(57)【要約】【課題】回転直交符号を用いて信号を拡散するマルチキャリア伝送方式における最適な回転角を求める際に、時間短縮を図る。【解決手段】拡散率に基づいて回転角を変数として有する回転直交符号を生成し、マッピング情報で表される信号ベクトルを回転直交符号により符号化する符号化計算式を生成し、拡散率に対応する振幅変動情報を表す変数を使用し、符号化計算式に対してフェージングの影響を加えたフェージング付加計算式を生成し、フェージング付加計算式を用いて信号点間距離計算式を生成し、信号点間距離計算式を用いて受信品質情報を表す変数を含めた条件付確率計算式を生成し、信号点発生確率と条件付確率計算式とを用いて通信品質近似式を生成することを特徴とする。【選択図】図１
2008136059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力情報として信号点のマッピング情報、拡散率および信号点発生確率が与えられ、通信品質近似式を生成する通信品質近似式生成装置であって、
前記入力情報の内の拡散率に基づいて、回転角を変数として有する回転直交符号を生成する回転直交符号生成手段と、
前記入力情報の内のマッピング情報で表される信号ベクトルを回転直交符号により符号化する符号化計算式を生成する符号化計算式生成手段と、
前記入力情報の内の拡散率に対応する振幅変動情報を表す変数を使用し、符号化計算式に対してフェージングの影響を加えたフェージング付加計算式を生成するフェージング付加計算式生成手段と、
フェージング付加計算式を用いて信号点間距離計算式を生成する信号点間距離計算式生成手段と、
信号点間距離計算式を用いて、受信品質情報を表す変数を含めた条件付確率計算式を生成する条件付確率計算式生成手段と、
前記入力情報の内の信号点発生確率と条件付確率計算式とを用いて、通信品質近似式を生成する通信品質近似式生成手段と、
を備えたことを特徴とする通信品質近似式生成装置。
【請求項２】
前記振幅変動情報は、前記入力情報の内の拡散率で多次元空間に拡散された各々の信号点に対して伝搬路が与える振幅変動を表すことを特徴とする請求項１に記載の通信品質近似式生成装置。
【請求項３】
入力情報として信号点のマッピング情報、拡散率および信号点発生確率が与えられ、通信品質近似式をコンピュータ上で生成するときのコンピュータを制御する通信品質近似式生成方法であって、
前記入力情報の内の拡散率に基づいて、回転角を変数として有する回転直交符号を生成する回転直交符号生成ステップと、
前記入力情報の内のマッピング情報で表される信号ベクトルを回転直交符号により符号化する符号化計算式を生成する符号化計算式生成ステップと、
前記入力情報の内の拡散率に対応する振幅変動情報を表す変数を使用し、符号化計算式に対してフェージングの影響を加えたフェージング付加計算式を生成するフェージング付加計算式生成ステップと、
フェージング付加計算式を用いて信号点間距離計算式を生成する信号点間距離計算式生成ステップと、
信号点間距離計算式を用いて、受信品質情報を表す変数を含めた条件付確率計算式を生成する条件付確率計算式生成ステップと、
前記入力情報の内の信号点発生確率と条件付確率計算式とを用いて、通信品質近似式を生成する通信品質近似式生成ステップと、
を含むことを特徴とする通信品質近似式生成方法。
【請求項４】
前記振幅変動情報は、前記入力情報の内の拡散率で多次元空間に拡散された各々の信号点に対して伝搬路が与える振幅変動を表すことを特徴とする請求項３に記載の通信品質近似式生成方法。
【請求項５】
請求項１もしくは請求項２に記載の通信品質近似式生成装置又は請求項３もしくは請求項４に記載の通信品質近似式生成方法を使用して生成された通信品質近似式を記憶する記憶手段と、
入力情報として与えられる回転角と受信品質情報と振幅変動情報とを前記記憶手段に記憶される通信品質近似式に含まれる各変数に代入し、通信品質近似式の計算を行う演算手段と、
を備えたことを特徴とする通信品質算出装置。
【請求項６】
入力情報として、請求項１もしくは請求項２に記載の通信品質近似式生成装置又は請求項３もしくは請求項４に記載の通信品質近似式生成方法を使用して生成された通信品質近似式、回転角、受信品質情報および振幅変動情報が与えられ、通信品質情報をコンピュータ上で算出するときのコンピュータを制御する通信品質算出方法であって、
前記入力情報の内の回転角と受信品質情報と振幅変動情報とを、前記入力情報の内の通信品質近似式に含まれる各変数に代入し、通信品質近似式の計算を行うことを特徴とする通信品質算出方法。
【請求項７】
入力情報として信号点のマッピング情報、拡散率および信号点発生確率が与えられ、通信品質近似式を生成する処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
前記入力情報の内の拡散率に基づいて、回転角を変数として有する回転直交符号を生成する回転直交符号生成ステップと、
