(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を送受信する通信装置における誤り検出方法であって、
前記通信装置が、受信した信号に含まれる１ビットより多い所定の量の複数の情報単位において発生する、誤りの量を示す指標を算出する第１の手順と、
前記通信装置が、前記指標を用いて、前記受信した信号においてバースト誤りが発生した可能性が高いかを判定する第２の手順と、
前記通信装置が、複数のデータブロックを受信する手順と、を含み、
前記第１の手順は、
前記通信装置が、受信した一つのデータブロックのビットエラー率を、前記受信したデータブロックごとに算出する手順と、
前記通信装置が、前記受信した一つのデータブロックから複数のシンボルを前記複数の情報単位として抽出し、前記受信したデータブロックごとにシンボルエラー率を前記指標として算出する手順と、
前記通信装置が、前記ビットエラー率と前記シンボルエラー率との比を、前記受信したデータブロックごとに算出する手順と、を含み、
前記第２の手順は、
前記通信装置が、局所的に誤りが発生したかを、前記比に基づいて前記受信したデータブロックごとに判定する手順と、
前記通信装置が、前記局所的に誤りが発生したと判定されたデータブロックの数の割合が、第１の閾値以上である場合、前記受信した複数のデータブロックにおいてバースト誤りが発生した可能性が高いと判定する手順と、を含むことを特徴とする誤り検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の誤り検出方法であって、
前記第１の手順は、前記通信装置が、前記シンボルエラー率を前記ビットエラー率によって除算した結果を、前記比として算出する手順を含み、
前記第２の手順は、前記通信装置が、前記比が第２の閾値以上である場合、局所的に誤りが発生したと判定する手順と、を含むことを特徴とする誤り検出方法。
【請求項３】
請求項１に記載の誤り検出方法であって、
前記第１の手順は、
前記通信装置が、前記受信した一つのデータブロックのビット量に対する、前記受信した一つのデータブロックに含まれる誤りのビット量の割合を、前記ビットエラー率として、前記受信したデータブロックごとに算出する手順と、
前記通信装置が、前記受信した一つのデータブロックを前記所定の量によって複数に分割することによって、前記複数のシンボルを前記複数の情報単位として抽出する手順と、
前記通信装置が、前記シンボルの総数に対する、前記誤りが発生するシンボルの数の割合を、前記シンボルエラー率として、前記受信したデータブロックごとに算出する手順と、を含むことを特徴とする誤り検出方法。
【請求項４】
請求項１に記載の誤り検出方法であって、
前記通信装置は、受信するデータブロックに含まれる所定の領域を特定するための情報を保持し、
前記第１の手順は、前記通信装置が、前記受信した一つのデータブロックの前記所定の領域の値と、前記所定の領域の予測値とを比較することによって、前記誤りの量を求める手順を含むことを特徴とする誤り検出方法。
【請求項５】
信号を送受信する通信装置における誤り検出方法であって、
前記通信装置が、受信した信号に含まれる１ビットより多い所定の量の複数の情報単位において発生する、誤りの量を示す指標を算出する第１の手順と、
前記通信装置が、前記指標を用いて、前記受信した信号においてバースト誤りが発生した可能性が高いかを判定する第２の手順と、を含み、  前記第１の手順は、
前記通信装置が、複数のデータブロックを受信する手順と、
前記通信装置が、受信した一つのデータブロックに畳み込み復号を行うことによって復号データブロックを出力する手順と、
前記通信装置が、前記復号データブロックと前記受信したデータブロックとの差分に基づいて、前記受信した一つのデータブロックに含まれる前記複数の情報単位における複数のブランチメトリック値を、前記指標として算出する手順と、を含み、
前記第２の手順は、
前記通信装置が、前記求めた複数のブランチメトリック値の中から最高値を、前記データブロックごとに選択する手順と、
前記通信装置が、前記受信した複数のデータブロックに対する、前記選択した最高値が第３の閾値以上であるデータブロックの数の割合が、第４の閾値以上である場合、前記受信した複数のデータブロックにおいてバースト誤りが発生した可能性が高いと判定する手順と、を含むことを特徴とする誤り検出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の誤り検出方法であって、
前記受信した一つのデータブロックは、一つのパケットであることを特徴とする誤り検出方法。
【請求項７】
情報を収集するセンサ装置と、前記センサ装置から前記情報を受信する第一の通信装置と、前記第一の通信装置と信号を送受信する第二の通信装置と、前記第二の通信装置から信号を受信するセンタ装置とを備える通信システムであって、
前記第二の通信装置は、
受信した信号に含まれる１ビットより多い所定の量の複数の情報単位において、発生する誤りの量を示す指標を算出し、前記指標を用いて、前記受信した信号においてバースト誤りが発生した可能性が高いかを判定し、前記判定の結果、前記受信した信号においてバースト誤りが発生した可能性が高い場合、前記バースト誤りを低減する指示を生成するプロセッサと、
前記生成した指示を、前記第一の通信装置に送信する送受信部とを有し、
前記第一の通信装置は、
前記第二の通信装置で生成された指示を受信する送受信部と、
前記第二の通信装置から受信した指示に基づき、前記信号の送信を制御するプロセッサとを有し、
前記第二の通信装置の送受信部は、複数のデータブロックを受信し、
前記第二の通信装置のプロセッサは、
受信した一つのデータブロックのビットエラー率を、前記受信したデータブロックごとに算出し、
前記受信した一つのデータブロックから複数のシンボルを前記複数の情報単位として抽出し、前記受信したデータブロックごとにシンボルエラー率を前記指標として算出し、
前記ビットエラー率と前記シンボルエラー率との比を、前記受信したデータブロックごとに算出し、
局所的に誤りが発生したかを、前記比に基づいて前記受信したデータブロックごとに判定し、
前記局所的に誤りが発生したと判定されたデータブロックの数の割合が、第１の閾値以上である場合、前記受信した複数のデータブロックにおいてバースト誤りが発生した可能性が高いと判定することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項７に記載の通信システムであって、
前記第二の通信装置のプロセッサは、
前記シンボルエラー率を前記ビットエラー率によって除算した結果を、前記比として算出し、
前記比が第２の閾値以上である場合、局所的に誤りが発生したと判定することを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項７に記載の通信システムであって、
前記第二の通信装置のプロセッサは、
前記受信した一つのデータブロックのビット量に対する、前記一つのデータブロックに含まれる誤りのビット量の割合を、前記ビットエラー率として、前記受信したデータブロックごとに算出し、
前記受信した一つのデータブロックを前記所定の量によって複数に分割することによって、前記複数のシンボルを前記複数の情報単位として抽出し、
前記シンボルの総数に対する、前記誤りが発生するシンボルの数の割合を、前記シンボルエラー率として、前記受信したデータブロックごとに算出することを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
請求項７に記載の通信システムであって、
前記第二の通信装置は、受信するデータブロックに含まれる所定の領域を特定するための情報を保持する記憶部を有し、
前記第二の通信装置のプロセッサは、前記受信した一つのデータブロックの前記所定の領域の値と、前記所定の領域の予測値とを比較することによって、前記誤りの量を求めることを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
情報を収集するセンサ装置と、前記センサ装置から前記情報を受信する第一の通信装置と、前記第一の通信装置と信号を送受信する第二の通信装置と、前記第二の通信装置から信号を受信するセンタ装置とを備える通信システムであって、
前記第二の通信装置は、
受信した信号に含まれる１ビットより多い所定の量の複数の情報単位において、発生する誤りの量を示す指標を算出し、前記指標を用いて、前記受信した信号においてバースト誤りが発生した可能性が高いかを判定し、前記判定の結果、前記受信した信号においてバースト誤りが発生した可能性が高い場合、前記バースト誤りを低減する指示を生成するプロセッサと、
前記生成した指示を、前記第一の通信装置に送信する送受信部とを有し、
前記第一の通信装置は、
