JPH0560698B2

JPH0560698B2 -

Info

Publication number: JPH0560698B2
Application number: JP60168427A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Fukaya; Genzo Ikeda; Tomihisa Sakai; Keiji Aoki; Toshuki Takimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp; NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-07-30
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1993-09-02
Also published as: JPS6229332A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、データ伝送品質を向上させたデータ
通信方式に関する。

［従来の技術］従来、データ通信に於いて、送信すべき送信デ
ータを無線又は有線で伝送する時、その再現性を
向上するために、例えば、次の様な方法が用いら
れている。

第１の方法としては、伝送の単位である送信信
号の１フレームを、送信すべき送信データの先頭
部を特定させるヘツドデータと、送信データとで
構成し、これらを直列符号化データとして送信し
ている。

第２の方法としては、例えば、送信信号の１ス
パンを、最初の１ビツトをスタートビツトSTA、
次の４ビツトを制御信号等のデイジタル信号Ｄ、
更に次の10ビツトをアナログ信号を２進符号化し
た信号Ａ、そして最後の１ビツトをストツプビツ
トSTPで構成し、これを反復連続して調歩同期
信号に伝送している。

これら、第１の方法、第２の方法に於いて、符
号により伝送されたデータ（キヤラクタ、センテ
ンス等を含む）の誤りの検定としては、パリテイ
チエツクや、連送照合等の誤り検定、更には、巡
回統合により誤り訂正の検定等が行なわれてい
る。

そして、前述したこの検定は、このヘツドデー
タ又はスタートビツトのヘツダー部が正確に受信
されている事を前提として行なわれるものであつ
た。

［発明の解決しようとする問題点］ところが、信号誤り、ノズル等の条件によりこ
のヘツダー部のデータが正確に受信できないこと
があるいため、ヘツダー部および、送信データ部
の先頭が検出できない事がある。或いはパリテイ
チエツクによりデータを検討する時において、ノ
ズル等により誤つたタイミングで送信データを取
り込んだ時には、偶然（確率的には1/2）パリテ
イが正常になる場合がある。

つまり、受信側で正確に送信側から出力された
データを再現できない事が起り得る。

また、従来、送信データ自身の信頼性はパリテ
イチエツクなどのビツト付加を必要とするため、
送信データの冗長化を招き、このようなビツト付
加を行わないと信頼性が低下してしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであ
り、送信信号の再現性を良くするデータ通信方式
を提供する事を目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明のデータ通信方式は、送信すべき送信デ
ータ部と前記送信データ部の先頭を特定するため
のヘツダー部とで送信信号の１フレームを構成す
るデータ通信方式に於いて、前記ヘツダー部を複
数個の異なるヘツドデータで構成し、前記送信デ
ータ部を複数の送信データで構成すると共に、送信側に於いては、前記各ヘツドデータ及び前
記各送信データを、相互の間にデータ休止期間を
設けつつ予め定められた時間間隔で順番に送信
し、受信側に於いては、少なくとも２個の前記ヘツ
ドデータを検出し、検出した前記各ヘツドデータ
の内容及び前記各ヘツドデータの検出時刻から前
記送信データ部の先頭が出現するまでの時間を求
め、求めた前記時間から前記送信データ部の先頭
を特定すると共に、特定された前記送信データ部
の先頭の受信時刻と受信した前記各送信データの
受信時刻との間の時間が所定範囲内にあるか否か
を前記送信データの有効判定の一要素とする事を
特徴とする。

ここで１フレームとは、高速データ伝送に適合
するように設定された伝送の単位である。この１
フレームは、複数個のヘツドデータより成るヘツ
ダー部と、送信すべき送信データ部とで構成され
る必要がある。このヘツドデータの個数は任意の
個数でよい。このヘツドデータとしては、例え
ば、数値はもちろんキヤラクター又はセンテンス
でもよい。このヘツドデータの個数が多い程、送
信データ部の先頭の確定性がよくなる。例えば、
このヘツダー部は、（ア、イ、ウ、エ、オ）とか
（11，13，15，17）等のように構成する事ができ
る。このヘツダー部の任意のヘツドデータと、送
信データの先頭とは設定された時系列で送信され
る必要がある。これらのヘツドデータ群と送信デ
ータの先頭との時間的間隔は、等間隔でなくても
よいが、決められた関数又は数列に従つている必
要がある。

このようにヘツダー部が構成されていると、受
信側においては、全てのヘツドデータが検出でき
なくても、任意の個数（個数が多い程誤りの率が
少なくなる）のヘツドデータを検出することで、
最後に検出したヘツドデータからデータの先頭
（部）が現れるまでの時間を求める事ができる。

