(57)【要約】  【課題】  デジタル無線通信システムでは、基地局からの無線キャリアを最適な状態で受信したり、また、定期的にシステムの維持管理のための回線品質の計測のために受信電界強度やビット誤り率の測定が利用されるが、うまい方法がない。  【解決手段】  無線通信システムは、第1の基地局と、上記第1の基地局から無線回線で送信される信号を受信する複数の移動局を有し、上記第1の基地局は、信号処理部を有し、上記信号処理部で誤り検出符号を付加された伝送信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記誤り検出符号を付加された伝送信号を処理する受信信号処理部を有し、上記受信信号処理部は、上記伝送信号を誤り訂正する手段と、上記誤り訂正する手段の出力を再生する手段と、上記伝送信号と上記誤り訂正する手段の出力とを比較する比較手段を有し、上記比較手段からビット誤り率を出力するように構成される。【選択図】  図１
2007295532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基地局と、上記第１の基地局から無線回線で送信される信号を受信する複数の移動局を有し、上記第１の基地局は、信号処理部を有し、上記信号処理部で誤り検出符号を付加された伝送信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記誤り検出符号を付加された伝送信号を処理する受信信号処理部を有し、上記受信信号処理部は、上記伝送信号を誤り訂正する手段と、上記誤り訂正する手段の出力を再生する手段と、上記伝送信号と上記誤り訂正する手段の出力とを比較する比較手段を有し、上記比較手段からビット誤り率を出力することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
第１の基地局と、上記第１の基地局から無線回線で送信される信号を受信する複数の移動局を有し、上記第１の基地局は、信号処理部を有し、上記信号処理部で誤り検出符号を付加された伝送信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記誤り検出符号を付加された伝送信号を処理する受信信号処理部を有する無線通信システムにおいて、上記移動局の上記受信信号処理部で上記誤り検出符号を付加された伝送信号の誤り訂正を行い、上記誤り訂正された信号と上記誤り訂正前の信号とを比較し、ビット誤り率を出力することを特徴とする無線通信システムのビット誤り率測定方法。
【請求項３】
第１の基地局と、上記第１の基地局から無線回線で送信される信号を受信する複数の移動局を有し、上記第１の基地局は、信号処理部を有し、上記信号処理部で誤り検出符号を付加された伝送信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記誤り検出符号を付加された伝送信号を処理する受信信号処理部を有する無線通信システムにおいて、上記移動局の上記受信信号処理部で上記誤り検出符号を付加された伝送信号の誤り訂正を行うと共に、誤り訂正された受信データの受信情報Ｐ‘（Ｘ）を誤り検出符合Ｇ（Ｘ）で割算した余りの有無に基づき誤り判定することを特徴とする無線通信システムの誤り判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよび無線通信システムの誤り測定および誤り判定方法に関し、特に、送信されるデータ信号を用いて無線回線の誤り測定および誤り判定を可能にする無線通信システムおよび無線通信システムの誤り測定および誤り判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、実用化されているデジタル無線通信システムの一つとして、標準規格ARIB STD-T61（Association of Radio Industries and Businesses-T61）で定められているＳＣＰＣ（Single Channel Per Carrier）デジタル無線通信システムがある。このＳＣＰＣデジタル無線通信システムについて図７〜図１０を用いて説明する。このＳＣＰＣデジタル無線通信システムは、一つの無線キャリアが一つの通信チャネルに対応し、単信方式のプレストーク通信を基本とする比較的簡易なシステムであり、１基地局あたり１通信チャネルでの通話サービスが基本となっている。このシステムは、制御装置（統制局ともいう。）７０１、無線基地局（または単に基地局とも言う。）７０２−１、７０２−２、・・・７０２−Ｍ（基地局を代表する場合は、基地局７０２と称する。）、各基地局７０２の通信エリア７０３−１、７０３−２、・・・７０３−Ｍ（通信エリアを代表する場合は、通信エリア７０３と称する。）、移動局７０４−１、７０４−２、・・・７０４−Ｎ（移動局を代表する場合は、移動局７０４と称する。）、伝送路７０５および有線端末局７０６で構成されている。そして、基地局７０２の通信エリア７０３内にある複数の移動局７０４と基地局７０２間あるいは基地局を経由した移動局間あるいは移動局間直接通信の通信接続サービス、あるいは、通信エリア７０３の外の移動局７０４−３と通信エリア７０３−１内の移動局７０４−２との通信接続サービスが行なわれるように構成されたシステムである。移動局７０４は、無線端末局であり、携帯無線機、車載無線機等が含まれている。