前記第二の通信装置で生成された指示を受信する送受信部と、
前記第二の通信装置から受信した指示に基づき、前記信号の送信を制御するプロセッサとを有し、
前記第二の通信装置の送受信部は、複数のデータブロックを受信し、
前記第二の通信装置のプロセッサは、
受信した一つのデータブロックに畳み込み復号を行うことによって復号データブロックを生成し、
前記復号データブロックと前記受信したデータブロックとの差分に基づいて、前記受信した一つのデータブロックに含まれる前記複数の情報単位における複数のブランチメトリック値を、前記指標として算出し、
前記求めた複数のブランチメトリック値の中から最高値を、前記データブロックごとに選択し、
前記受信した複数のデータブロックに対する、前記選択した最高値が第３の閾値以上であるデータブロックの数の割合が、第４の閾値以上である場合、前記受信した複数のデータブロックにおいてバースト誤りが発生した可能性が高いと判定することを特徴とする通信システム。
【請求項１２】
信号を送受信する通信装置であって、
受信した信号に含まれる１ビットより多い所定の量の複数の情報単位において発生する、誤りの量を示す指標を算出する第１の手順と、
前記指標を用いて、前記受信した信号においてバースト誤りが発生した可能性が高いかを判定する第２の手順と、
複数のデータブロックを受信する手順と、を実行し、
前記第１の手順において、
受信した一つのデータブロックのビットエラー率を、前記受信したデータブロックごとに算出する手順と、
前記受信した一つのデータブロックから複数のシンボルを前記複数の情報単位として抽出し、前記受信したデータブロックごとにシンボルエラー率を前記指標として算出する手順と、
前記ビットエラー率と前記シンボルエラー率との比を、前記受信したデータブロックごとに算出する手順と、を実行し、
前記第２の手順において、
局所的に誤りが発生したかを、前記比に基づいて前記受信したデータブロックごとに判定する手順と、
前記局所的に誤りが発生したと判定されたデータブロックの数の割合が、第１の閾値以上である場合、前記受信した複数のデータブロックにおいてバースト誤りが発生した可能性が高いと判定する手順と、を実行することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誤り検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル通信において、パケット再送を低減し通信効率を向上する目的から、受信信号のビット誤りを訂正する、誤り訂正符号化が行われている。特に無線ＬＡＮ又はセルラ無線といった無線データ通信においては、受信途中での逐次復号により処理の高速化が可能であるといった利点、また、パンクチャ処理により符号化率の制御が細かく行えるといった利点から、畳み込み符号が広く用いられている（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００３】
例えば非特許文献１では、３ＧＰＰ  ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、非特許文献２では、ＩＥＥＥ  ８０２．１１といった、各種無線データ通信における誤り訂正符号化方式が開示されており、畳み込み符号が採用されている。
【０００４】
一方、近年設備の監視及び保守、又は、工場等の構内のエネルギー消費量のモニタリングを、現場から離れたセンタ側から遠隔で実施することの需要が高まっており、末端のモニタリング用のセンサ各々に通信用のケーブルを接続した場合コストが増加すること、及び、モニタリング対象が不規則に移動する場合があることから、センサの情報を無線通信で収集する構成が注目されている。これらの産業向け無線通信においても、畳み込み符号が広く採用されている（例えば、非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０５３７８１号公報
【特許文献２】特開２００４−０４０３１８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１２  ｖ１２．１．０，”Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｏｄｉｎｇ  （Ｒｅｌｅａｓｅ  １２）”，Ｓｅｃｔｉｏｎ  ５．１．３，２０１４／０７
【非特許文献２】ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１−２０１１，”ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  Ｐａｒｔ  １１：  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｓｅｃｔｉｏｎ  １８．１．１，２０１１／１１
【非特許文献３】Ｐ．Ｊ．Ｌｅｅ，”Ｆｕｒｔｈｅｒ  Ｒｅｓｕｌｔｓ  ｏｎ  Ｒａｔｅ  １／Ｎ  Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ  Ｗｉｔｈ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｒｅｑｕｉｒｅｄ  ＳＮＲ  Ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ”，ＴＤＡ  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  Ｒｅｐｏｒｔ  ４２−８０  ｐｐ．９７−１０２，１９８４／１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
畳み込み符号は、ランダム誤りの訂正能力には優れているもののバースト誤り（局所的に連続した誤り）の訂正には適していない。例えば、畳み込み符号を用いる場合において、通信機は、受信したパケットのビット誤りを、ビット誤り率の観点では訂正可能と判定したが、その誤りが局所的に発生していた場合、実際には正確に訂正できない場合がある。
【０００８】
バースト誤りへの対応方法として、例えば、インタリーブ／デインタリーブ処理が知られている（例えば、非特許文献１参照）。インタリーブ／デインタリーブ処理は、送信元の通信機が、所定のビット数の入力ビット系列を蓄積し、予め定められたパターンで入力ビット系列をランダム化した後に（インタリーブ処理）、送信先に送信する。そして、受信側の通信機は、送信元の通信機において適用したパターンの逆のパターンを、受信した入力ビット系列に適用（デインタリーブ処理）することによって、出力ビット系列を取得する。
【０００９】
このようなインタリーブ／デインタリーブ処理により、通信においてバースト誤りが発生しても、出力ビット系列は、ランダム誤りを含むビット系列として出力される。このため、受信側の通信機は、出力ビット系列への畳み込み復号による誤り訂正の成功率を向上できる。
【００１０】
しかし、インタリーブ／デインタリーブ処理のランダム化による前述の効果は、インタリーブ処理において蓄積したビット数における誤りの数に依存する。具体的には、通信において発生した誤りの数が多い場合、出力ビット系列にバースト誤りが残存し、畳み込み復号による誤り訂正が成功しない場合がある。
【００１１】
例えば、トラックが荷物の積み下ろしのために移動したり、人が移動したりすることにより、設置されていたセンサの周辺の通信環境が変化し、信号の送信時間に対して比較的長時間の遮蔽が発生し得る場合がある。この場合、センサから収集されるセンサデータ量は小さく、かつ、センサデータを送信するための時間は短いため、センサデータを含むパケット内に大量の誤りが発生し、インタリーブ／デインタリーブ処理が有効に働かない場合がある。
【００１２】
さらに、特に無線通信は、有線通信に比べて通信品質の変動が大きいため、品質変動の早さと通信速度とに従ってバースト誤りが起きやすくなる場合がある。
【００１３】
このように、パケットに含まれるデータ量に対して大きなバースト誤りが発生し得る通信環境において、ランダム誤りかバースト誤りのいずれが支配的に発生したかを検知する方法がある。
【００１４】
この方法は、例えば、ランダム誤りが支配的に発生する場合、誤り訂正符号のパリティなどのパケットあたりの到達率を向上させる。また、例えば、バースト誤りが支配的に発生する場合、パケット再送などのために無線通信リソースを割り当てることによって、通信効率を向上する。
【００１５】
バースト誤りの発生状況を検知する方法には、受信信号のビット誤り系列を取得し、ビット誤り系列の解析によりバースト誤りの発生状況を判定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、同じ受信信号に対して２種類の誤り率（例えば、誤り訂正前のビット誤り率及び誤り訂正後のビット誤り率）を指標として求め、複数の受信信号に対して求めた指標をグラフにプロットし、大勢から外れた部分に指標がプロットされたものをバースト誤りと判定する方法が開示されている。