また、各送信データの受信時刻とは、例えば各
受信データの所定ビツト（例えば通常、常に１と
される先頭ビツト）の受信時刻とすることができ
る。

［作用］送信信号の１フレームがヘツダー部と、送信デ
ータ部で構成され、このヘツダー部は異なるｋ個
のヘツドデータNn（ｎ＝１，２，……ｋ）で構成
されている。送信機は、これらを直列符号化デー
タにして、有線又は無線又は光ケーブルで送信す
る。

受信側では、時間的に変化する雑音時でも、こ
の直列符号化データから少なくとも２個のヘツド
データを検出する。例えばＮ２，Ｎ５のデータを
検出できると、これらのＮ２，Ｎ５の検出間隔及
びその順列から送信データが出現するまでの時間
は、予め定められた関数又は数列により求める事
ができる。従つて、この時間を経過した時点から
の直列符号化データは送信データとして検出され
る。

更に、送信データ部の先頭が複数のヘツドデー
タにより決定され高い信頼性をもつので、この送
信データ部の先頭と、後続する各送信データとの
間の時間が既知の所定の時間範囲内にあるかどう
かにより、受信した送信データの良否を判定す
る。

［実施例］以下、本発明を具体的な実施例に基づいて詳し
く説明する。本発明の具体的な実施例に係るデー
タ通信方式を用いたデータ伝送システムは、それ
ぞれ従来技術が利用できる屋内の固定地上局３０
と、自動車に載せられた車載移動局１０とで構成
される。

この車載移動局１０は、その構成を第１図のブ
ロツク図で示すように、車載バツテリーから直流
電源5V，12Vを出力する電源１１と、検出され
た送信すべきアナログの信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄコンバータ１２と、クロツク周波数
用の水晶振動子１３と、サンプルデータ出力指令
のサンプルスイツチ１９からの信号および５個の
ヘツドデータ（後で説明する第３図に示すデータ
値が２４１乃至２４５）を入力するマイクロコン
ピユータ１４（以下CPU１４と略す）と、この
CPU１４からの指令でタイムカウントを開始し、
そのカウント値をこのCPU１４に出力する集積
素子によるタイマ１５と、Ａ／Ｄコンバータ１
２，CPU１４からバスライン１８を介して信号
を入力し、シリアル符号化データの信号を発生す
る信号変換装置１６（UART）と、この信号発
生器１６からの信号を入力し、電波として空中に
出力する送信機１７とで構成される。なおバスラ
イン１８は、コントロールバス１８１、アドレス
バス１８２、データバス１８３で構成される。
又、送信機１７は、変調回路１７１、発振子１７
２、てい倍器１７３で構成され、80MHzのFM変
調の電波を送信する。

この固定地上局３０は、その構成を第２図のブ
ロツク図で示すように、交流電源から入力し、直
流電源を出力する電源３１と、この車載移動局１
０からの電波を受信する受信機３２と、この受信
機３２からの信号を入力し、送信時のデータに再
現する信号変換装置３３（UART）と、演算と
制御を行なうコンピユータ３４（以下CPU３４
と略す）と、このCPU３４のクロツク信号の基
礎となる周波数で発振する水晶振動子３５と、こ
のCPU３４からの指令で起動しカウント結果を
このCPU３４に出力する集積回路素子のタイマ
３６と、受信データを記憶するRAMによるメモ
リー３７と、インタフエース３８と、バスライン
３９と、CRTデイスプレイ４０と、キーボード
４１とで構成する。

ここで、受信機３２は、水晶発振子３２３を有
する発振回路３２４と、変換回路３２２と、複調
回路３２５とで構成される。又、バスライン３９
は、コントロールバス３９１、アドレスバス３９
２、データバス３９３デ構成される。

本実施例では、送信信号の１フレームは、その
構成を第３図に示すように、ヘツダー部とデータ
部で構成し、ヘツダー部は５個のヘツドデータ
（データ値が２４１乃至２４５）で構成し、デー
タ部は100個のデータで構成する。そしてこれら
の各データの送信サイクルＴは10msecである。

また従来より一般に行われるように、データ部
（送信データ部とも呼ぶ）を構成する各データ
（送信データとも呼ぶ）の先頭ビツトは例えば常
に１としておき、更に各データの先頭ビツトと最
終ビツトとの間の時間は上記送信サイクルＴ（＝
10msec）より短縮して、各データの最終ビツト
と、それに後続する次の送信データの先頭ビツト
との間に所定の休止期間が設けられる。これによ
り各送信データの分別が可能となる。