【０００３】
制御装置７０１は、各基地局７０２と伝送路７０５で接続され、デジタル無線通信システムにおける基地局７０２、有線端末局７０６および複数の移動局７０４間の通信接続およびサービスエリアの維持、管理を行う。この制御装置７０１には、回線制御装置が設置され、移動局７０４や有線端末局７０６からの発呼制御あるいは通信ルートの設定を行う制御等を行う。また、複数の基地局間の接続サービスの管理も行う。なお、図７では、制御装置７０１は、基地局７０２と分離された場合を示しているが、例えば、制御装置７０１が基地局７０２−１と一体に構成することもできる。
【０００４】
而して、標準規格ARIB STD-T61で定められているデジタル無線技術を用いたデジタル無線通信システムで使用が許可されている無線キャリア（carrier）周波数割当てを、例えば、図８に示す。図８において、上り方向、即ち、移動局→基地局の方向では、約３６７ＭＨｚ〜３６９ＭＨｚの無線キャリアｆで、６．２５ＫＨｚ巾で、無線キャリアｆ１、ｆ２、ｆ３・・・が認められている。また、下り方向、即ち、基地局→移動局の方向では、上り方向の３６７ＭＨｚから１８ＭＨｚ離れた約３８５ＭＨｚ〜３８７ＭＨｚの無線キャリアＦで、６．２５ＫＨｚ巾で、無線キャリアＦ１、Ｆ２、Ｆ３・・・が認められている。従って、デジタル無線システムの通信においては、上り方向ｆ１、ｆ２、・・・、下り方向Ｆ１、Ｆ２、・・・の各周波数が使用される。
【０００５】
そして、例えば、基地局７０２−１と移動局７０４−１との間の下り通信チャネルは、周波数Ｆ１、移動局７０４−１から基地局７０２−１への上り通信チャネルは、周波数ｆ１のペア波が使用される。また、通信エリア７０３−１外の移動局７０４−３と通信エリア７０３−１内の移動局７０４−２との間の移動局間直接通信では、無線キャリアＷの内の１つの無線キャリアＷ１の１波が認められている。
【０００６】
図７のデジタル無線システムにおいて通信を行う場合には、通信を始める、例えば、基地局側がプレススイッチをＯＮし、同時にＳＢ０（Synchronous Burst 0）を数回連送して通信を受ける側の同期を確立させた後、ＳＣ（Service Channel）により音声通話を行う。この信号の送信フレーム構成を図９に示す。図９においては、同期のための同期バーストＳＢ０を、ＳＢ０１、ＳＢ０２、ＳＢ０３の３回送出し、続いて通信用チャネルＳＣをＳＣ１、ＳＣ２、・・・の順に順次送出する。なお、ＳＢ０、ＳＣの１区間は、図９のように約４０ｍｓである。
【０００７】
また、ＳＣとＳＢ０の信号フォーマットは、図１０に示すとおりである。図１０において、ＬＰ＋Ｒは、リニアライザ用プリアンブル及びバースト過渡応答用ガードタイム、Ｐａ及びＰｂは、プリアンブル、ＴＣＨは、トラヒックチャネル、ＲＩは、無線情報チャネル、ＳＷは、同期ワード、ＰＩは、パラメータ情報チャネル、Ｇは、ガードタイムである。なお、数字は、ビット数を表している。
【０００８】
通信用チャネルＳＣは、ユーザが音声やデータ等の情報を伝送するために使用する双方向チャネルであり、トラヒックチャネル（ＴＣＨ：Traffic Channel）及び無線情報チャネル（ＲＩＣＨ：Radio Information Channel、図１０では、ＲＩで示されている。）からなる。同期バーストＳＢ０は、割り当てられた無線チャネルにおける通信時に通信用チャネルＳＣの前に取り交わされる同期のためのバーストデータである。
【０００９】
而して、このようなディジタル無線通信システムでは、一般的に移動局が別の基地局ゾーンに移動しても通話が可能なように、移動局が在圏する基地局へのルート選択を行い回線を接続する追跡接続機能や、在圏する基地局ゾーンが変わると端末局が基地局側へ位置登録信号を送出する位置登録機能を備えている。
【００１０】
即ち、このデジタル無線通信システムにおいて、移動局は、待ち受けおよび位置登録の制御を行っている。まず、移動局７０４は、基地局７０２が送信する無線チャネルをスキャンし、もっとも受信レベルの高い無線チャネルを受信する事により呼接続に必要な制御情報を得る。この制御情報に含まれる基地局情報が移動局内部に記憶されていた基地局情報と異なっている場合、自分の移動機番号を基地局経由で制御装置７０１に送出することにより移動局の位置登録を行う。
【００１１】
また、それに引き続き、移動局では、着信時における移動局の呼出などに利用する制御情報を報知する一斉呼出し用のチャネルを受信し、着信の待ち受けを行う。また、移動局は、基地局の無線チャネルにて指定されるチャネル切替レベルに対して、基地局からの受信信号が一定時間劣化した場合は、周辺ゾーン監視モードを起動し、周辺の基地局が送信する無線チャネルを受信する。この時、既に位置情報の登録を行った基地局よりも受信レベルの高い基地局があった場合、新たに位置情報の登録を行うことによって、より受信レベルの高い基地局のエリアにて着信の待ち受けを行う。一方、周辺ゾーン監視モードにて規定レベル以上の基地局が見つからない場合には圏外表示を行うと同時に監視モードを継続する仕組みになっている。
【００１２】