【００１６】
しかし、この方法はランダム誤りが支配的に発生していることを前提としており、ランダム誤りが支配的であると判定される程度の、大量のサンプルが必要であるという課題がある。
【００１７】
従来において、バースト状態を低バースト状態と高バースト状態とに分けて判定し、バースト誤りの発生状況をより詳細に解析する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この方法は受信信号のビット毎に複数回の処理を行うため、必要なメモリ量および処理量が大きい。
【００１８】
そのため、センサ及びその周辺機器に特許文献２の技術を適用した場合、メモリ量及び処理量の観点で実施が難しい。また、例えば、特許文献２の技術を適用し、かつ、センサ等から送信される通信を監視センタのような場所へ集約して処理しても、集約するための通信コストが大きい。よって、遠隔監視のような産業分野では実施が難しいという課題がある。
【００１９】
本発明は上記課題を解決するための発明であり、必要なサンプル数が少なく、かつ、必要な処理量の少ないバースト誤り判定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明は、信号を送受信する通信装置における誤り検出方法であって、前記通信装置が、受信した信号に含まれる１ビットより多い所定の量の複数の情報単位において発生する、誤りの量を示す指標を算出する第１の手順と、前記通信装置が、前記指標を用いて、前記受信した信号においてバースト誤りが発生した可能性が高いかを判定する第２の手順と、を含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、必要な処理量が少なく、かつ、必要なサンプル数が少ないバースト誤りの検出方法を提供できる。
【００２２】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１の遠隔監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１の通信装置の機能ブロック図である。
【図３】実施例１の通信装置が有する物理的な装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施例１の通信装置の処理を示すフローチャートである。
【図５】実施例１のパラメータ管理テーブルの一部を示す説明図である。
【図６】実施例１のフレームフォーマットを示す説明図である。
【図７】実施例１の評価値テーブルを示す説明図である。
【図８】実施例１のビットエラー系列を含む比較テーブルを示す説明図である。
【図９】実施例１のランダム誤りが発生しているビットエラー系列と、バースト誤りが発生しているビットエラー系列とを示す説明図である。
【図１０】実施例１の比αの累積度数分布を示す説明図である。
【図１１】実施例２の通信装置の処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施例３の通信装置の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の種々の実施形態を図面に従い説明する。図面において同じ符号を付したものは同じ動作を示し、そのため記述を省略する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、実施例１の遠隔監視システムの構成を示すブロック図である。
【００２６】
以下に示す遠隔監視システムは、少なくとも１台のセンサ装置１０１、少なくとも２台の通信装置１０２、１０３及び１台のセンタ装置１０４を含む。しかし、本実施例の遠隔監視システムは、２台の通信装置を含めばいかなるシステムでもよく、例えば、２台の通信装置が有線によって通信するシステムであってもよい。
【００２７】
センサ装置１０１は、温度又は圧力といった情報を機器（発電機又はモーター等）又は構造物（配管設備、又は壁等）から収集し、収集した情報を通信装置１０２へ入力する機能を持つ。センサ装置１０１は、例えばセンサ及びＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）から構成される。
【００２８】
通信装置１０２は、センサ装置１０１によって入力された情報を、例えば、無線通信により通信装置１０３へ送信する。通信装置１０３は、受信した情報をセンタ装置１０４に入力する。本実施例の通信装置１０３は、バースト誤りが発生しているかを判定する。
【００２９】
センタ装置１０４は、一つ又は複数のセンサ装置１０１から収集した情報を蓄積し、例えば、本実施例の遠隔監視システムにおける運用者又は管理者（以下、運用者等）の要求に応じて、蓄積した情報を表示する機能を持つ。センタ装置１０４は、例えば記憶装置及びプロセッサから構成される計算機である。
【００３０】
図２から図１０を用いて実施例１の処理を説明する。実施例１における通信装置１０３は、通信装置１０２から受信した信号の領域の中で、通信装置１０２が送信した内容が通信装置１０３にあらかじめ設定されている領域、又は、通信装置１０２が送信した内容を通信装置１０３が予測できる領域（既知の部分）を利用してバースト誤りの発生を判定する。
【００３１】
図２は、実施例１の通信装置１０３の機能ブロック図である。
【００３２】
特定小電力無線及びＩＥＥＥ８０２．１５．４においては、ノード間の通信機能に大きな違いはない。そのため、通信装置１０２と通信装置１０３とは、同じ機能を有する。以下において、通信装置１０３の機能及び構成を説明するが、同じ機能及び構成を通信装置１０２も有する。
【００３３】
通信装置１０３は、アンテナ１１０１、無線送受信部１１０２、制御部１１０３、ベースバンド復調部１１０４、復号部１１０５、ネットワークインタフェース部１１０６、符号化部１１０７、及び、ベースバンド変調部１１０８の機能部を有する。
【００３４】
無線送受信部１１０２は、アンテナ１１０１から入力された無線周波数信号を、ベースバンド信号に変換し、変換後の信号をベースバンド復調部１１０４に向けて出力する昨日を有する。
【００３５】
ベースバンド復調部１１０４は、制御部１１０３から指示される変調方法に従い、入力信号を復調する。そして、ベースバンド復調部１１０４は、復調した結果を、復号部１１０５に向けて出力する。
【００３６】
復号部１１０５は、制御部１１０３から指示される誤り訂正符号の方法及びパラメータに従い、誤り訂正処理を行う。そして、復号部１１０５は、データを復号した後、ネットワークインタフェース部１１０６に向けて出力し、制御情報と復号結果とを制御部１１０３に向けて出力する。
【００３７】
実施例１における復号部１１０５は、ベースバンド復調部１１０４から入力された復調信号から、送信される信号の既知の部分に対応する領域の受信ビット系列を抽出し、抽出した受信ビット系列を制御部１１０３に向けて出力する。
【００３８】
また、実施例２における復号部１１０５は、ビタビ復号の出力パスのＰａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値、及び、連続する所定の量の情報ビットにおけるＢｒａｎｃｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値の最大値を、制御部１１０３に向けて出力する。
【００３９】
ネットワークインタフェース部１１０６は、有線通信又は無線通信を介して復号部１１０５の出力をセンタ装置１０４に向けて出力する。また、ネットワークインタフェース部１１０６は、センタ装置１０４から信号を入力された場合、入力された情報を符号化部１１０７に向けて出力する。
【００４０】
符号化部１１０７は、ネットワークインタフェース部１１０６から入力された情報を受け付ける。また、符号化部１１０７は、通信装置１０３の内部で生成され、通信装置１０３に送る制御情報を、制御部１１０３から受け付ける。
【００４１】
符号化部１１０７は、制御部１１０３から取得した誤り訂正符号の情報に従い、入力された情報を符号化する。その後、符号化部１１０７は、符号化された情報をベースバンド変調部１１０８へ入力する。
【００４２】
ベースバンド変調部１１０８は、制御部１１０３から指示される変調方法に従い、符号化部１１０７からの入力を変調し、ベースバンド信号を生成する。
【００４３】
ベースバンド変調部１１０８からベースバンド信号を入力された場合、無線送受信部１１０２は、入力されたベースバンド信号を無線周波数信号に変換した後、アンテナ１１０１を介してセンサ装置１０１に向けて出力される。
【００４４】