前記入力情報の内のマッピング情報で表される信号ベクトルを回転直交符号により符号化する符号化計算式を生成する符号化計算式生成ステップと、
前記入力情報の内の拡散率に対応する振幅変動情報を表す変数を使用し、符号化計算式に対してフェージングの影響を加えたフェージング付加計算式を生成するフェージング付加計算式生成ステップと、
フェージング付加計算式を用いて信号点間距離計算式を生成する信号点間距離計算式生成ステップと、
信号点間距離計算式を用いて、受信品質情報を表す変数を含めた条件付確率計算式を生成する条件付確率計算式生成ステップと、
前記入力情報の内の信号点発生確率と条件付確率計算式とを用いて、通信品質近似式を生成する通信品質近似式生成ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記振幅変動情報は、前記入力情報の内の拡散率で多次元空間に拡散された各々の信号点に対して伝搬路が与える振幅変動を表すことを特徴とする請求項７に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９】
入力情報として、請求項１もしくは請求項２に記載の通信品質近似式生成装置又は請求項３もしくは請求項４に記載の通信品質近似式生成方法を使用して生成された通信品質近似式、回転角、受信品質情報および振幅変動情報が与えられ、通信品質情報を算出する処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
前記入力情報の内の回転角と受信品質情報と振幅変動情報とを、前記入力情報の内の通信品質近似式に含まれる各変数に代入し、通信品質近似式の計算を行うステップをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信品質近似式生成装置および方法、通信品質算出装置および方法、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、新世代の移動通信システムに利用される通信方式として、マルチキャリア伝送方式が注目されている。マルチキャリア伝送方式の代表例としては、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式と、MC-CDM（Multi-Carrier-Code Division Multiplexing：マルチキャリア符号分割多重）方式が挙げられる。非特許文献１では、MC-CDM方式の拡散符号として回転直交符号が提案されている。拡散率がnの場合の回転直交符号Rnは、（１）式で表される。そして、入力信号ベクトルsが回転直交符号Rnにより符号化されたときの出力信号ベクトルs'は、（２）式で表される。
【０００３】
【数１】
2008136059.tif 000003
【０００４】
【数２】
2008136059.tif 000004
【０００５】
但し、Ｍは２以上の整数である。また、θは回転角（単位はラジアン）である。回転角θを0にすると、信号の拡散は行われず、出力信号はOFDM方式の信号となる。他方、回転角θをπ/4にすると、均等に信号の拡散が行われ、出力信号はWalsh符号を用いるMC-CDM方式の信号となる。また、回転角θを0からπ/4の間の値にすることにより、信号の拡散の比率を変化させ、周波数ダイバーシチ効果を制御することができ、OFDM方式とWalsh符号を用いるMC-CDM方式の両方の特徴を得ることができる。また、非特許文献２〜４では、回転角θは、拡散率、多重数、伝搬路、MCS（Modulation and Coding Scheme）などに影響されるものであり、これらパラメータに応じて最適な回転角θが異なることが報告されている。
【０００６】
従来、最適な回転角θを求める際には、シミュレーションによって、実際の送信機および受信機の処理手順と伝搬路の影響および雑音を再現し、拡散率、多重数、伝搬路、MCSなどのパラメータを与えたときの送受信号の比較結果から、平均シンボル誤り率や平均ビット誤り率などの通信品質情報を得て、最適な回転角θを判断している。一方、非特許文献５には、シングルキャリア伝送方式におけるAWGN（Additive White Gaussian Noise）環境下においての通信品質情報の近似式を求める方法が記載されている。この方法では、マッピング情報から信号点間距離を求め、それら信号点間距離情報から、ある信号点が送信されたときの異なる信号点に受信されるシンボル誤り条件付確率を求める。そして、それぞれの信号点において、その条件付確率と信号点の発生確率とを乗算したものを、それぞれの信号点ごとに加算することによりシンボル誤り率の近似式を得ている。
【非特許文献１】3GPP TSG RAN WG1#42bis, R-051261, “Enhancement of Distributed Mode for Maximizing Frequency Diversity,” October 2005.