従って、移動局は、基地局からの無線キャリアを最適な状態で受信するように常に監視し、より受信レベルの高い、所謂、回線品質の良い基地局のエリアを確保することが要求される。また、このデジタル無線通信システムは、定期的にシステムの維持管理のための回線品質の計測が行われ、フェージングあるいはマルチパス等の影響の有無あるいは無線通信システムを構成する部品等の経年変化に伴う保守、点検、交換等の作業も行っている。
【００１３】
このようなデジタル無線通信システムでは、基地局および移動局は常に同期バーストＳＢ０および通信用チャネルＳＣの監視を行い、受信信号から所要データを取り出すために必要な送信側のタイミングを再生し同期させることが必要となる。
【００１４】
また、送信側のデータを確実に受信するためには、受信側の無線装置では無線回線の状態をより高品質な状態に保つ必要がある。特に、無線装置が車両等により移動する無線システムにおいては、無線回線の品質は、周囲の地形や雑音の影響により絶えず変化し、劣悪な状態となることから、信頼性の高い通信を実現するためには、受信側の無線装置において回線の品質を検知する手段が必要となる。
【００１５】
これら無線回線品質の良否判定方法として、基地局が送信する無線キャリアの受信電界強度(ＲＳＳＩ: received signal strength indicator)やビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）を利用する方法があるが、一般的には無線回線品質に最も支配的なＲＳＳＩが用いられる。しかしながら、無線キャリアの受信電界強度ＲＳＳＩは、地形や建物の影響によるマルチパスの影響や、同一周波数で送信する他局による同一波干渉等により、受信電界強度が十分大きいにも関わらず、ＢＥＲが大きくなり、元の送信データを復元できない場合があることが知られている。
【００１６】
特に、端末局が車両等により移動する無線通信システムでは、停止した場所の周囲環境により、十分な受信電界強度があるにも関わらずＢＥＲが大きいために元のデータが全く復元できなくなってしまう場合もあり、無線通信システムの信頼性を低下させる要因となっている。
【００１７】
本発明では、ビット誤り率ＢＥＲの測定法を提供するとともに、得られたＢＥＲを用いて回線品質の警告を行うことにより、より信頼度の高い無線通信システムを提供するものである。更に、後述するように受信データが正しいかどうかの誤り判定を行い、より信頼度の高い無線通信システムを提供するものである。
【００１８】
さて、従来のデジタル無線通信システムにおけるビット誤り率ＢＥＲの測定法には、次のような問題がある。即ち、
（１）無線回線のビット誤り率を算出するためには、基地局から前もって定められたデータパターンを送信し、受信側にて送信データとを比較して、不一致の数をカウントする方法が用いられるが、このデータパターンを送信するためには、基地局をビット誤り率測定の専用モードに変更する必要があったり、また、通信用チャネルを占有してデータパターンを送信する必要があるために、通常のサービスを提供しながらのエリア試験やビット誤り率ＢＥＲの測定ができないという不都合がある。
【００１９】
（２）また、通常の運用状態でビット誤り率ＢＥＲの測定を行うためには、各フレームに共通な既知データ列が含まれている必要がある。しかしながら、基地局が送信するデータフレームは、図１０に示すように各機能チャネル毎に異なるため、各フレームに共通で既知データとして利用できる領域は、図１０に示すＳＣのフレーム構成中、同期ワードＳＷに相当する２０ビットである。この同期ワードＳＷの２０ビットを用いて誤り率ＢＥＲを算出するには、ビット数が少ないため精度の高いＢＥＲの測定が出来ない。
【００２０】
【特許文献１】特に発見されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
このデジタル無線通信システムでは、基地局からの無線キャリアを最適な状態で受信したり、また、定期的にシステムの維持管理のための回線品質の計測のためにビット誤り率の測定が利用されるが、うまい方法がない。
【００２２】
本発明の目的は、簡単な方法で誤り測定および誤り判定が可能な無線通信システムおよび無線通信システムの誤り測定および誤り判定方法を提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、システムの運用状態で誤り測定および誤り判定が可能な無線通信システムおよび無線通信システムの誤り測定および誤り判定方法を提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、精度の高い誤り測定および誤り判定が可能な無線通信システムおよび無線通信システムの誤り測定および誤り判定方法を提供することである。
【００２５】
本発明の他の目的は、基地局に特別な外部装置の接続や保守モード等の特別なモードの設定することなく誤り測定および誤り判定が可能な無線通信システムおよび無線通信システムの誤り測定および誤り判定方法を提供することである。
【００２６】
本発明の他の目的は、算出されたビット誤り率を用いて無線回線の品質劣化の警告を行うことのできる無線通信システムおよび無線通信システムの誤り率測定方法を提供することである。
【００２７】
