   を構成するとともに複数のサブフレームをまとめてＴＤ
   ＭＡフレームの整数倍の長さとなるスーパフレームを構
   成して自由に使用できる予備サブフレームを１つ又は複
   数作り、 各サブフレームを自局入力情報信号として、自局に割り
   当てられたＴＤＭＡスロットに乗せて伝送し、 予備サブフレームに関する制御用の信号はＴＤＭＡスロ
   ット内の制御用スロットで使用される制御信号の１つと
   して定義して使用し、 受信レベルの変動傾向からレベルの落ち込みの位置を予
   測し、スーパフレーム内にレベルの落ち込みが予測され
   る場合、落ち込み位置を含むサブフレームを予備サブフ
   レームとすることを該当サブフレームの直前のサブフレ
   ームの制御用スロットで相手方に通知し、 相手方ではレベルの落ち込み位置を含むサブフレームで
   情報信号を送らないこととし、 前記スーパフレーム内でレベルの落ち込みが予測されな
   い場合又はレベル落ち込みを予測したサブフレーム数が
   前記予備サブフレーム数より少ない場合には、前記予備
   サブフレームにダミー用のビットを挿入して、スーパフ
   レーム内の予備サブフレーム以外のサブフレームで通信
   を行う ことを特徴とするディジタル信号伝送方法。