【非特許文献２】3GPP TSG RAN WG1#46, R1-062170, “Phase Adjustment Methods of Rotational CDM,” September 2006.
【非特許文献３】3GPP TSG RAN WG1#46bis, R1-062804, “Phase Adjustment Methods of Rotational CDM for L1/L2 Control Channel,” October 2006.
【非特許文献４】3GPP2 TSG-C WG3, C30-20060911-042, “The optimum rotational angle for R-OFDM,” September 2006.
【非特許文献５】T. S. Rappaport, “Wireless Communications: Principles and Practice, 2nd Edition,” Prentice Hall, 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来のシミュレーションによる方法では、最適な回転角を求めるために、実際の通信システムをシミュレーション上で再現するので、計算量が膨大となり、非常に多くの時間を要する。一方、通信品質情報の近似式を用いれば計算量の削減が可能であるが、上述の非特許文献５記載の通信品質近似式生成方法では、回転直交符号を用いないマルチキャリア伝送方式に対応していない。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、回転直交符号を用いて信号を拡散するマルチキャリア伝送方式における最適な回転角を求める際に、時間短縮を図ることのできる通信品質近似式生成装置および方法、通信品質算出装置および方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、本発明の通信品質近似式生成装置をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、本発明の通信品質算出装置をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る通信品質近似式生成装置は、入力情報として信号点のマッピング情報、拡散率および信号点発生確率が与えられ、通信品質近似式を生成する通信品質近似式生成装置であって、前記入力情報の内の拡散率に基づいて、回転角を変数として有する回転直交符号を生成する回転直交符号生成手段と、前記入力情報の内のマッピング情報で表される信号ベクトルを回転直交符号により符号化する符号化計算式を生成する符号化計算式生成手段と、前記入力情報の内の拡散率に対応する振幅変動情報を表す変数を使用し、符号化計算式に対してフェージングの影響を加えたフェージング付加計算式を生成するフェージング付加計算式生成手段と、フェージング付加計算式を用いて信号点間距離計算式を生成する信号点間距離計算式生成手段と、信号点間距離計算式を用いて、受信品質情報を表す変数を含めた条件付確率計算式を生成する条件付確率計算式生成手段と、前記入力情報の内の信号点発生確率と条件付確率計算式とを用いて、通信品質近似式を生成する通信品質近似式生成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る通信品質近似式生成装置においては、前記振幅変動情報は、前記入力情報の内の拡散率で多次元空間に拡散された各々の信号点に対して伝搬路が与える振幅変動を表すことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る通信品質近似式生成方法は、入力情報として信号点のマッピング情報、拡散率および信号点発生確率が与えられ、通信品質近似式をコンピュータ上で生成するときのコンピュータを制御する通信品質近似式生成方法であって、前記入力情報の内の拡散率に基づいて、回転角を変数として有する回転直交符号を生成する回転直交符号生成ステップと、前記入力情報の内のマッピング情報で表される信号ベクトルを回転直交符号により符号化する符号化計算式を生成する符号化計算式生成ステップと、前記入力情報の内の拡散率に対応する振幅変動情報を表す変数を使用し、符号化計算式に対してフェージングの影響を加えたフェージング付加計算式を生成するフェージング付加計算式生成ステップと、フェージング付加計算式を用いて信号点間距離計算式を生成する信号点間距離計算式生成ステップと、信号点間距離計算式を用いて、受信品質情報を表す変数を含めた条件付確率計算式を生成する