本発明の更に他の目的は、受信データが正しいかどうかの判定を行い、より信頼度の高い無線通信システムおよび無線通信システムの誤り判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の無線通信システムは、第１の基地局と、上記第１の基地局から無線回線で送信される信号を受信する複数の移動局を有し、上記第１の基地局は、信号処理部を有し、上記信号処理部で誤り検出符号を付加された伝送信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記誤り検出符号を付加された伝送信号を処理する受信信号処理部を有し、上記受信信号処理部は、上記伝送信号を誤り訂正する手段と、上記誤り訂正する手段の出力を再生する手段と、上記伝送信号と上記誤り訂正する手段の出力とを比較する比較手段を有し、上記比較手段からビット誤り率を出力するように構成される。
【００２９】
また、本発明の無線通信システムにおいて、更に、第２の基地局を有し、上記移動局の１つが上記第１の基地局からの上記誤り検出符号を付加された伝送信号から算出した第１のビット誤り率が所定値以上の場合、上記移動局は、上記第２の基地局からの上記誤り検出符号を付加された伝送信号から第２のビット誤り率を算出し、上記第２のビット誤り率が所定値以下の場合、上記移動局は、上記第２の基地局に位置登録を変更するように構成される。
【００３０】
また、本発明は、第１の基地局と、上記第１の基地局から無線回線で送信される信号を受信する複数の移動局を有し、上記第１の基地局は、信号処理部を有し、上記信号処理部で誤り検出符号を付加された伝送信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記誤り検出符号を付加された伝送信号を処理する受信信号処理部を有する無線通信システムにおいて、上記移動局の上記受信信号処理部で上記誤り検出符号を付加された伝送信号の誤り訂正を行い、上記誤り訂正された信号と上記誤り訂正前の信号とを比較し、ビット誤り率を出力するように構成される。
【００３１】
また、本発明は、第１の基地局と、上記第１の基地局から無線回線で送信される信号を受信する複数の移動局を有し、上記第１の基地局は、信号処理部を有し、上記信号処理部で誤り検出符号を付加された伝送信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記誤り検出符号を付加された伝送信号を処理する受信信号処理部を有し、上記受信信号処理部は、誤り訂正する手段と、該誤り訂正する手段の出力を演算する演算部を有する無線通信システムにおいて、上記移動局の上記誤り訂正する手段で誤り訂正を行うと共に、上記演算部で誤り訂正が正しいかどうかを判定し、該判定結果に基づいて信号再生を制御するように構成される。
【００３２】
また、本発明は、第１の基地局と、上記第１の基地局から無線回線で送信される信号を受信する複数の移動局を有し、上記第１の基地局は、信号処理部を有し、上記信号処理部で誤り検出符号を付加された伝送信号を上記移動局に送信し、上記移動局は、上記誤り検出符号を付加された伝送信号を処理する受信信号処理部を有する無線通信システムにおいて、上記移動局の上記受信信号処理部で上記誤り検出符号を付加された伝送信号の誤り訂正を行うと共に、誤り訂正された受信データの受信情報Ｐ‘（Ｘ）を誤り検出符合Ｇ（Ｘ）で割算した余りの有無に基づき誤り判定するように構成される。
【発明の効果】
【００３３】
以上、詳述したように本発明は、基地局から送信される通信用チャネル中の音声やデータ等のユーザデータを用いて、簡単な方法で誤り測定および誤り判定が可能な無線通信システムを実現することができる。また、システムの運用状態で誤り測定および誤り判定が可能なため、誤り測定および誤り判定のためにシステムを停止することもなく、また、基地局に特別な外部装置の接続や保守モード等の特別なモードの設定することなく誤り測定および誤り判定ができる無線通信システムおよび無線通信システムの誤り測定および誤り判定方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施例を図１〜図６を用いて説明する。図１は、本発明に使用する基地局７０２の一実施例の概略構成のブロック図を示し、図２は、移動局７０４の概略構成を示すブロック図である。そして、図１に示される基地局は、図７で示される基地局７０２に相当し、図２に示す移動局は、図７で示される移動局７０４に相当する。なお、本実施例でもデジタル無線通信システムの構成は、ほぼ、図７に示すシステムと同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、本発明では、ＳＣＰＣデジタル無線通信システムについて説明するが、ＳＣＰＣデジタル無線通信システムに限られるものではなく、ＦＤＭＡ方式デジタル無線通信システムや一般のデジタル無線通信システムにも適応できることはいうまでもない。
【００３５】
図１において、基地局７０２は、信号処理装置１０１および無線装置１０２で構成されている。また、端子１０３は、制御装置７０１と接続される接続端子である。信号処理装置１０１は、信号処理部１０４、記憶部１０５および操作卓１０６で構成され、無線通信システムを管理する機能を有している。無線装置１０２は、送信用無線機１０７と受信用無線機１０８を有している。送信用無線機１０７は、前述したように、例えば、下り無線キャリアＦ１を用いて信号処理装置１０１からの信号を移動局７０４に送信する。一方、受信用無線部１０８は、例えば、上り無線キャリアｆ１を用いて移動局７０４から送信される信号を受信する。即ち、Ｆ１およびｆ１のペア波を用いた送受信を行う。なお、操作卓１０６は、操作部、マイクおよびスピーカ等で構成されている。
