JPS5836867B2 - 伝搬路状況の監視による誤り制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は伝搬路状況の監視による誤り制御方式に係り、
とくに状況の変化の激しい短波帯等の伝搬路のじよう乱
を検出し、これに応じて受信誤り等の制御を行うための
伝搬路状況の監視による誤り制御方式に関する。

デイジタル通信では、受信誤りの低減が重要な問題であ
り、このために従来より誤り訂正符号が使用されている
。

しかし、短波の無線回線等のように状況の変化の激しい
伝搬路では、充分な効果を上げているとは言いがたい。

これは、時々刻々誤り率の変化している伝搬路に一定の
訂正能力しかない符号を使用しているからであり、これ
を解決するには伝搬路の状況を検出し、その検出結果に
基いて符号の使い方を変えていくことが必要である。

本発明は、上記の点に鑑み、位相変調（ＰＳＫ）方式を
使用したデイジタル情報の伝送において、デイジタル情
報の復調と同時に伝搬路のじよう乱の大きさを検出利用
することにより、受信誤りの低減を図った伝搬路状況の
監視による誤り制御方式を提供しようとするものである
。

そして、その特徴とするところは、送信側において、伝
送すべきデイジタル情報（以下伝送情報という。

）と予め決められた符号系列とにより両者を識別分離で
きるようにキャリアを位相変調して伝送し、受信側では
受信波の位相から前記符号系列による位相偏移分を差引
いた後、前記伝送情報の再生を行うとともに、その受信
波の位相からその伝送情報による位相偏移分を消去した
位相威分と復調側で発生した送信側と同一の符号系列と
の相関検出を行い、これにより伝搬路における雑音、混
信、フ工−ジング等のじよう乱の大きさを検出し、この
検出値を利用して誤り制御を行うことにある。

以下、本発明に係る伝搬路状況の監視による誤り制御方
式の実施例を図面に従って説明する。

送信側において、差動位相変調（ＤＰＳＫ）方式による
キャリャは、第１図に示す位相関係となるように伝送情
報及び予め決められたパイロット符号（ＰＮ符号）によ
る符号系列で変調される。

図中実線は通常の４相差動位相変調の場合の隣接するエ
レメント間の位相差であり、伝送情報に対応する。

本例ではさらに破線で示した位相が加えられ、２倍の相
数、すなわち８相差動位相変調の形にされる。

これにより１エレメント当りに伝送できる情報量は１ビ
ット増加するから、この増加した１ビットを前記パイロ
ット符号で変調する。

ここで、通常の８相差動位相変調では各位相に対して隣
接する位相に対応する３ビットの符号の符号距離が１と
なるように符号を割当てているが、第１図の場合は４相
差動位相変調として割当てられた位相と符号との関係を
変えずに、パイロット符号が「０」のときはそのままの
位相、「１」のときは位相をさらに４５°偏移させる方
法をとる，，図に示した位相に付記されている数字は、
夫々左側２個がエレメント当りに伝送される２ビットの
情報の内容を、右側１個がパイロット符号の内容を示し
ている。

例えば、伝送情報２ビットが「０１」でパイロット符号
が「１」のときは、エレメント間の位相差は１３５°と
なる。

上記の如く変調された送信波ｓ（ｔ）は次式で表わされ
る。

（但し、ωＣ ：キャリア角周波数、Ａ（ｔ）：伝送情
報による変調分で０、■、２、３の値をとり、Ｂ（ｔ）
：パイロット符号による変調分で０、１、・・・ ７の
値をとる。

）一方、受信波ｒ（１）は（１）式で表わされた送信波
ｓ（ｔ）と次式で表わされる雑音ｎ（ ｔ）との合戒波
である。

ｎ（ ｔ ）一Ｎ（ ｔ）ｃｏｓ ｛ωｃｔ＋θＮ（
ｔ）｝ −＝・（２）従って、受信波ｒ（ｔ）の位相φ
（１）はである。

この（３）式においてθ′ｎ（ｔ）の項は、雑音による
位相変動を示し、 である。

前記位相φ（１）を示す（３）式中、パイロット符号成
分Ｂ（ｔ）は予め決められた符号系列であり復調側に既
知であるから、これを消去することができ、これを消去
して残る位相φ１（ｔ）は となる。

この戒分は通常の４相差動位相変調のものと同じであり
、パイロット符号の影響は残らないから、この成分より
伝送情報が復元される。

なお、雑音による位相変動θ’，（ｔ）はエレメント毎
にみるとＢ（ｔ）の値によって異なるものとなるが、Ｂ
（ｔ）の値が１のときのθ′（ｔ）の統計的性質と０の
時のθ′ｎ（ｔ）の統計的性質とは同じであるから統計
的には影響ないと言える。

一方、前記（３）式の両辺を４倍すると、伝送情報成分
による変調分（π／２）Ａ（ｔ）は２πＡ（ｔ）となり
、２π ｒａｄの整数倍となるから消去され、残る位相
φ２（ｔ）は ある。