条件付確率計算式生成ステップと、前記入力情報の内の信号点発生確率と条件付確率計算式とを用いて、通信品質近似式を生成する通信品質近似式生成ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る通信品質近似式生成方法においては、前記振幅変動情報は、前記入力情報の内の拡散率で多次元空間に拡散された各々の信号点に対して伝搬路が与える振幅変動を表すことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る通信品質算出装置は、前述の通信品質近似式生成装置又は通信品質近似式生成方法を使用して生成された通信品質近似式を記憶する記憶手段と、入力情報として与えられる回転角と受信品質情報と振幅変動情報とを前記記憶手段に記憶される通信品質近似式に含まれる各変数に代入し、通信品質近似式の計算を行う演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る通信品質算出方法は、入力情報として、前述の通信品質近似式生成装置又は通信品質近似式生成方法を使用して生成された通信品質近似式、回転角、受信品質情報および振幅変動情報が与えられ、通信品質情報をコンピュータ上で算出するときのコンピュータを制御する通信品質算出方法であって、前記入力情報の内の回転角と受信品質情報と振幅変動情報とを、前記入力情報の内の通信品質近似式に含まれる各変数に代入し、通信品質近似式の計算を行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るコンピュータプログラムは、入力情報として信号点のマッピング情報、拡散率および信号点発生確率が与えられ、通信品質近似式を生成する処理を行うためのコンピュータプログラムであって、前記入力情報の内の拡散率に基づいて、回転角を変数として有する回転直交符号を生成する回転直交符号生成ステップと、前記入力情報の内のマッピング情報で表される信号ベクトルを回転直交符号により符号化する符号化計算式を生成する符号化計算式生成ステップと、前記入力情報の内の拡散率に対応する振幅変動情報を表す変数を使用し、符号化計算式に対してフェージングの影響を加えたフェージング付加計算式を生成するフェージング付加計算式生成ステップと、フェージング付加計算式を用いて信号点間距離計算式を生成する信号点間距離計算式生成ステップと、信号点間距離計算式を用いて、受信品質情報を表す変数を含めた条件付確率計算式を生成する条件付確率計算式生成ステップと、前記入力情報の内の信号点発生確率と条件付確率計算式とを用いて、通信品質近似式を生成する通信品質近似式生成ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明に係るコンピュータプログラムにおいては、前記振幅変動情報は、前記入力情報の内の拡散率で多次元空間に拡散された各々の信号点に対して伝搬路が与える振幅変動を表すことを特徴とする。
これにより、前述の通信品質近似式生成装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００１８】
本発明に係るコンピュータプログラムは、入力情報として、前述の通信品質近似式生成装置又は通信品質近似式生成方法を使用して生成された通信品質近似式、回転角、受信品質情報および振幅変動情報が与えられ、通信品質情報を算出する処理を行うためのコンピュータプログラムであって、前記入力情報の内の回転角と受信品質情報と振幅変動情報とを、前記入力情報の内の通信品質近似式に含まれる各変数に代入し、通信品質近似式の計算を行うステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
これにより、前述の通信品質算出装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回転直交符号を用いて信号を拡散するマルチキャリア伝送方式における最適な回転角を求める際に、時間短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
【００２１】
まず、図１を参照して、本実施形態に係る通信品質近似式生成方法を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る通信品質近似式生成方法の手順を示すフローチャートである。この通信品質近似式生成方法は、コンピュータ上で通信品質近似式を生成するときのコンピュータの制御方法に利用することができる。
【００２２】