【００３６】
図２は、移動局７０４の概略構成を示すブロック図である。なお、図２で示す移動局７０４は、例えば、下り方向無線キャリアＦ１および上り方向無線キャリアｆ１のペア波が用いられ、送受信できる無線通信装置を示している。図２において、２０１は、基地局７０２の無線装置１０２との送受信を行うためのアンテナ、２０２は、送受信を切り替える切替スイッチ、２０３は、受信部、２０４は、受信信号処理部、２０５は、スピーカ、２０６は、制御部、２０７は、記憶部、２０８は、表示部、２０９は、操作部、２１０は、マイク、２１１は、送信信号処理部、２１２は、送信部である。
【００３７】
この移動局の動作は、先ず、操作部２０９を操作し、例えば、テンキーで相手の移動局番号を入力し、通話ボタンを押す。相手が出ると送信状態となるので、マイク２１０から入力される音声信号は、送信信号処理部２１１で送信のための所定の信号処理を施された後、送信部２１２に入力される。送信部２１２に入力された信号は、送信のための所定の変調がなされ、所定の送信周波数ｆ１に変換され、切替スイッチ２０２を介してアンテナ２０１から出力され、基地局７０２の無線装置１０２の受信用無線機１０８へ送信される。
【００３８】
一方、基地局７０２の無線装置１０２の送信用無線機１０７からの信号は、アンテナ２０１で受信され、切替スイッチ２０２を介して受信部２０３に入力される。受信部２０３に入力された信号は、高周波増幅され、所定の中間周波数に変換され、更に、復調され、受信信号処理部２０４に供給される。受信信号処理部２０４では、所定の信号処理がなされた後、スピーカ２０５から音声信号を出力したり、また、データの場合には、表示部２０８にデータが表示される。
【００３９】
次に、上述したデジタル無線通信システムの動作について図６を用いて説明する。図６において、例えば、移動局７０４−５が基地局７０２−１の通信エリア７０３−１内を移動しており、基地局７０２−１から移動局７０４−５に基地局情報が送信されているものとする（ステップ６０１）。この状態で移動局７０４−５は、受信レベルを常に監視している。この場合の受信レベルは、後述するビット誤り率ＢＥＲを測定し、このビット誤り率ＢＥＲが所定のレベルＴＨ以下かを監視している（ステップ６０２）。そして、このビット誤り率ＢＥＲが所定のレベルＴＨ以下（Ｙｅｓ）であれば、ステップ６０３に進み、待ち受け状態を保持する。しかしながら、このビット誤り率ＢＥＲが所定のレベルＴＨ以上（以下でないため、Ｎｏ）である場合、ステップ６０４に進み、周辺ゾーン監視モードに移る。そして、周辺の基地局の通信エリアのビット誤り率ＢＥＲを測定する（ステップ６０５）。なお、このビット誤り率ＢＥＲが所定のレベルＴＨとは、例えば、３×１０−２であるが、システムの構成等で、適宜設定することはいうまでもない。また、このビット誤り率ＢＥＲが所定のレベルＴＨ以上の場合、正しい音声やデータの再生ができないということになる。
【００４０】
ステップ６０５では、周辺基地局、例えば、基地局７０２−２の通信エリア７０３−２のビット誤り率ＢＥＲを測定する。測定の結果、基地局７０２−２の通信エリア７０３−２のビット誤り率ＢＥＲが所定のレベルＴＨ以上（以下でないため、Ｎｏ）であれば、ステップ６０６に進み、圏外処理を行う。即ち、どの基地局とも通信ができないので、移動局７０４−５に、例えば、「圏外」を表示する。また、基地局７０２−２の通信エリア７０３−２のビット誤り率ＢＥＲが所定のレベルＴＨ以下（Ｙｅｓ）であれば、移動局７０４−５は、基地局７０２−２に位置登録要求を送信する（ステップ６０７）。移動局７０４−５から位置登録要求を受けた基地局７０２−２は、制御装置７０１に位置登録要求を送信する（ステップ６０８）。
【００４１】
制御装置７０１では、基地局７０２−２からの位置登録要求を受信すると、基地局７０２−２との間で、認証処理を行う（ステップ６０９）。即ち、移動局７０４−５の、例えば、ＩＤ等による認証を行い、認証が成立すると、制御装置７０１は、位置登録完了通知を基地局７０２−２に送信する（ステップ６１０）。位置登録完了通知を受けた基地局７０２−２は、位置登録完了通知を移動局７０４−５に送信する（ステップ６１１）。これによって移動局７０４−５は、基地局７０２−２の通信エリア７０３−２内で通信が可能となり、ステップ６１２に進む。即ち、移動局７０４−５は、基地局７０２−２と通信ができる状態で待ち受け状態となる。
【００４２】
さて、上述したように移動局７０４が基地局７０２の通信エリア内を移動する場合に通信レベルを常に監視し、通信できるかどうかを把握する必要があるが、本実施例では、ビット誤り率ＢＥＲを測定し、これを判定している。
【００４３】
また、これとは別に、前述したようにデジタル無線通信システムは、定期的にシステムの維持管理のための回線品質の計測が行われ、フェージングあるいはマルチパス等の影響の有無あるいは無線通信システムを構成する部品等の経年変化に伴う保守、点検、交換等の作業も行っているが、この目的のためにビット誤り率ＢＥＲを測定することも行われている。以下に本実施例でのビット誤り率ＢＥＲの測定方法について、図３〜図５を用いて詳細に説明する。