）となる。Ｂ’（ｔ）は復調側で既知のパイロット符号
であるから、復調側で同じ符号系列を作ってφ２／／（
１）を相関検出すると、相関検出出力Φは （但し、Ｍ：変動のないときの相関検出出力値、ｋ：相
関検出における累積エレメント数）となる。

この（９）式は、雑音等による位相変動の大きさが、変
動のない時の相関検出の出力値Ｍからのレベル低下量と
して得られることを示している。

そして、累積エレメント数ｋを適当な大きさにとれば、
個々のサンプル値のもつばらつきは平均化されるから、
相関検出出力Φの値をその累積区間における受信の正し
さを表わすのに使用することができる。

第２図は、伝送情報Ｄ。

及び相関検出出力Φを上記数式で示した原理に基いて得
るための復調装置を示す。

この図において、検波器ＤＥＴは伝搬路を介して到来し
た受信波Ｓｉから信号戒分をろ波抽出し検波して受信波
のエレメント毎の位相θｉを検出し、減算器ＳＵＢ１に
加える。

ここで、送信側におけるエレメントが、第３図Ａに示す
如き伝送情報Ａ， Ｂ及びパイロット符号の３ビットの
情報を有し、そのエレメントの位相が第１図に示す関係
となるように差動位相変調されていれば、送信波の位相
は第３図Ｂの如くになり、伝搬路のじよう乱が存在しな
いとき、前記受信波はこれに等しくなる。

一方、符号発生器ＰＧは、送信側で発生されるパイロッ
ト符号と同じ符号を前記受信波に同期して発生する。

すなわち符号発生器ＰＧの出力は第３図Ｃの如くなり、
この出力は累積加算器ＡＤＤ１に印加される。

第３図Ｄに示す累積加算器ＡＤＤＩの出力は、前記減算
器ＳＵＢＩに加えられる。

この減算器ＳＵＢ１は、前記受信波の位相θｉと累積加
算器ＡＤＤ１の出力の位相との差を示す第３図Ｅのよう
な信号を出力する。

これによりパイロット符号による位相偏移分が除去され
る。

前記減算器ＳＵＢ１の出力は、減算器ＳＵＢ２及び遅延
回路ＤＬＩに加えられる。

これにより減算器ＳＵＢ２は、現在の減算器ＳＵＢ１の
出力と１個前のエレメントに対応する出力との差を示す
第３図Ｆの如き出力を符号判定回路ＤＥＣに加える。

そして、ここで第３図Ｆの出力が判定され、伝送情報Ｄ
。

が復元される。一方、前記受信波の位相θｉは乗算器Ｍ
ＵＬＩに加えられる。

この乗算器ＭＵＬ１はその位相θ１を４倍して伝送情報
による位相偏移分を除去した第３図Ｇに示す出力を減算
器ＳＵＢ３及び遅延回路ＤＬ２に加える。

減算器ＳＵＢ３は、現在の乗算器ＭＵＬ１の出力と１個
前のエレメントに対応する出力との差を示す第３図Ｈの
如き出力を乗算器ＭＵＬ２に加える。

この乗算器ＭＵＬ２は、減算器ＳＵＢ３の出力と前記符
号発生器ＰＧの出力とを乗算して累積加算器ＡＤＤ２に
加え、その乗算結果は第３図工に示すように累積加算さ
れ、これにより相関検出出力Φが得られる。

この場合、相関検出はパイロット符号の１周期又はその
整数倍毎に繰返される。

以上の構戒において、雑音等のしよう乱が伝搬路に存在
していなければ、第２図の各部分の出力信号は第３図実
線で示す通りになるが、じよう乱により位相変動がある
場合は破線で示すようになる。

このときは相関検出出力値が低下することが判る。

すなわち、相関検出出力の低下量が、伝搬路のじよう乱
の大きさ、たとえば信号対雑音比、伝搬路のゆらぎ等を
表わしていることは明らかであるから、その相関検出出
力は、その検出区間毎の受信の正しさの程度を示してい
ると見なすことができる。

従って、得られた相関検出出力を適当に設定したスレツ
ショルドレベルと比較すれば、復調結果が正しいか否か
の判別が可能になる。

なお、上記回路による演算は、乗算器ＭＵＬ２及び累積
加算器ＡＤＤ２を除きすべて２πｒａｄを法とした演算
であり、デイジタル回路にて構或できるが、第４図のよ
うな特性を持った増幅器を使えばアナログ回路でも可能
である。

このような増幅器は演算増幅器とダイオードで実現可能
である。

また、第２図においては演算処理に必要なクロツク部分
を省略してある。

以上の実施例によれば、伝送しようとする情報には影響
を与えずに伝搬路のじよう乱の大きさを示す相関険出出
力を得ることができ、これによって受信結果の正しさの
程度、すなわち誤り率を判別することができる。