制御部１１０３は、本実施例における通信装置の処理の主体である。制御部１１０３は、送信された情報に対して適用する誤り訂正符号及び変調方法などを管理する。また、制御部１１０３は、復号部１１０５から入力される復号結果に基づいて、復号部１１０５の出力をネットワークインタフェース部１１０６へ入力するか否かを判定する。
【００４５】
情報の受信処理において、制御部１１０３は、ベースバンド復調部１１０４へ変調方法を指示し、復号部１１０５へ誤り訂正符号の方法を指示する。情報の送信処理において、制御部１１０３は、制御情報を生成し、符号化部１１０７へ制御情報及び誤り訂正符号の方法を通知し、ベースバンド変調部１１０８へ変調方法を指示する。
【００４６】
また、本実施例の通信装置１０３の制御部１１０３は、バースト誤り判定を実行するかを判定する。そして、制御部１１０３は、復号部１１０５からの入力に基づいてバースト誤り率を判定し、誤り訂正符号の符号化率又はパケット再送の回数を変更する必要があるかを判定する。
【００４７】
判定の結果、誤り訂正符号の符号化率又はパケット再送回数の変更が必要な場合、通信装置１０３の制御部１１０３は、通信装置１０２に、誤り訂正符号の符号化率又はパケット再送回数等のパラメータの変更を要求するための制御情報を生成する。そして、通信装置１０３の制御部１１０３は、生成した制御情報を、符号化部１１０７へ送信する。
【００４８】
また、通信装置１０２の制御部１１０３は、復号部１１０５から通知された制御情報が、通信装置１０３からの誤り訂正符号の符号化率又はパケット再送回数等のパラメータの変更要求であった場合、変更が要求されたパラメータを、制御情報に従って変更する。
【００４９】
通信装置１０２及び通信装置１０３の機能部は、各々集積回路等の物理的な装置によって実装されてもよいし、プログラム等のソフトウェアによって実装されてもよい。
【００５０】
図３は、実施例１の通信装置１０３が有する物理的な装置の構成を示すブロック図である。
【００５１】
通信装置１０３は、図３に示す計算機によって実装されてもよい。通信装置１０３は、プロセッサ１２０１、データバッファ１２０２及びメモリ１２０３の処理部を有し、各々の処理部は内部バス１２０４で接続される。
【００５２】
さらに、通信装置１０３は、外部ノードに対する物理的なインタフェースとして、無線送受信部１１１２、ネットワークインタフェース１１１６及び入出力インタフェース１１１３を有する。また、通信装置１０３は、プログラム及びテーブルを格納する記憶装置１２０５を有する。
【００５３】
図２に示す機能部がソフトウェアによって実装される場合、記憶装置１２０５は、図２に示す機能部に相当するプログラムを有してもよい。
【００５４】
プロセッサ１２０１は、記憶装置１２０５に格納されるプログラムを実行する。また、プロセッサ１２０１は、プログラムを実行することにより、制御部１１０３等の図２に示す機能部の処理を実装する。
【００５５】
データバッファ１２０２は、センタ装置１０４若しくはセンサ装置１０１から受信した情報、又は、それを誤り訂正符号化した情報を、センタ装置１０４又はセンサ装置１０１へ送信するために一時的に格納する。データバッファ１２０２は、例えば、制御情報を受信できたかを示す情報、又は、誤り訂正符号の符号化率又はパケット再送回数の変更要求のような通信装置が生成した制御情報を、一時的に格納する。
【００５６】
また、データバッファ１２０２は、符号化部１１０７によって生成された符号語、及び、制御部１１０３によって生成された制御情報も一時的に格納する。また、データバッファ１２０２は、本実施例においてバースト誤り判定に用いる情報、例えば、ＢＥＲが閾値を超過しているパケットの数なども一次的に格納する。
【００５７】
メモリ１２０３は、プロセッサ１２０１が処理するプログラムが展開される記憶領域であり、処理に必要なデータを保持する。
【００５８】
無線送受信部１１１２及びネットワークインタフェース１１１６は、図２に示す無線送受信部１１０２及びネットワークインタフェース部１１０６を実装するための物理的な装置である。
【００５９】
無線送受信部１１１２は、通信装置１０２と通信装置１０３とが無線によって通信するための装置である。無線送受信部１１０２は、デュプレクサ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、アップコンバータ、ダウンコンバータ、アナログデジタル変換器、デジタルアナログ変換器、自動周波数調整器、及び、自動利得調整器で構成される。
【００６０】
ネットワークインタフェース１１１６は、センタ装置１０４又はセンサ装置１０１と信号を送受信するためのインタフェースである。
【００６１】
入出力インタフェース１１１３は、運用者等が通信装置に指示を入力するための入力装置、及び、運用者等に通信装置における処理の結果を出力するための出力装置と接続するためのインタフェースである。
【００６２】
入力装置は、例えば、マウス又はキーボードであり、出力装置は、例えば、プリンタ又はディスプレイであってもよいし、ＬＥＤ等の点灯する装置であってもよい。また、入力装置及び出力装置は、タブレット端末のように一つの装置によって実装されてもよい。
【００６３】
記憶装置１２０５は、不揮発性メモリ、又は、ハードディスクドライブなどの記憶装置である。記憶装置１２０５は、通信制御プログラム１２０６、判定指標記録プログラム１２０７、バースト誤り判定プログラム１２０８、及び、パラメータ管理テーブル１２０９を格納する。なお、記憶装置１２０５は、前述のプログラム及び情報以外にも、通信装置１０２及び通信装置１０３における処理に対応するプログラム及び情報であればいかなるものを格納してよい。
【００６４】
プロセッサ１２０１は、通信制御プログラム１２０６、判定指標記録プログラム１２０７、及び、バースト誤り判定プログラム１２０８を実行することにより、図２の制御部１１０３の機能を実装する。
【００６５】
通信制御プログラム１２０６は、復号部１１０５及びネットワークインタフェース部１１０６から送られる制御情報に基づいて、パラメータ管理テーブル１２０９を更新する機能を有し、また、パラメータ管理テーブル１２０９に基づいて制御情報を生成し、生成した制御情報をデータバッファ１２０２に格納する機能を有し、また、パラメータ管理テーブル１２０９に基づいて所定のパケット再送回数に達するまで未到達パケットをデータバッファ１２０２に保持する機能を有する。
【００６６】
また、通信制御プログラム１２０６は、パラメータ管理テーブル１２０９が示す、符号化部１１０７による誤り訂正符号の情報（方法及びパラメータ等）、制御情報、及び、変調方法のパラメータ等をベースバンド変調部１１０８に向けて出力する機能を有する。また、通信制御プログラム１２０６は、パラメータ管理テーブル１２０９が示す変調方法のパラメータを、ベースバンド復調部１１０４へ通知し、さらに、パラメータ管理テーブル１２０９が示す誤り訂正符号の情報を、復号部１１０５へ通知する機能を有する。
【００６７】
判定指標記録プログラム１２０７は、バースト誤り判定プログラム１２０８が判定に用いる指標、又は、指標を算出するための情報をデータバッファ１２０２に格納するよう、復号部１１０５に指示する機能を有する。実施例１の判定指標記録プログラム１２０７は、指標を算出するための情報として、送信される信号の既知の部分の受信ビット系列を記録する。実施例２の判定指標記録プログラム１２０７は、判定に用いる指標として、ビタビ復号のメトリック値を記録する。
【００６８】
なお、実施例１の通信装置１０３は、送信される信号の既知の部分を、信号のフォーマットを用いてあらかじめ設定されてもよい。
【００６９】
バースト誤り判定プログラム１２０８は、データバッファ１２０２に格納された情報に基づき受信パケットにおけるビット誤り率及びバースト誤りの有無を判定する機能を有する。そして、バースト誤り判定プログラム１２０８は、判定結果に従ってパケット再送回数の増加を要求する制御信号、又は、誤り訂正符号の符号化率の低下を要求する制御情報を生成し、生成した制御情報を、符号化部１１０７へ入力する機能を有する。
【００７０】
パラメータ管理テーブル１２０９は、変調方法、誤り訂正符号及び符号化率、パケット再送回数、並びに、バースト誤り判定処理に用いる情報（ＳＥＲ／ＢＥＲの閾値、並びに、パケット再送回数及び誤り訂正符号の符号化率の変更要否を判断するための閾値など）等を保持する。
【００７１】
図４は、実施例１の通信装置１０３の処理を示すフローチャートである。
【００７２】
判定指標記録プログラム１２０７は、図４に示す処理２０３及び処理２０４を実行し、バースト誤り判定プログラム１２０８は、図４に示すその他の処理を実行する。
【００７３】
通信装置１０３のバースト誤り判定プログラム１２０８は、本実施例の遠隔監視システムにおいて起動する際、まず予め定められたバースト誤り判定処理に用いる閾値を、データバッファ１２０２から取得し、取得した閾値をパラメータ管理テーブル１２０９に設定する（２０１）。