【００４４】
本発明の基本的な考え方は、デジタル無線通信システムにおいて、通話中に送信されるデータフレーム中の音声信号やデータ信号等のユーザデータの任意のビット列を用いて、誤り訂正前のビット列と誤り訂正後のビット列とを比較することにより、精度の高いビット誤り率の測定を可能にするものである。
【００４５】
まず、本実施例で用いられるフレーム構成は、従来のデジタル無線通信システムでも説明した図１０で示されるものである。そして、音声信号やデータ信号等のユーザデータは、通信用チャネルＳＣのトラヒックチャネルＴＣＨで送信されるものとする。なお、音声信号やデータ信号等を伝送信号と称することにする。図３は、基地局７０２の信号処理装置１０１の信号処理部１０４の概略構成を示すブロック図である。図３において、例えば、入力端子３０１には、操作卓１０６からの伝送信号（音声またはデータ信号等）が所定の長さのデータに区切られた情報ユニットとして入力される。この情報ユニットを図５（Ａ）に示す。情報ユニットは、伝送信号（例えば、９６ビットで構成）５０１にユーザー情報Ｗ（８ビット）およびヌルＮ（３ビット、全て“０”のビット）を付加した合計１０７ビットで構成された信号である。この情報ユニットとして送信される送信情報をＰ（Ｘ）で表す。この情報ユニット５０２がＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号化部３０２に供給される。ここで、ＣＲＣ符号を誤り検出符合と称する。
【００４６】
ＣＲＣ符号化部３０２では、情報ユニット５０２を図５（Ｂ）に示すようにＣＲＣ符号化した信号５０３を生成する。即ち、誤り検出のために、情報ユニット５０２の末尾に情報ユニット５０２のビット列から生成される１６ビットのＣＲＣ符号を付加し、固定ビット挿入部３０３に供給する。
【００４７】
ここで、ＣＲＣ符号化とは、ＩＴＵ―Ｔ（国際電気通信連合電気通信標準化部門）で定められている生成多項式に基づいて生成される誤り訂正符号化方式である。例えば、ＩＴＵ―Ｔ  １６ビットＣＲＣの生成多項式Ｇ（Ｘ）（誤り検出符合ともいう。）は、
Ｇ（Ｘ）＝１＋Ｘ５＋Ｘ１２＋Ｘ１６  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
で表される。具体的には、１６ビットＣＲＣ符号は、
Ｇ（Ｘ）＝１＋２５＋２１２＋２１６＝１０００１００００００１００００１・（２）
となる。
【００４８】
従って、図５（Ｂ）のＣＲＣ符号化された信号５０３、即ち、送出されるデータＦ（Ｘ）は、（３）式で表される。
【００４９】
Ｆ（Ｘ）＝Ｐ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
固定ビット挿入部３０３では、誤り訂正能力を高めるために、図５（Ｃ）に示すようにＣＲＣ符号化された信号の末尾に５ビットの固定ビット“０”を付加した信号５０４（１２８ビット）を生成する。
【００５０】
畳込み符号化部３０４では、図５（Ｄ）に示すように固定ビットを付加された１２８ビットの信号５０４に畳込み符号化処理を行い２５６ビットの畳込み符号５０５を生成する。
【００５１】
ここで、畳込み符号化部３０４での畳込み符号化処理について説明する。本実施例では、１２８ビットの信号５０４を符号化率Ｒ＝１／２の畳込み符号化（拘束長Ｋ＝６）を行うものとし、この場合の生成多項式は、下記の通りである。
【００５２】
Ｇ１（Ｄ）＝１＋Ｄ＋Ｄ３＋Ｄ５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
Ｇ２（Ｄ）＝１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
従って、畳込み符号化部３０４では、上記（４）式のＧ１（Ｄ）と上記（５）式のＧ２（Ｄ）を式（４）、式（５）の順序で、交互に読み出すことによって１２８ビットの信号５０４から２５６ビットの畳込み符号５０５が生成される。
【００５３】
さて、無線通信システムでは、移動局７０４は、常に移動しているため、フェージング等によりビット誤りが連続して起きるバースト誤りが発生する。このバースト誤りによる誤り訂正能力が十分に発揮できないことがあるため、この２５６ビットの畳込み符号５０５は、インタリーブ部３０５でインタリーブされ、出力端子３０６から送信用無線機１０７に供給される。インタリーブの方法は、例えば、図１１に示すように２５６ビットの畳込み符号５０５のビット列を図１１（Ａ）で示すように、まず、１６ビットずつ１６個のブロックに区切る。次に、二次元のメモリ（図示せず。）に上記の１ブロック目から順に、１６行、１６列の行列の方向に書込む。そして、このメモリから列方向の１列目から順番に、１、１７、・・・２４８、９、・・・２５６ビットを読出し、図１１（Ｂ）に示すように１２８ビットの２つのブロックに分割してインタリーブを行い、出力端子３０６から送信用無線機１０７に出力する。
【００５４】