そして、これを利用して受信誤り制御を行うようにすれ
ば、受信誤りの低減が可能になる。

さて、上記実施例において、伝送情報に対して誤り訂正
符号化を行い、相関検出出力結果に応じて誤り制御操作
を変えることにより、誤り訂正符号の能力を有効に使う
ことができる。

すなわち、誤り訂正符号は、訂正実施前のビット誤り率
がある限界値を越えると訂正後の誤り率が訂正実施前よ
り悪くなる性質を有しているから、前記相関検出出力と
所定のスレツショルドレベルとの比較により、伝搬路状
況が良好と判別されたときは誤り訂正を行い、伝搬路状
況が悪いと判別されたときは訂正を実施しないか又は誤
り検出を行って誤り検出された文字に誤り表示をつけて
出力するようにすれば、誤り訂正符号の欠点を除くこと
ができる。

これは、短波等の状況の変化の激しい伝搬路に適用した
場合に特に効果的である。

また、受信側で受信誤りを検出し、この結果を送信側に
返送して誤って受信された文字の再送を行う誤り制御に
、誤り訂正符号と相関検出出力とを組合せて使用すれば
、効率的な伝送が可能になる。

すなわち、相関検出出力を所定のスレツショルドレベル
と比較し、伝搬路状況が良好で誤り率が小さいときは誤
り訂正符号による誤り訂正を実施し、文字内に誤りビッ
トが含まれていても再送要求せず、伝搬路状況が悪くて
誤り率大なるとき、符号の訂正能力を越える誤りの発生
頻度が犬となるから、誤り検出を実施し、文字内に誤り
ビットが含まれている時は再送要求をする。

以上の処理によって、受信側の誤り検出における見逃し
誤り率を悪化させることなしに再送の割合を減らすこと
ができる。

さらに、誤り訂正符号として、２ビット以上の誤り訂正
が可能な符号を使用した場合、前記スレツショルドレベ
ルを多段階にし、レベルに応じて誤り訂正するビット数
を変えて行くことも可能である。

たとえば、２ビット訂正可能な符号であれば、 （イ）相関検出出力低下量小・・・・・・すべての誤り
を訂正 （口）相関検出出力低下量中・・・・・・１ビット誤り
は訂正、２ビット誤りは再送 （ハ）相関検出出力低下量大・・・・・・すべての文字
を再送 という３段階の処理が可能である。

なお、上記実施例では、差動位相変調を行った場合を説
明したが、位相差を絶対位相に置換して同期位相変調を
行うようにしても差し支えない。

また、伝送情報に割当てる位相数の２倍の位相数にすれ
ばエレメント当りの情報量の異なる任意の相数の位相変
調に適用できる。

叙上の様に、本発明によれば、位相変調方式を使用した
デイジタル情報の伝送において、デイジタル情報の復調
と同時に伝搬路のじよう乱の大きさを検出し、この検出
結果を受信誤り制御に利用することにより、受信誤りの
低減化を図ることのできる伝搬路状況の監視による誤り
制御方式を得るＯ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る伝搬路状況の監視による誤り制御
方式の実施例による変調されたキャリアの位相を示す説
明図、第２図は実施例における復調装置を示すブロック
図、第３図はその作用を示す波形図、第４図は復調装置
をアナログ回路で構或する場合に必要とされる特性を示
す特性図である。 ＡＤＤＩ、ＡＤＤ ２・・・・・・累積加算器、ＤＥＣ
・・・・・・符号判定回路、ＤＥＴ・・・・・・検波器
、ＤＬＩ，ＤＬ２・・・・・・遅延回路、ＭＵＬＩ、Ｍ
ＵＬ２・・・・・・乗算器、ＰＧ・・・・・・符号発生
器、ＳＵＢＩ、ＳＵＢ２、ＳＵＢ３・・・・・・減算器
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 送信側にて伝送情報及び予め定められた符号系列で
   両者を分離識別可能に位相変調した送信波を伝送し、受
   信側にて受信波の位相から前記符号系列による位相偏移
   分を受信側で発生されたその符号系列と同じ符号系列の
   位相を差引くことにより消去して前記伝送情報を復調す
   るとともに、前記受信波の位相からその伝送情報による
   位相偏移分を消去した位相戒分と前記受信側で発生され
   た符号系列の位相との相関検出を行い、前記相関検出値
   が予め設定された第１のレベルよりも犬なるときは復調
   して得られた符号に対して誤り訂正を実施し、相関検出
   値が前記第１のレベルとこれよりも低く設定された第２
   のレベルとの間の値であるときは前記復調して得られた
   符号に対して誤り検出を実施して誤り検出された文字の
   再送を送信側に指定するとともに、相関検出値が前記第
   ２のレベルよりも小さいときは、その文字の再送を送信
   側に指定することにより誤り制御を行うことを特徴とす
   る伝搬路状況の監視による誤り制御方式。