【００７４】
図５は、実施例１のパラメータ管理テーブル１２０９に含まれる閾値を示す説明図である。
【００７５】
パラメータ管理テーブル１２０９は、バースト誤り判定処理に用いる閾値を、例えば図５のようなテーブルのフォーマットによって保持する。図５は、パラメータ管理テーブル１２０９に含まれるパラメータ３０１、３０４、３０２及び３０３のみを示すが、本実施例のパラメータ管理テーブル１２０９は、符号化率及び再送回数等、他のパラメータを含む。
【００７６】
パラメータ３０１は、処理２０９において１パケットあたりのＢＥＲと比較される閾値である。パラメータ３０４は、処理２１１においてＢＥＲに対するＳＥＲの割合（後述する比α）と比較される閾値である。
【００７７】
パラメータ３０２は、処理２１３においてＢＥＲを低減する方法を実行する必要があるかを判定するために用いられる閾値である。パラメータ３０２は、受信した複数のパケットの総数に対する、ＢＥＲが閾値（パラメータ３０１）以上であるパケットの割合と比較される閾値である。
【００７８】
パラメータ３０３は、処理２１４において、受信した複数のパケットにおいて、バースト誤りが支配的に発生したかを判定するために用いられる閾値である。パラメータ３０３は、受信した複数のパケットの総数に対する、バースト誤りであると判定されるパケットの割合と比較される閾値である。
【００７９】
処理２０１の後、バースト誤り判定プログラム１２０８は、バースト誤り判定を行うかを判定する（２０２）。処理２０２において、バースト誤り判定プログラム１２０８は、例えば、前回の判定処理から予め決められた時間が経過した場合、バースト誤り判定を行うと判定してもよいし、パケット到達率のような通信品質指標が予め決められた閾値を下回った場合、バースト誤り判定を行うと判定してもよい。
【００８０】
バースト誤り判定を行わないと判定された場合、判定指標記録プログラム１２０７は、通信装置１０２から、例えばセンサ情報、又は、制御情報などを含むパケットを受信する（２０３）。そして、判定指標記録プログラム１２０７は、送信信号が既知である部分に相当する受信ビット系列を、受信したパケットから抽出する。そして、判定指標記録プログラム１２０７は、抽出した受信ビット系列をデータバッファ１２０２等に記録する（２０４）。
【００８１】
送信される信号の既知の部分は、従来技術により定められる（ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１５．４−２０１１，”ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｐａｒｔ  １５．４：Ｌｏｗ−Ｒａｔｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＬＴＥ−ＷＰＡＮｓ）”Ｓｅｃｔｉｏｎ  ５．２，２０１１／９  参照）。送信される信号の既知の部分には、例えば、周期的に送信されるビーコン信号、物理層のヘッダ、又は、ＭＡＣ層のヘッダ情報などが利用される。
【００８２】
図６は、実施例１のフレームフォーマット４００を示す説明図である。
【００８３】
図６に示すフレームフォーマット４００は、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４ｇによって定められるフレームフォーマットである。フレームフォーマット４００は、領域４０１〜４０３を含む。
【００８４】
領域４０１は、ビーコン信号である。領域４０１の内容は、シーケンス番号と固定のシステム情報とを示す。領域４０１が示すシーケンス番号を、通信装置１０３があらかじめ保持する場合、通信装置１０３は、受信した信号の中の領域４０１に含まれるべき内容を、予測できる。
【００８５】
このため、判定指標記録プログラム１２０７は、領域４０１を特定する情報を、送信される信号の既知の部分を示す情報としてあらかじめ保持し、受信した信号に含まれる領域４０１を、処理２０４において受信ビット系列として抽出してもよい。
【００８６】
また領域４０２は、ＭＡＣヘッダである。そして、領域４０３は、ＭＡＣヘッダの同期をとるための同期用ヘッダである。
【００８７】
領域４０２の内容は、送信側と受信側とが同じアドレスであれば、シーケンス番号以外は変化しない。このため、領域４０３は、値が変化しないビット系列であるため、通信装置１０３は、領域４０３の送信内容を予測できる。
【００８８】
このため、判定指標記録プログラム１２０７は、領域４０２及び領域４０３を特定する情報を、送信信号の既知の部分を示す情報としてあらかじめ保持し、受信した信号に含まれる領域４０３を、処理２０４において受信ビット系列として抽出してもよい。
【００８９】
処理２０２においてバースト誤り判定を行うと判定した場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、あらかじめ保持する引数であるカウンタｃ１及びｃ２を、０に更新することによって初期化する（２０５、２０６）。そして、受信したＮ個のパケットの各々に含まれる受信ビット系列について、処理２０７〜処理２１２を繰り返し実行する。
【００９０】
以下において、送信された信号において、受信ビット系列の領域に含まれるべき内容を、予測値と記載する。また、通信装置１０２から受信した信号における、記録された受信ビット系列の値を受信値と記載する。
【００９１】
まず、バースト誤り判定プログラム１２０８は、データバッファ１２０２から一つの受信ビット系列の受信値と、その予測値とを抽出する。そして、バースト誤り判定プログラム１２０８は、抽出した受信ビット系列の予測値と実際の受信値とが異なるビット（ディジット位置）を特定することによって、受信ビット系列に発生する誤りを示すビットエラー系列を求める。
【００９２】
そして、バースト誤り判定プログラム１２０８は、求めたビットエラー系列を用いてビットエラー率（ＢＥＲ）を算出する（２０７）。バースト誤り判定プログラム１２０８は、一つの受信ビット系列において発生した誤りの数を、当該受信ビット系列に含まれるビットの総数によって除算した値を、ＢＥＲとして算出する。
【００９３】
更に、バースト誤り判定プログラム１２０８は、求めたビットエラー系列を用いて、連続するｋビットを含むシンボルの、エラー率（ＳＥＲ）を算出する（２０８）。シンボルとは、ビットエラー系列をｋビットによって分割した結果生成されるビット系列の単位である。バースト誤り判定プログラム１２０８は、誤りが発生しているシンボルの数を、一つの受信ビット系列に含まれるシンボルの総数によって除算した値を、ＳＥＲとして算出する。
【００９４】
処理２０８の後、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２０９、２１０及び２１３によって、受信したパケット（すなわち受信ビット系列）の総数に対する、ＢＥＲが所定の閾値（パラメータ管理テーブル１２０９のパラメータ３０１に相当）以上のパケット（すなわち受信ビット系列）の数の割合を算出する。また、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２１１、２１２及び２１４によって、バースト誤り率を算出する。
【００９５】
具体的には、バースト誤り判定プログラム１２０８は、パラメータ管理テーブル１２０９のパラメータ３０１から取得した閾値と、処理２０７において算出したＢＥＲとを比較し、算出したＢＥＲが取得した閾値以上であるかを判定する（２０９）。算出したＢＥＲが取得した閾値を下回る場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、カウンタｃ１の値を維持する。
【００９６】
算出したＢＥＲが取得した閾値以上である場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、カウンタｃ１をカウントアップする（２１０）。本実施例のプログラムは、引数（例えば、カウンタｃ１及びｃ２）に、１を加算することによって引数をカウントアップする。
【００９７】
算出したＢＥＲが取得した閾値を下回る場合、又は、処理２１０の後、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２０８において算出したＳＥＲを、算出したＢＥＲを用いて正規化した比αを算出する。そして、バースト誤り判定プログラム１２０８は、パラメータ管理テーブル１２０９のパラメータ３０４の閾値を取得し、算出した比αが取得した閾値以上であるかを判定する（２１１）。算出した比αが取得した閾値を下回る場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、カウンタｃ２の値を維持する。