送信用無線機１０７では、このインタリーブされた信号を無線送信に適した所定の無線フォーマットに変換する。即ち、図５（Ｅ）に示すような無線フレーム５０６に変換する。この無線フレーム５０６は、先に説明した図１０に示される通信用チャネルＳＣと同じ構成のものである。即ち、２５６ビットの畳込み符号５０５は、インタリーブで２分割され、それぞれ９６ビットのＴＣＨ機能チャネルと１６０ビットのＴＣＨ機能チャネルに分配変換される。この無線フレーム５０６は、例えば、基地局７０２の送信用無線機１０７から無線キャリアＦで移動局７０４に送信される。
【００５５】
一方、移動局７０４では、アンテナ２０１でこれを受信し、切替スイッチ２０２、受信部２０３を介して受信信号処理部２０４に供給される。図４は、受信信号処理部２０４の概略構成を示すブロック図である。図４において、入力端子４０１には、受信部２０３でベースバンド信号に変換さ、かつ、無線フレーム５０６（図５（Ｅ）に示す。）から所定の送信信号が分離される。この送信信号は、リインタリーブ部４０２で、リインタリーブされ、図５（Ｆ）で示すように誤りを含む２５６ビットの受信データ５０７が生成され、ビタビ復号化部４０３に供給される。ここで、誤りを含む２５６ビットの受信データ５０７とは、基地局７０２の送信用無線機１０７から無線回線で移動局７０４のアンテナ２０１に送信されるので、前述したように伝送路のフェージング現象、マルチパス等の影響あるいはシステムを構成する機器の経年変化等で受信信号中に誤りが発生するので、当然、受信データ５０７には、誤りが含まれる。
【００５６】
ビタビ復号化部４０３では、ビタビ復号され、図５（Ｇ）に示されるようにビタビ複合された信号５０８が得られる。即ち、ビタビ復号化部４０３では、誤り訂正がなされるが、ビタビ復号後、ＣＲＣ部分１６ビットを用いて、エラーチェックがなされる。なお、ビタビ復号化部４０３では、例えば、ＢＥＲが、３×１０−２程度のビット誤りは、修復され、誤りのない元の信号に復元される。このビタビ復号された信号は、再生信号出力として出力端子４０６から出力され、所定の処理を行った後、スピーカ２０５から音声として出力される。また、データの場合は、表示部２０８に表示される。
【００５７】
また、ビタビ復号化部４０３からの復元された信号（誤りのない元の信号）は、畳込み符号化部４０４で図５（Ｈ）に示されるように２５６ビットの信号５０９に変換され、比較部４０５に供給される。一方、リインタリーブ部４０２からの受信データ５０７も比較部４０５に供給される。比較部４０５では、受信データ５０７と畳込み符号化されたデータ５０９が比較され、誤りの個数がＢＥＲとして出力端子４０７から出力される。従って、このＢＥＲを表示部２０８に表示するようにすれば、伝送路のＢＥＲを容易に正確に測定することができる。なお、ＣＲＣ部分１６ビットを用いて、エラーチェックがなされるが、エラーが検出された場合は、ＢＥＲの算出はできないので、例えば、“誤りあり”、“算出不可”等の表示をする。
【００５８】
以上のように本発明の一実施例では、送信される伝送信号（音声またはデータ等）を用いて誤り率ＢＥＲを検出できるので、システムを停止させることもなく、また、特別なモードに設定する必要もなく、信頼性の高い無線通信システムを実現できる。
【００５９】
以上説明した実施例では、無線通信システムの誤り率ＢＥＲを算出する方法について説明したが、受信データが正しいかどうかを判定することもできる。これについての他の一実施例を図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の他の一実施例の概略構成のブロック図を示す。図１２において、１２０１は、演算部、１２０２は、切替スイッチ、１２０３は、判定信号出力端子である。なお、図４と同じものには同じ符号が付されている。
【００６０】
図１２において、図４と異なる点は、ビタビ復号部４０３の出力信号が演算部１２０１に入力され、その出力で切替スイッチ１２０２を制御すると共に、判定信号出力が出力端子１２０３から出力されることである。この動作について以下に説明する。まず、ビタビ復号化部４０３から演算部１２０１に入力される信号について考える。このビタビ復号化部４０３から出力される信号は、図５（Ｂ）で示されるＣＲＣ符号化された信号５０３、即ち、（３）式で示される送出データＦ（Ｘ）が、順次、固定ビット挿入付加（図５（Ｃ）で示す。）、畳込み符号化（図５（Ｄ）で示す。）、無線フレーム（図５（Ｅ）で示す。）、受信データ（図５（Ｆ）で示す。）およびビタビ複合化（図５（Ｇ）で示す。）と処理された信号である。
【００６１】
従って、送信情報Ｐ（Ｘ）が図５（Ｃ）から図５（Ｇ）の信号処理がなされて得られる送信情報の変移多項式Ｐ‘（Ｘ）は、次式で表される。
【００６２】
変移多項式Ｐ‘（Ｘ）＝{Ｇ（Ｘ）の最高次の項}×Ｐ（Ｘ）・・・・・・・・（６）
そして、Ｐ‘（Ｘ）／Ｇ（Ｘ）の余りを、余剰多項式Ｒ（Ｘ）で表すものとし、また、受信データをＦ‘（Ｘ）とすると、Ｆ‘（Ｘ）は、次式で表される。
【００６３】
Ｆ‘（Ｘ）＝Ｐ‘（Ｘ）＋Ｒ（Ｘ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
従って、ビタビ復号化部４０３から得られる信号を演算部１２０１に供給し、演算部１２０１で次の演算を行い、余りの余剰多項式Ｒ（Ｘ）を求める。
【００６４】