図１において、ステップＳ１では、信号点のマッピング情報および拡散率の入力を行う。ここでは、信号点のマッピング情報として、周波数領域もしくは時間領域におけるn次元空間上の信号点iのマッピング情報である信号ベクトルsi(si1,si2,・・・,sin)Tを用いる。但し、Tは転置行列を表す。また、このときの拡散率はnである。
【００２３】
ステップＳ２では、拡散率nから回転直交符号Rnを生成する。回転直交符号Rnは、上記（１）式と同じ（３）式により生成することができる。但し、Ｍは２以上の整数である。また、θは回転角を表す変数である。
【００２４】
【数３】
2008136059.tif 000005
【００２５】
ステップＳ３では、信号ベクトルsiを回転直交符号Rnにより符号化する符号化計算式を生成する。信号ベクトルsiの符号化計算式は、（４）式により生成することができる。但し、s'i(s'i1,s'i2,・・・,s'in)Tは、信号ベクトルsiの符号化後の信号ベクトルである。
【００２６】
【数４】
2008136059.tif 000006
【００２７】
ステップＳ４では、信号ベクトルs'iに対して、フェージングの影響を加えた計算式を生成する。この計算式は、（５）式により生成することができる。但し、ri(ri1,ri2,・・・,rin)Tは、信号ベクトルs'iに対してフェージングの影響を加えた後の信号ベクトルである。また、f(f1,f2,・・・,fn)は、伝搬路による振幅変動を表すベクトルである。その振幅変動ベクトルは、拡散率nでn次元空間に拡散された各々の信号点に対して伝搬路が与える振幅変動を表す。振幅変動ベクトルの要素「f1,f2,・・・,fn」は、変数として与えられる。振幅変動ベクトルの要素「f1,f2,・・・,fn」は、振幅変動情報に対応する。
【００２８】
【数５】
2008136059.tif 000007
【００２９】
なお、本実施形態では、伝搬路による位相回転については、補償することのできる無線通信システムを前提としている。例えば、送信機の送信信号に含まれる既知のパイロット信号を用いて、受信機において受信信号の位相を補正することを前提としている。このため、本実施形態では、フェージングの影響として、振幅変動のみを扱っている。
【００３０】
ステップＳ５では、信号ベクトルriの信号点間距離の計算式を生成する。この計算式は、（６）式により生成することができる。但し、dijは、n次元空間上の信号点iと信号点jとの信号点間距離である。
【００３１】
【数６】
2008136059.tif 000008
【００３２】
ステップＳ６では、条件付確率の計算式を生成する。この条件付確率は、信号ベクトルsiの符号化後の信号ベクトルs'iを送信機から送信したときに、伝搬路の振幅変動およびAWGNの影響により、受信機での受信信号ベクトルrが異なる信号点jに誤る確率である。この計算式は、（７）式および（８）式により生成することができる。
【００３３】
【数７】
2008136059.tif 000009
【００３４】
【数８】
2008136059.tif 000010
【００３５】
但し、PS(rj|s'i)は、信号ベクトルs'iを送信したときに、伝搬路の振幅変動およびAWGNの影響により、受信信号ベクトルrが異なる信号点jに誤る確率である。また、Q(x)は誤差補関数である。また、dijは、信号点iを送信したときの受信信号ベクトルriと信号点ｊを送信したときの受信信号ベクトルrjとのn次元空間上の信号点間距離である。また、σは雑音電力、Ebは１ビット当りの信号電力密度、N0は雑音の電力スペクトル密度である。また、d'ijは、次式の関係式で定義される。
dij＝√(Eb)×d'ij
【００３６】
なお、（７）式において、「Eb/N0」は変数として与えられる。「Eb/N0」は受信品質情報に対応する。
【００３７】
ステップＳ７では、信号点発生確率の入力を行う。信号ベクトルs'iの発生確率はP(s'i)である。
【００３８】
ステップＳ８では、通信品質情報を近似式により得るための通信品質近似式を生成する。ここでは、通信品質情報として、平均シンボル誤り率および平均ビット誤り率を例に挙げて説明する。
【００３９】
平均シンボル誤り率の近似値を得るための通信品質近似式は、（９）式が成り立つことから、信号ベクトルs'iの発生確率P(s'i)と条件付確率PS(rj|s'i)の計算式とを用いて（１０）式により生成することができる。（９）式は、信号ベクトルs'iが送信されたときのシンボル誤り率である条件付確率を表す。但し、PSは、信号ベクトルs'iが発生確率P(s'i)で送信されるときの平均シンボル誤り率の近似値である。