【００９８】
算出した比αが所定の閾値以上である場合、ビットエラー率に対してシンボルエラー率が十分に高く、一つのパケットにおいて局所的に誤りが発生している可能性が高い。このため、バースト誤り判定プログラム１２０８は、カウンタｃ２をカウントアップする（２１２）。バースト誤り判定プログラム１２０８は、所定の閾値未満である場合、カウンタｃ２の値を維持する。
【００９９】
なお、処理２１１において用いられる閾値は、バースト誤りが発生している可能性が高いと判定される比αの下限値ではなく、比αの範囲であってもよい。比αが値の範囲によって指定される場合、比αは、パラメータ管理テーブル１２０９に格納されてもよいし、図７に示す評価値テーブル１２１０のようなテーブルに格納されてもよい。
【０１００】
図７は、実施例１の評価値テーブル１２１０を示す説明図である。
【０１０１】
評価値テーブル１２１０は、記憶装置１２０５に格納されてもよい。評価値テーブル１２１０は、ＢＥＲ１２１１、ＳＥＲ下限値１２１２及びＳＥＲ上限値１２１３を含む。評価値テーブル１２１０は、運用者等によってあらかじめ設定される。評価値テーブル１２１０は、算出されるＢＥＲあたりの、バースト誤りが発生していると考えられるＳＥＲの値の範囲を示す。
【０１０２】
ＢＥＲ１２１１は、ＢＥＲを示す。ＳＥＲ下限値１２１２は、ＢＥＲ１２１１が示すＢＥＲにおいて、バースト誤りが発生している可能性が高いＳＥＲの下限値を示す。ＳＥＲ上限値１２１３は、ＢＥＲ１２１１が示すＢＥＲにおいて、バースト誤りが発生している可能性が高いＳＥＲの上限値を示す。
【０１０３】
処理２１１において、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２０７において算出したＢＥＲがＢＥＲ１２１１に対応するエントリを評価値テーブル１２１０から抽出し、算出した比αが、抽出したエントリのＳＥＲ下限値１２１２の値以上であり、かつ、ＳＥＲ上限値１２１３を下回るかを判定する。そして、バースト誤り判定プログラム１２０８は、算出した比αがＳＥＲ下限値１２１２の値以上であり、かつ、ＳＥＲ上限値１２１３を下回る場合、バースト誤りが発生している可能性が高いと判定する。
【０１０４】
また、バースト誤り判定プログラム１２０８は、ＳＥＲをＢＥＲによって除算した結果を比αとして用いることによって、パケットにおいて誤りがどのように分布するかを示す比αを算出することができ、このような比αを用いることによって、バースト誤りが発生している可能性が高いことを判定できる。
【０１０５】
バースト誤りが発生している可能性が高いと処理２１１において判定されない場合、又は、処理２１２の後、バースト誤り判定プログラム１２０８は、他の受信ビット系列に処理２０７〜処理２１２を実行する。
【０１０６】
すべての受信ビット系列に処理２０７〜処理２１２を実行した後、バースト誤り判定プログラム１２０８は、カウンタｃ１を受信したパケットの総数Ｎで除算することによって、カウンタｃ１を正規化する。正規化されたカウンタｃ１は、受信したパケットの総数に対する、ＢＥＲが所定の閾値以上のパケットの数の割合である。
【０１０７】
そして、バースト誤り判定プログラム１２０８は、正規化されたカウンタｃ１が、パラメータ管理テーブル１２０９のパラメータ３０２から取得した閾値以上であるかを判定する（２１３）。
【０１０８】
正規化されたカウンタｃ１が取得した閾値を下回る場合、ＢＥＲは比較的低く、ＢＥＲを低下させる処理は必要ない。このため、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２０２に戻る。
【０１０９】
正規化されたカウンタｃ１が取得した閾値以上である場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、ＢＥＲが高いと判定し、バースト誤りの割合に応じてＢＥＲの低減方法を決定する。具体的には、バースト誤り判定プログラム１２０８は、カウンタｃ２をパケットの総数Ｎで除算することによって、正規化したカウンタｃ２を取得する。
【０１１０】
正規化されたカウンタｃ２は、受信した複数のパケットにおけるバースト誤り率である。バースト誤り判定プログラム１２０８は、正規化したカウンタｃ２が、パラメータ管理テーブル１２０９のパラメータ３０３から取得した閾値以上であるかを判定する（２１４）。
【０１１１】
正規化したカウンタｃ２が、パラメータ３０３から取得した閾値未満である場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、ランダム誤りが支配的であると判定し、例えば、畳み込み符号の符号化率を低減し、畳み込み符号の精度を上げることを決定する（２１６）。処理２１６において、バースト誤り判定プログラム１２０８は、ランダム誤りを改善できれば、ＢＥＲを低減する方法としていかなる方法及びパラメータを決定してもよい。
【０１１２】
また、正規化したカウンタｃ２が、パラメータ３０３から取得した閾値以上である場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、バースト誤りが支配的であると判定し、例えば、パケット再送の回数を増加させることを決定する（２１５）。処理２１５において、バースト誤り判定プログラム１２０８は、バースト誤りを改善できれば、ＢＥＲを低減する方法としていかなる方法及びパラメータを決定してもよい。
【０１１３】
処理２１５又は処理２１６においてＢＥＲの低減方法又はパラメータを決定した後、バースト誤り判定プログラム１２０８は、例えば上位層の制御信号を用いて、決定された方法又はパラメータを、通信装置１０２へ要求する（２１７）。
【０１１４】
通信装置１０２の復号部１１０５は、通知された制御信号を制御情報として検出し、制御情報を制御部１１０３に入力する。通信装置１０２の制御部１１０３は、入力された制御情報に応じてパラメータ管理テーブル１２０９の符号化率又はパケットの再送回数を更新する。
【０１１５】
これにより、通信制御プログラム１２０６は、パケット再送を指示する回数、又は、符号化部１１０７へ入力する符号化率を更新する。
【０１１６】
前述の図４において、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２１３を実行せず、処理２１４におけるバースト誤り率の判定結果のみに基づいて、ＢＥＲを低減する方法又はパラメータを決定してもよい。
【０１１７】
図８は、実施例１のビットエラー系列を含む比較テーブル５００を示す説明図である。
【０１１８】
処理２０７におけるＢＥＲの算出処理、及び、処理２０８におけるＳＥＲの算出処理の詳細を以下に示す。ＢＥＲ及びＳＥＲの算出に用いるビットエラー系列は、例えば、図８のような、生成される比較テーブル５００を用いて求められる。
【０１１９】
データバッファ１２０２は、比較テーブル５００を格納する。比較テーブル５００は、受信ビット系列５０１、予測値５０２及びビットエラー系列５０３を含む。判定指標記録プログラム１２０７は、処理２０４において抽出した受信ビット系列を受信ビット系列５０１に格納する。
【０１２０】
予測値５０２は、あらかじめ設定される値であってもよいし、判定指標記録プログラム１２０７が過去に受信したパケットの内容から予測した値であってもよい。バースト誤り判定プログラム１２０８は、受信ビット系列５０１と予測値５０２との値に基づいて、ビットエラー系列５０３の値を求める。
【０１２１】
バースト誤り判定プログラム１２０８は、受信ビット系列５０１と予測値５０２とをディジット位置ごとに比較し、受信ビット系列５０１と予測値５０２とが同じ値である場合、ビットエラー系列の当該ディジット位置の値を０に定め、異なる値である桁を１に定めることによって、ビットエラー系列を求める。本実施例のビットエラー系列における１は、誤りが発生したことを示す。そして、バースト誤り判定プログラム１２０８は、生成したビットエラー系列を、ビットエラー系列５０３に格納する。
【０１２２】
なお、バースト誤り判定プログラム１２０８は、バースト誤り判定を行うタイミング（処理２０５からの処理を実行するタイミング）において複数のビットエラー系列５０３を求めてもよい。また、バースト誤り判定プログラム１２０８は、通信装置１０２から信号を受信したタイミング（処理２０４のタイミング）でビットエラー系列５０３を求め、ビットエラー系列５０３のみを保持してもよい。
【０１２３】
実施例１のバースト誤り判定プログラム１２０８が、予測値と受信ビット系列とに基づいてビットエラー系列を生成することによって、誤りの発生を検知できる。
【０１２４】
図９及び図１０を用いて、バースト誤り率の判定方法の詳細を説明する。
【０１２５】
図９は、実施例１のランダム誤りが発生しているビットエラー系列と、バースト誤りが発生しているビットエラー系列とを示す説明図である。