以下、CPU１４が実行する第６図のフローチ
ヤートに従つて、車載移動局１０の作用を説明す
る。

CPU１４は、本車載移動局１０の起動スイツ
チが投入されると、ステツプ100より実行を開始
する。ステツプ100では、CPU１４はヘツドデー
タ、送信データをカウントするパラメータｎ，ｍ
を０に初期設定する。その後、ステツプ102に移
行する。ステツプ102は、サンプルスイツチ１９
の投入状態を判定するステツプである。このサン
プルスイツチが投入されている時は、ステツプ
116で、CPU１４はセンサにより検出された信号
をＡ／Ｄコンバータ１２を介して100個のデータ
を収集する。

サンプルスイツチ１９が投入されてないと判定
されるか、ステツプ116の作業が完了すると、
CPU１４はステツプ106に移行する。ステツプ
106乃至112は、５個のヘツドデータ（値として
241乃至245）を順次送信する工程であり、これら
のヘツドデータは、10msec毎の間隔で送信され
る。

所定の個数のヘツドデータが送信されると、ス
テツプ126乃至132で、CPU１４は、100個の収集
したデータ又は、予め設定されたテストデータを
送信する。この時も送信するデータの間隔は
10msecである。所定のデータが送信されると、
CPU１４は、ステツプ100にジヤンプし、前述し
た工程を実行する。

次に、CPU３４が実行する第７図のフローチ
ヤートに従つて、固定地上局３０の作用を説明す
る。

CPU３４は、この固定地上局３０の起動スイ
ツチ（キーボード４１）が投入されると、ステツ
プ200より実行を開始する。ステツプ200は、タイ
マ３６のカウント値メモリー３７をクリアしたり
初期設定するステツプである。その後、ステツプ
202に移行し、CPU３４はタイマ３６を起動させ
る。ステツプ204乃至212は受信機３２からデータ
Di（すなわち、本実施例でいうヘツドデータ及び
送信データ）とこの時のタイマ３６のカウント値
を入力し、メモリー３７に記憶する工程である。
この繰り返し作業は、キーボード４１からの受信
終了の指令を入力するまで実行される。キーボー
ド４１からこの指令を入力すると、ステツプ220
でCPU３４はメモリー３７のデータをリードし
次の様な処理を行なう。

即ち、受信データから予め登録してあるヘツド
データの群と等しいか類似の５個の連続したデー
タからなる検出群を抽出する。この時、この検出
群は必ずしもメモリーの先頭部に記憶されている
とは限らない。

次にこのCPU３４は、この検出群を構成する
それぞれの、データ値と時刻を、第４図に示すよ
うに、グラフ化するか対応テーブルを作成する。
第４図は横軸、縦軸にそれぞれ時刻、ヘツドデー
タ値を示す。同図に於いて、実線グラフ５０上に
は、送信された時のヘツドデータ（番号Ｐ５１乃
至Ｐ５５）がプロツトされている。破線グラフ５
０Ａは受信された検出群のデータ（Ｐ５１，Ｐ５
２Ａ，Ｐ５３，Ｐ５４Ａ，Ｐ５５）をプロツトし
て結んだグラフである。つまり、５個のヘツドデ
ータ内の３個は再現されて受信されている。従つ
て、この再現された３個のヘツドデータにより、
送信データの先頭を確定させる。

ところで、送信されたデータが受信機で誤つて
受信される誤受信率ＰがＰ＝0.5という悪い条件
下では、１データのみのヘツダーでは正常受信確
率は同じく0.5である。本方式の５データのヘツ
ダーとし、その中で２データ以上が正常のとき有
効とすれば、正常受信確率αは、PB＝１−Ｐと
おくと α＝₅C₅PB⁵＋₅C₄PB⁴Ｐ＋₅C₃PB³P²＋₅C₂PB²P³ ＝0.031＋0.156＋0.310＋0.310 ＝0.807 即ちα＝0.807となり、約60％も向上する。ヘ
ツドデータの個数が多い程ヘツド部の認識率、つ
まり送信データの先頭（部）を確定できる確率が
よくなる事がわかる。

そして、このようにして送信データの先頭が確
定した後CPU３４はメモリー３７に記憶された
データをパリテイチエツク、後述する受信間隔に
よるチエツク等により解析する。ステツプ224は
これら解析されたデータをCRTデイスプレイ４
０に表示するステツプである。この後、ステツプ
224でプログラムはストツプするが、キーボード
４１からの指令を入力するとステツプ200にジヤ
ンプする。