【００４０】
【数９】
2008136059.tif 000011
【００４１】
【数１０】
2008136059.tif 000012
【００４２】
平均ビット誤り率の近似値を得るための通信品質近似式は、（１１）式が成り立つことから、信号ベクトルs'iの発生確率P(s'i)と条件付確率PS(rj|s'i)の計算式とを用いて（１２）式により生成することができる。（１１）式は、信号ベクトルs'iが送信されたときのビット誤り率である条件付確率を表す。
【００４３】
【数１１】
2008136059.tif 000013
【００４４】
【数１２】
2008136059.tif 000014
【００４５】
但し、Hijは、信号ベクトルs'iと信号ベクトルs'jのハミング距離である。また、Ｉは、１シンボル当りの情報ビット数である。また、Pbは、信号ベクトルs'iが発生確率P(s'i)で送信されるときの平均ビット誤り率の近似値である。なお、ハミング距離Hijおよび情報ビット数Iは、入力情報として与えられる。もしくは、情報ビット数Iおよびビットマッピング情報が入力情報として与えられ、情報ビット数Iおよびビットマッピング情報からハミング距離Hijを算出するようにしてもよい。ビットマッピング情報は、シンボルに対する情報ビットの割り付け方を示す。
【００４６】
本実施形態により得られた通信品質近似式の中には、変数として、受信品質情報「Eb/N0」と振幅変動情報「f1,f2,・・・,fn」と回転角θとが含まれる。従って、その通信品質近似式に、受信品質情報「Eb/N0」と振幅変動情報「f1,f2,・・・,fn」と回転角θとを与えることによって、従来のシミュレーションによる方法に比して少ない計算量で通信品質情報を算出することができる。例えば、（１０）式により、平均シンボル誤り率の近似値が簡単に算出できる。また、（１２）式により、平均ビット誤り率の近似値が簡単に算出できる。これにより、最良の通信品質が得られる回転角θを求める際に、通信品質近似式を用いて通信品質情報を算出することが可能になるので、従来のシミュレーションによる方法に比して大幅に計算量を削減することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態に係る通信品質近似式は、マルチキャリア伝送方式に対応するとともに、サブキャリア毎のフェージングの影響を反映させることができる。従って、通信品質情報の精度が向上する。さらに、受信機において多次元復調を適用することで計算式が単純になり、処理が速くなる。多次元復調では、逆拡散を行わず、周波数軸上（もしくは時間軸上）で受信信号と参照信号との距離を求め比較することで信号を判定する。ここで、その受信信号は、振幅変動情報と送信された信号の掛け算で表され、それぞれ独立な周波数軸上（もしくは時間軸上）の信号として表されるので、計算式が単純になり、処理が速くなる。
【００４８】
上述したように本実施形態によれば、回転直交符号を用いて信号を拡散するマルチキャリア伝送方式における最適な回転角を求める際に、通信品質近似式を用いて通信品質情報を算出することが可能になるので、計算量を削減し時間短縮を図ることができる。
【００４９】
次に、上述した通信品質近似式生成方法について、具体例を挙げて説明する。ここでは、一実施例として、変調方式がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying, Quadri-Phase Shift Keying）であり、且つ、拡散率nが２であり周波数領域への拡散である場合において、平均ビット誤り率の近似式を生成する。なお、伝搬路による位相回転については補償することのできる無線通信システムを前提とする。
【００５０】
まず、周波数領域における２次元空間上の信号ベクトルsi(si1,si2)Tは、各信号点に応じて、（１３）式に示されるようにＱＰＳＫシンボルにマッピングされる。そして、（１３）式の情報が信号点のマッピング情報として入力される。また、拡散率nが２として入力される。
【００５１】
【数１３】
2008136059.tif 000015
【００５２】
次いで、拡散率nが２であるときの回転直交符号R２を生成する。回転直交符号R２は、（３）式で得られる。次いで、信号ベクトルsiを回転直交符号R２により符号化する符号化計算式を生成する。信号ベクトルsiの符号化計算式は、（１４）式となる。但し、θ1は回転角である。
【００５３】
【数１４】
2008136059.tif 000016
【００５４】