【０１２６】
図９に示すシンボル誤り６０１は、ビットエラー系列６０２におけるシンボル誤りである。ビットエラー系列６０２には、ランダム誤りが発生している。
【０１２７】
また、シンボル誤り６０３は、ビットエラー系列６０４におけるシンボル誤りである。ビットエラー系列６０４には、バースト誤りが発生している。
【０１２８】
連続する複数のビットを含むシンボル単位の誤り（シンボル誤り）を、指標として用いることによって、バースト誤り判定プログラム１２０８は、マクロレベルでの誤りの発生状況を評価し、誤りのバースト性を評価できる。
【０１２９】
例えば、図９における１シンボルは、８ビットを含む。ビットエラー系列６０２及び６０４は、各々３２ビットであり、３ビットの誤りが発生する。このため、ビットエラー系列６０２及び６０４のＢＥＲは、同じである。
【０１３０】
しかし、シンボル誤り６０１は、３／４であり、シンボル誤り６０３は、１／４である。このため、シンボル誤り６０３は、シンボル誤り６０１の１／３である。
【０１３１】
そこで、本実施例のバースト誤り判定プログラム１２０８は、ＢＥＲに対するＳＥＲの大きさを示す、ＳＥＲのＢＥＲに対する比αを指標として算出することによって、バースト誤りの割合を評価する。具体的には、前述の処理２１１のように、図７に示す評価値テーブル１２１０を用いて評価する。
【０１３２】
なお、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２０７において算出されたＢＥＲがＢＥＲ１２１１の値に完全に一致しない場合、算出されたＢＥＲに対応するＳＥＲの上限値と下限値とを、ＢＥＲ１２１１、ＳＥＲ下限値１２１２及びＳＥＲ上限値１２１３の値を用いた線形補間によって求めてもよい。
【０１３３】
運用者等は、評価値テーブル１２１０のＳＥＲ上限値１２１３及びＳＥＲ下限値１２１２の値を、バースト誤りの分離に求められる厳密性に応じて決定してよい。ＢＥＲをｐと記載し、シンボルあたりのビット数をｋと記載した時、ランダム誤りにおけるＳＥＲの期待値Ｅｒは、以下の式１によって算出される。
Ｅｒ＝１−（１−ｐ）ｋ                （式１）
【０１３４】
運用者等は、例えば、ＳＥＲ下限値を０に設定し、ＳＥＲ上限値がＥｒ×ａ（例えばａ＝０．９）に設定してもよい。また、バースト誤りが発生するビットエラー系列の領域において、ＢＥＲは０．５であると仮定した場合、ｎビットの誤りがｍビットの範囲に分布する確率は、式２によって表現される。
ｍ−２Ｃｎ−２０．５ｍ−２                  （式２）
【０１３５】
さらに、総ビット数をＬと記載した場合、ＳＥＲ＝（ｍ／ｋ）／（Ｌ／ｋ）＝ｍ／Ｌであり、ＢＥＲ＝ｎ／Ｌであるため、比α＝ＳＥＲ／ＢＥＲ＝ｍ／ｎである。
【０１３６】
図１０は、実施例１の比αの累積度数分布を示す説明図である。
【０１３７】
図１０は、ｎ＝１００である場合の比αの累積度数分布（ＣＤＦ：Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を示す。図１０より、全体の９９％以上が１．５≦α≦２．６の範囲にある。このため、運用者等は、評価値テーブル１２１０のＳＥＲ下限値１２１２をＢＥＲ×１．５に設定し、ＳＥＲ上限値１２１３をＢＥＲ×２．６に設定してもよい。
【０１３８】
実施例１によれば、ＳＥＲとＢＥＲとの比αを用いることにより、一つのパケットでもバースト誤りを判定することができるため、少ないサンプル数でも動作可能であり、かつ、必要な処理量の少ないバースト誤りを判定することができる。
【０１３９】
本実施例によれば、ランダム誤りとバースト誤りとで定性的に値の異なるシンボルエラー率に基づいて指標を生成するため、通信装置１０３は、サンプルとする受信信号の数に依らずバースト誤りの割合を判定できる。また、受信信号毎の処理はビット誤り率、シンボル誤り率及びそれらの比αの算出のみであるため、ビット毎に複数の統計処理を行う場合に比べて処理量を低減できる。これにより、少ないサンプル数でも動作可能であり、かつ低処理量のバースト誤り判定方法を提供する。
【実施例２】
【０１４０】
実施例２における遠隔監視システムの構成、並びに、通信装置１０２及び１０３の構成は、図１、図２及び図３に示す実施例１の遠隔監視システムの構成、並びに、通信装置１０２及び１０３の構成と同じである。
【０１４１】
しかし、実施例２における通信装置１０３は、通信装置１０２から受信する信号を畳み込み復号する際に得られる中間情報を用いてバースト誤りの割合を判定する。
【０１４２】
一般的な畳み込み復号処理であるビタビ復号は、情報ビット毎に期待される入力と実際の入力値との差分に応じてＢｒａｎｃｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値と呼ばれる重みを算出する方法である。そして、ビタビ復号は、受信した信号に含まれる全ての情報ビットのＢｒａｎｃｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値の総和を、Ｐａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値として算出し、このＰａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値が最小の復号パスを復号結果として出力する方法である。
【０１４３】
Ｂｒａｎｃｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値は、期待される入力と実際の入力との差が大きいほど、値が大きくなり、入力のビット誤り量を示す指標として利用される。そこで、実施例２では、出力パスのＰａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値（実施例１におけるＢＥＲに相当）を用いて入力系列のビット誤り率を評価し、連続する複数個（ｋ個）の情報ビット（実施例１におけるシンボルに相当）におけるＢｒａｎｃｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値の和の最大値（実施例１におけるＳＥＲに相当）を用いて局所的なビット誤り率、すなわちバースト誤りの発生状況を、それぞれ評価する。
【０１４４】
なお、Ｂｒａｎｃｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値は、必ずしも整数である必要はなく、例えば軟判定ビタビ復号（ＳＯＶＡ：Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）においては軟判定値が、Ｂｒａｎｃｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値として用いられてもよい。
【０１４５】
図１１は、実施例２の通信装置１０３の処理を示すフローチャートである。
【０１４６】
図１１に示す処理２０１〜処理２０３、処理２０５、処理２０６、処理２１０、処理２１２〜処理２１７は、図４に示す処理と同じである。以下に図４に示す処理との相違点を説明する。
【０１４７】
実施例２の判定指標記録プログラム１２０７は、処理２０３の後、受信したパケットの各々について、ビタビ復号の出力パスのＰａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値Ｅ１を算出し、データバッファ１２０２に記録する（９０１）。そして、判定指標記録プログラム１２０７は、受信したパケットに含まれる連続する所定のビット数（ｋビット：ｋ＜Ｌ’）の情報ビットにおける、Ｂｒａｎｃｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値の和の最大値Ｅ２を算出し、記録する（９０２）。ここで、Ｌ’は受信した情報パケットに含まれる情報ビットの数を示し、符号化率を１／ｒとしてＬ’＝Ｌ／ｒで算出される。
【０１４８】
なお、ここで、判定指標記録プログラム１２０７は、所定のビット数の情報ビットを、受信したパケットから、例えば、１ビットずつシフトさせながら抽出する。このため、ｉ番目の情報ビットにおけるＢｒａｎｃｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値をＢｉと記載した場合、判定指標記録プログラム１２０７は、処理９０２において式３の結果を、最大値Ｅ２として算出し、記録する。
【数１】
0006310384.tif 000002
（i＝０，１，…Ｌ’―ｋ）
【０１４９】