本実施例によれば、車載移動局１０と固定地上
局３０とのデータ通信に於いて、送信信号の１フ
レーム５個のヘツドデータから成るヘツダー部と
100個の送信データから成るデータ部で構成した
事で、ノイズの多い状況下でも、従来のヘツドデ
ータが１個の場合に比較して相当高精度でこのデ
ータ部の先頭が確定できる。

例えば、１つのデータの誤受信率Ｐが0.45の場
合に於いて、従来の方法ではデータ部の先頭部の
確定できる割合が0.55である。ところが本実施例
では、少なくともINT（５×（１−0.45））＝２のヘ
ツドデータが確定でき、従つて式(1)によれば、送
信データ部の先頭部は約0.8の確率で確定できる。

なお調歩同期方式に於いては、スタートビツト
STAがローレベルになれば受信信号とみなし、
ストツプビツトSTPを受信時刻とするため、第
５図に示すようなノズル信号７１，７２等により
誤受信した場合に於いて、パリテイチエツクが正
常であつても送信間隔が10mecである事を考慮す
れば、ノイズによる誤受信のデータとして除去で
きる。すなわち、送信データ部の先頭（データ１
のスタートビツトSTA）の受信時刻が複数のヘ
ツドデータ（ヘツダ）により高い信頼性で得られ
るので、このデータ１のスタートビツトSTAと、
後続の各データのスタートビツトSTAまでの経
過時間が所定時間内にある場合には、そのデータ
は正常受信したデータとし、そうでなければ受信
不良データと判別する。このようにすれば、例え
ばノイズ信号７１，７２などの混入にかかわらず
正常に各データを受信することができる。

本実施例では、ヘツダー部をヘツドデータの値
が２４１乃至２４５の単調増加の数列で構成し
た。しかし、送信側での設定が受信側で判明して
いれば、ヘツダー部は任意の数列、関数をみたす
任意の個数のヘツドデータの群で構成できる。例
えば、ヘツダー部はＫ個のデータで構成され、そ
の値がｙ＝１，２……Ｋの時のＦ（ｙ）＝（−１）^y
×（3y＋１）をみたすＦ（ｙ）の値で構成しても
よい。

更に、本実施例は無線通信装置に適用したが、
有線通信、光通信にも適用できる。

［発明の効果］本発明によれば、データ通信方式に於いて、送
信信号の１フレームを複数個の異なるヘツドデー
タで構成されるヘツダー部と、送信データ部とで
構成する事で、送信データの先頭部を確定する確
率が向上できる。従つて、送信されたデータの再
現性がよくなる。

更に、送信データ部の先頭からの経過時間を、
各送信データの良否判定の判断材料として用いて
いるので、受信した送信データの信頼性を、パリ
テイビツトなどの追加ビツトの付加を要すること
なく向上させることができ、更に、このような追
加ビツトを付加すれば一層の信頼性向上が実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、それぞれ本発明の具体的な
実施例に係るデータ通信方式を用いた車載移動
局、固定地上局を説明するブロツクダイアグラム
である。第３図は同実施例で用いた送信信号の１
フレームの構成を説明するブロツクである。第４
図は、同実施例で用いた送信、受信されたそれぞ
れのヘツドデータをプロツトしたグラフである。
第５図は、調歩同期式に於けるノイズが出現した
時の様子を説明する説明図である。第６，第７図
はそれぞれ同実施例に於いて使用したコンピユー
タ１４，３４の処理するプログラムを示したフロ
ーチヤートである。１０……車載移動局、１４……CPU、１５…
…タイマ、１６……UART、１７……送信機、
３０……固定地上局。

Claims

【特許請求の範囲】１送信すべき送信データ部と前記送信データ部
の先頭を特定するためのヘツダー部とで送信信号
の１フレームを構成するデータ通信方式に於い
て、前記ヘツダー部を複数個の異なるヘツドデータ
で構成し、前記送信データ部を複数の送信データ
で構成すると共に、送信側に於いては、前記各ヘツドデータ及び前
記各送信データを、相互の間にデータ休止期間を
設けつつ予め定められた時間間隔で順番に送信
し、受信側に於いては、少なくとも２個の前記ヘツ
ドデータを検出し、検出した前記各ヘツドデータ
の内容及び前記各ヘツドデータの検出時刻から前
記送信データ部の先頭が出現するまでの時間を求
め、求めた前記時間から前記送信データ部の先頭
を特定すると共に、特定された前記送信データ部
の先頭の受信時刻と受信した前記各送信データの
受信時刻との間の時間が所定範囲内にあるか否か
を前記送信データの有効判定の一要素とする事を
特徴とするデータ通信方式。