次いで、信号ベクトルs'iに対して、フェージングの影響を加えた計算式を生成する。この計算式は、（１５）式となる。但し、f(f1,f2)は、伝搬路による振幅変動のベクトルである。
【００５５】
【数１５】
2008136059.tif 000017
【００５６】
次いで、信号ベクトルriの信号点間距離の計算式を生成する。この計算式は、（１６）式により生成することができる。但し、dijは、２次元空間上の信号点iと信号点jとの信号点間距離である。
【００５７】
【数１６】
2008136059.tif 000018
【００５８】
信号点間距離d12、d13、d14、d23は、（１７）式となる。
【００５９】
【数１７】
2008136059.tif 000019
【００６０】
なお、（１３）式のＱＰＳＫにおけるマッピング情報から、信号点間距離の関係として、
d12＝d21＝d34＝d43、
d13＝d31＝d24＝d42、
d14＝d41、
d23＝d32、
が成り立つことが分かる。
【００６１】
次いで、信号ベクトルs'1を送信信号ベクトルとしたときのビット誤り率は、（１８）式で表されることから（信号ベクトルs'2、s'3、s'4も同様の式で表される）、平均ビット誤り率の近似式は（１９）式となる。但し、信号点配置の仕方はグレイマッピングであるとし、この場合、信号ベクトルs'iと信号ベクトルs'jのハミング距離Hijは、
H12＝H13＝H21＝H31＝H24＝H42＝H34＝H43＝１、
H14＝H23＝H41＝H32＝２、
となる。また、ＱＰＳＫの場合、１シンボル当りの情報ビット数Iは２である。また、送信信号ベクトルs'1、s'2、s'3、s'4は、いずれも等確率で発生するとしている。
【００６２】
【数１８】
2008136059.tif 000020
【００６３】
【数１９】
2008136059.tif 000021
【００６４】
上述の実施例では、本実施形態の通信品質近似式生成方法により、平均ビット誤り率の近似式が（１９）式として得られる。この（１９）式に、受信品質情報「Eb/N0」と振幅変動情報「f1,f2」と回転角θ1とを与えることによって、平均ビット誤り率の近似値が簡単に算出できる。
【００６５】
次に、本実施形態に係る通信品質近似式生成装置を説明する。図２は、本実施形態に係る通信品質近似式生成装置１０の構成を示すブロック図である。図２において、通信品質近似式生成装置１０には、入力情報として、拡散率とマッピング情報と信号点発生確率とが与えられる。
【００６６】
回転直交符号生成部１は、入力情報の内の拡散率に基づいて、回転角を変数として有する回転直交符号を生成する。このとき、回転直交符号生成部１は、回転直交符号情報記憶部２から回転直交符号情報を読み出す。回転直交符号情報記憶部２は、回転直交符号情報を予め記憶している。回転直交符号情報は、（３）式に基づいた情報であって、拡散率から回転直交符号を生成するための情報である。回転直交符号生成部１は、生成した回転直交符号を符号化計算式生成部３に出力する。
【００６７】
符号化計算式生成部３は、入力情報の内のマッピング情報で表される信号ベクトルを回転直交符号により符号化する符号化計算式を（４）式により生成する。符号化計算式生成部３は、生成した符号化計算式をフェージング付加計算式生成部４に出力する。
【００６８】
フェージング付加計算式生成部４は、入力情報の内の拡散率に対応する振幅変動情報を表す変数を用意する。そして、フェージング付加計算式生成部４は、その振幅変動情報を表す変数を使用し、符号化計算式に対してフェージングの影響を加えたフェージング付加計算式を（５）式により生成する。このフェージング付加計算式は、回転角と振幅変動情報とをそれぞれ変数として有する。フェージング付加計算式生成部４は、生成したフェージング付加計算式を信号点間距離計算式生成部５に出力する。
【００６９】
信号点間距離計算式生成部５は、フェージング付加計算式から、信号点間距離計算式を（６）式により生成する。信号点間距離計算式生成部５は、生成した信号点間距離計算式を条件付確率計算式生成部６に出力する。
【００７０】
条件付確率計算式生成部６は、信号点間距離計算式から、受信品質情報を表す変数を含めた条件付確率計算式を（７）式および（８）式により生成する。この条件付確率計算式は、回転角と振幅変動情報と受信品質情報とをそれぞれ変数として有する。条件付確率計算式生成部６は、生成した条件付確率計算式を通信品質近似式生成部７に出力する。
【００７１】