処理２０６の後、バースト誤り判定プログラム１２０８は、受信したパケット各々のＰａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値Ｅ１及び最大値Ｅ２を用いて、受信したパケットの総数に対する、Ｐａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値Ｅ１が所定の閾値以上のパケットの数の割合を算出する。また、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理９０４、２１２及び２１４によって、バースト誤り率を算出する。
【０１５０】
具体的には、バースト誤り判定プログラム１２０８は、実施例１と同様にカウンタｃ１およびｃ２を利用し、記録されているＮ個の受信パケットの各々に対し、Ｐａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値Ｅ１が所定の閾値以上であるかを判定する（９０３）。ここで、Ｐａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値Ｅ１と比較される閾値は、パラメータ管理テーブル１２０９にあらかじめ格納される。
【０１５１】
そして、Ｐａｔｈ  Ｍｅｔｒｉｃ値Ｅ１が所定の閾値以上である場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、ＢＥＲが所定の閾値以上であると判定し、カウンタｃ１をカウントアップする（２１０）。バースト誤り判定プログラム１２０８は、ＢＥＲが所定の閾値を下回ると判定した場合、カウンタｃ１を維持する。
【０１５２】
また、バースト誤り判定プログラム１２０８は、最大値Ｅ２が所定の閾値以上であるかを判定する（９０４）。ここで、最大値Ｅ２と比較される閾値は、パラメータ管理テーブル１２０９にあらかじめ格納される。
【０１５３】
最大値Ｅ２が所定の閾値以上である場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、カウンタｃ２をカウントアップする（２１２）。バースト誤り判定プログラム１２０８は、最大値Ｅ２が所定の閾値を下回ると判定した場合、カウンタｃ２を維持する。
【０１５４】
実施例２によれば、送信される信号の予測値を、あらかじめ保持していなくても、ＢＥＲ及びＳＥＲに相当する指標を算出することができ、バースト誤りが発生したことを検知することができる。このため、実施例１よりも、予測値を設定又は予測する処理を低減できる。
【０１５５】
また、バースト誤り判定プログラム１２０８は、送信されるパケットの全体を用いてバースト誤りの判定処理を行うため、実施例１よりもサンプル数が少なくても同程度の精度で判定できる。
【実施例３】
【０１５６】
実施例３は、実施例１の変形例であり、通信装置１０３はバースト誤りが発生しているかの判定のみを行う。実施例３において、ＢＥＲが所定の閾値以上のパケットの割合が所定の閾値以上であると判定された場合、バースト誤り判定プログラム１２０８は、ランダム誤り又はバースト誤りのいずれが支配的に発生しているかを示す情報を、入出力Ｉ／Ｆ１１１３を介して外部に通知する。
【０１５７】
実施例３の運用者等は、通知を参照し、符号化率の低下及びパケット再送の増加の処理等を通信装置１０２及び通信装置１０３に実行する。実施例３によれば、実施例１の処理を適用するための機能を通信装置１０２に追加する必要がないため、実施例１に比べて既存の遠隔監視システムへの変更量が少ない。
【０１５８】
実施例３における遠隔監視システムの構成、並びに、通信装置１０２及び１０３の構成は、図１、図２及び図３に示す実施例１の遠隔監視システムの構成、並びに、通信装置１０２及び１０３の構成と同じである。
【０１５９】
図１２は、実施例３の通信装置１０３の処理を示すフローチャートである。
【０１６０】
実施例３の処理２０１〜処理２１４は、実施例１の処理２０１〜処理２１４と同じである。しかし、実施例３のバースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２１５〜処理２１７を実行せず、代わりに処理１００１及び処理１００２を実行する。
【０１６１】
バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２１４において正規化したカウンタｃ２が、パラメータ３０３から取得した閾値未満であると判定した場合、ランダム誤りが支配的であると判定し、ランダム誤りの発生を通知するための情報を、入出力インタフェース１１１３を介して出力装置に向けて出力する（１００１）。
【０１６２】
また、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２１４において正規化したカウンタｃ２が、パラメータ３０３から取得した閾値以上であると判定した場合、バースト誤りが支配的であると判定し、バースト誤りの発生を通知するための情報を、入出力インタフェース１１１３を介して出力装置に向けて出力する（１００２）。
【０１６３】
処理２０４、処理１００１及び処理１００２の後、バースト誤り判定プログラム１２０８は、処理２０２に戻る。
【０１６４】
バースト誤り判定プログラム１２０８は、ランダム誤り又はバースト誤りの発生を通知するための情報を、例えば、通信装置１０３に設置されたＬＥＤを点灯させることにより出力してもよい。実施例３によれば、運用者等がランダム誤り又はバースト誤りの発生を速やかに検知することができる。
【０１６５】
なお、前述の実施例に示した装置に実装される機能は、あくまで一例であり、通信装置１０２、通信装置１０３、センサ装置１０１及びセンタ装置１０４の全体として、同等の機能を実現できれば、本実施例の遠隔監視システムは、いかなる構成を有してもよい。具体的には、前述の実施例において示した複数の装置の機能が、一つの装置に実装されてもよく、一つの装置の機能が、複数の装置によって実装されてもよい。
【０１６６】
また、前述の実施例はビットを最小単位として記述したが、例えばＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ）に基づいてパケットの誤り有無を判定し、パケットを最小の単位としてもよい。これにより、バースト誤り判定プログラム１２０８は、時間スケールの大きなバースト誤りを検出できる。
【０１６７】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除又は置換をすることが可能である。
【０１６８】
また、上記の各構成、機能及び処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成及び機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、及びファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク若しくはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又は、ＩＣカード若しくはＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。
【０１６９】
また、制御線又は情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
本発明はデジタル通信、特に無線通信を行うシステム、及びデジタル通信を利用する通信装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１７１】
１０１  センサ装置
１０２、１０３  通信装置
１０４  センタ装置
１１０１  アンテナ
１１０２  無線送受信部
１１０３  制御部
１１０４  ベースバンド復調部
１１０５  復号部
１１０６  ネットワークインタフェース部
１１０７  符号化部
１１０８  ベースバンド変調部
１２０１  プロセッサ
１２０２  データバッファ
１２０３  メモリ
１２０４  内部バス
１２０５  記憶装置
１２０６  通信制御プログラム
１２０７  判定指標記録プログラム
１２０８  バースト誤り判定プログラム
１２０９  パラメータ管理テーブル
【図１】
0006310384.tif 000003
【図２】
0006310384.tif 000004
【図３】
0006310384.tif 000005
【図４】
0006310384.tif 000006
【図５】
0006310384.tif 000007
【図６】
0006310384.tif 000008
【図７】
0006310384.tif 000009
【図８】
0006310384.tif 000010
【図９】
0006310384.tif 000011
【図１０】
0006310384.tif 000012
【図１１】
0006310384.tif 000013
【図１２】
0006310384.tif 000014