Ｐ‘（Ｘ）／Ｇ（Ｘ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）
上記のような演算を行った場合、ビタビ復号化部４０３でビタビ複合され、完全に誤りが訂正されると、変移多項式Ｐ‘（Ｘ）は、送信情報Ｐ（Ｘ）と同じになり、Ｐ‘（Ｘ）／Ｇ（Ｘ）は、割り切れることとなり、余りは、発生しない。即ち、余剰多項式Ｒ（Ｘ）は、０となる。しかしながら、完全に誤り訂正がなされない場合、Ｐ‘（Ｘ）／Ｇ（Ｘ）は、割り切れず、余りが発生する。即ち、余剰多項式Ｒ（Ｘ）が残る。この場合、伝送データが誤って再生される恐れがある。図１２に示す本発明の実施例では、演算部１２０１でＰ‘（Ｘ）／Ｇ（Ｘ）の演算結果が割り切れる場合、切替スイッチ１２０２をＯＮ（閉じる。）し、再生信号出力を端子４０６から出力する。一方、Ｐ‘（Ｘ）／Ｇ（Ｘ）の演算結果が割り切れない場合、余剰多項式Ｒ（Ｘ）が残るので、誤り訂正が不完全と判断し、切替スイッチ１２０２をＯＦＦ（開く。）する。これによって再生出力が端子４０６から出力されることはない。なお、演算部１２０１の演算結果を判定信号出力として端子１２０３から出力し、表示部２０８に表示することもできる。即ち、演算部１２０１でＰ‘（Ｘ）／Ｇ（Ｘ）の演算結果が割り切れる場合、“誤りなし”あるいは、“信号再生中”等の表示を行い、Ｐ‘（Ｘ）／Ｇ（Ｘ）の演算結果が割り切れない場合、“誤りあり”あるいは、“信号再生中止”等の警告表示を行う。
【００６５】
更に、図４で示される実施例では、ビタビ復号化部４０３で、誤り訂正がなされた後、比較部４０５で出力されるビット誤り率ＢＥＲで、例えば、本実施例では、３×１０−２以内であれば信号を受信し、これを越える場合は、信号を受信しない等の判断が使用者に求められるが、図１２で示す実施例では、演算部１２０１の演算結果に基づいて信号再生出力が制御されるので、信頼性の高い無線通信システムを構築することができる。なお、この場合でも比較器４０５の出力端子４０７からビット誤り率ＢＥＲを出力し、表示部２０８にＢＥＲを表示するようにすることもできるが、これについては、図４に示される実施例と同様である。
【００６６】
以上、詳細に説明したように本発明では、無線通信システムの動作時に音声やデータ等の送信信号を用いてＢＥＲを計測あるいは誤り判定ができるので、基地局に特別な外部装置の接続や保守モード等の特別なモードの設定をすることなくビット誤りの測定および誤り判定が可能な無線通信システムを実現できる。
【００６７】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された無線通信システムおよび無線通信システムの誤り測定および誤り判定方法の実施例に限定されるものではなく、上記以外の無線通信システムおよび無線通信システムの誤り測定および誤り判定方法方法に広く適応することが出来ることは、いうまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明で使用される基地局の概略構成のブロック図を示す。
【図２】本発明で使用される移動局の概略構成のブロック図を示す。
【図３】本発明で使用される基地局の信号処理部の概略構成のブロック図を示す。
【図４】本発明で使用される移動局の受信信号処理部の概略構成のブロック図を示す。
【図５】本発明の原理を説明するための図である。
【図６】本発明の移動局の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】ＳＣＰＣ方式デジタル無線通信システムの概略構成を説明するための図である。
【図８】従来のＳＣＰＣ方式デジタル無線通信システムで使用される無線キャリアを説明するための図である。
【図９】従来のＳＣＰＣ方式デジタル無線通信システムで使用される送信フレーム構成を説明するための図である。
【図１０】従来のＳＣＰＣ方式デジタル無線通信システムで使用される信号フォーマットを説明するための図である。
【図１１】本発明で用いるインタリーブを説明するための図である。
【図１２】本発明の他の一実施例の概略構成のブロック図を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１０１：信号処理装置、１０２：無線装置、１０３：接続端子、１０４：信号処理部、１０５、２０７：記憶部、１０６：操作卓、１０７：送信用無線機、１０８：受信用無線機、２０１：アンテナ、２０２：切替スイッチ、２０３：受信部、２０４：受信信号処理部、２０５：スピーカ、２０６：制御部、２０８：表示部、２０９：操作部、２１０：マイク、２１１：送信信号処理部、２１２：送信部、３０１、４０１：信号入力端子、３０２：ＣＲＣ符号化部、３０３：固定ビット挿入部、３０４：畳込み符号化部、３０５：インタリーブ部、３０６、４０６：信号出力端子、４０２：リインタリーブ部、４０３：ビタビ復号化部、４０４：畳込み符号化部、４０５：比較部、４０７：ＢＥＲ出力端子、７０１：制御装置、７０２：基地局、７０３：通信エリア、７０４：移動局、７０５：伝送路、１２０１：演算部、１２０２：切替スイッチ、１２０３：判定信号出力端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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