通信品質近似式生成部７は、入力情報の内の信号点発生確率と条件付確率計算式とから、通信品質近似式を生成する。平均シンボル誤り率の近似式については、（１０）式により生成する。平均ビット誤り率の近似式については、（１２）式により生成する。なお、平均ビット誤り率の近似式を生成する場合には、入力情報としてさらに、ハミング距離および情報ビット数が与えられる。もしくは、情報ビット数およびビットマッピング情報が入力情報として与えられ、情報ビット数およびビットマッピング情報からハミング距離を算出するようにしてもよい。
【００７２】
次に、本実施形態に係る通信品質算出装置を説明する。図３は、本実施形態に係る通信品質算出装置２０の構成を示すブロック図である。図３において、通信品質算出装置２０には、入力情報として、回転角と受信品質情報と振幅変動情報と通信品質近似式とが与えられる。その入力情報の内の通信品質近似式は、本実施形態に係る通信品質近似式生成装置もしくは通信品質近似式生成方法を使用して生成されたものである。
【００７３】
図３において、通信品質算出装置２０は、入力情報の内の通信品質近似式を保持するための記憶部を有する。さらに、通信品質算出装置２０は、通信品質近似式の中の各変数（回転角、受信品質情報、振幅変動情報）に入力情報の内の回転角、受信品質情報、振幅変動情報をそれぞれ代入し、通信品質近似式の計算を行う演算部を有する。
【００７４】
通信品質算出装置２０は、通信品質近似式が入力されると、該通信品質近似式を記憶部に記憶し保持する。次いで、通信品質算出装置２０は、入力情報（回転角、受信品質情報、振幅変動情報）が入力されると、演算部により、記憶部中の通信品質近似式に含まれる変数に対して各々対応する入力情報を代入し、通信品質近似式の計算を行う。通信品質算出装置２０は、通信品質近似式の計算結果の通信品質情報を出力する。
【００７５】
上述したように本実施形態によれば、回転直交符号を用いて信号を拡散するマルチキャリア伝送方式において、伝搬路特性、変調方式および拡散率に応じた最適な回転角を求める際に、通信品質近似式を用いて通信品質情報を算出することが可能になるので、計算量を削減することができ、時間短縮を図ることができる。
【００７６】
なお、本実施形態に係る通信品質近似式生成装置および通信品質算出装置は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、あるいはパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムにより構成され、図２、図３に示される各装置の各機能を実現するためのプログラムを実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００７７】
また、それら各装置には、周辺機器として入力装置、出力装置等（いずれも図示せず）が接続されるものとする。ここで、入力装置とはキーボード、マウス等の入力デバイスのことをいう。出力装置としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示装置等の表示装置、記録媒体への記録装置、印字装置などが挙げられる。
また、上記周辺機器については、各装置に直接接続するものであってもよく、あるいは通信回線を介して接続するようにしてもよい。
【００７８】
また、図１に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、通信品質近似式生成処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００７９】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００８０】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信品質近似式生成方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】同実施形態に係る通信品質近似式生成装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態に係る通信品質算出装置２０の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…回転直交符号生成部、２…回転直交符号情報記憶部、３…符号化計算式生成部、４…フェージング付加計算式生成部、５…信号点間距離計算式生成部、６…条件付確率計算式生成部、７…通信品質近似式生成部、１０…通信品質近似式生成装置、２０…通信品質算出装置
【図１】
2008136059.tif 000022
【図２】
2008136059.tif 000023
【図３】
2008136059.tif 000024