(57)【要約】【課題】誤り訂正が困難な低ＣＮＲの場合においても受信品質を正確に測定可能な受信品質測定装置を得ること。【解決手段】本発明にかかる受信品質測定装置は、誤り訂正符号を用いた通信システムを構成する受信側の通信装置内の受信品質測定装置であって、たとえば、誤り訂正符号に対して所定の誤り訂正復号を行う場合の入力信号を硬判定する硬判定手段（符号８１に相当）と、誤り訂正符号のパリティ検査行列を用いてパリティ検査を行い、その検査結果を用いてパリティが０となる比率を計算し、当該比率を受信品質の指標とする受信品質計算手段（符号８２〜８８に相当）と、を備える。【選択図】        図２
2007295404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤り訂正符号を用いた通信システムを構成する受信側の通信装置内の受信品質測定装置であって、
前記誤り訂正符号に対して所定の誤り訂正復号を行う場合の入力信号を硬判定する硬判定手段と、
誤り訂正符号のパリティ検査行列を用いてパリティ検査を行い、その検査結果を用いてパリティが０となる比率を計算し、当該比率を受信品質の指標とする受信品質計算手段と、
を備えることを特徴とする受信品質測定装置。
【請求項２】
誤り訂正符号を用いた通信システムを構成する受信側の通信装置内の受信品質測定装置であって、
前記誤り訂正符号に対して所定の誤り訂正復号を行う場合の入力信号である軟判定信号と、誤り訂正符号のパリティ検査行列と、に基づいて、パリティが０となる確率を計算し、当該確率の平均値を受信品質の指標とする受信品質計算手段、
を備えることを特徴とする受信品質測定装置。
【請求項３】
誤り訂正符号を用いた通信システムを構成する受信側の通信装置であって、
請求項１または２に記載の受信品質測定装置を備え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、低ＣＮＲの場合においても受信品質を測定可能な受信品質測定装置に関するものであり、特に、線形符号を用いた通信システムを構成する通信装置が備える受信品質測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信において高品質かつ高効率に通信を行うために、送信電力制御，通信チャネル・セルの切り換え，適応変調，再送制御等の通信制御が行われる。通信制御の判断材料としては、受信機における受信信号の品質が用いられ、受信品質を示す指標としては、再符号化誤り率や受信電力や搬送波電力対雑音電力比（ＣＮＲ）等が用いられる。
【０００３】
下記特許文献１においては、受信信号の検波結果として得られた複数の直交ベクトルを用い、第１のＣＮＲ推定手段によるベクトル演算により第１のＣＮＲを推定する。また、第２のＣＮＲ推定手段が、ビタビ復号時に得られた累積メトリック値を用いて第２のＣＮＲを推定する。そして、ＣＮＲ選択手段が、信頼性の高い方のＣＮＲ値を選択する。これにより、複数のＣＮＲを測定することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５６８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の受信品質測定処理は、誤り訂正符号の復号後のメトリックとＣＮＲとを用いているが、ＣＮＲは、受信信号のばらつきと平均レベルを元に計算されるため、ＣＮＲが低い場合は計測が困難である。また、復号後のメトリックについては、誤り訂正が困難となるほど品質が悪い場合においては正しく品質を表すことができない。これらの結果、通信制御が正しく行えず、通信品質や効率が低下する、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、誤り訂正が困難な低ＣＮＲの場合においても品質を正確に測定し、通信制御を正しく行うことができる通信装置および受信品質測定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる受信品質測定装置は、誤り訂正符号を用いた通信システムを構成する受信側の通信装置内の受信品質測定装置であって、前記誤り訂正符号に対して所定の誤り訂正復号を行う場合の入力信号を硬判定する硬判定手段と、誤り訂正符号のパリティ検査行列を用いてパリティ検査を行い、その検査結果を用いてパリティが０となる比率を計算し、当該比率を受信品質の指標とする受信品質計算手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、誤り訂正が困難な低ＣＮＲの場合においても品質を正確に測定し、通信制御を正しく行うことができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる通信装置および受信品質測定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる受信品質測定処理を実現する通信システム（データ送信側の通信装置（送信機）およびデータ受信側の通信装置（受信機））の構成例を示す図である。
【００１１】
送信機は、送信データを誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段１と、誤り訂正符号化したデータを無線信号に変調する送信手段２と、送受を分離するアンテナ共用手段３と、アンテナ４およびアンテナ共用手段３を介して受信機からの信号を受信する受信手段５と、受信信号に含まれる受信機の通信制御手段１２からの信号により通信制御を行う通信制御手段６と、を備えている。
【００１２】
また、受信機は、送受を分離するアンテナ共用手段８と、アンテナ７およびアンテナ共用手段８を介して無線信号を受信する受信手段９と、誤り訂正復号を行う誤り訂正復号手段１０と、受信品質を測定する受信品質測定手段１１と、受信品質測定結果に基づいて通信制御や通信制御用の信号生成を行う通信制御手段１２と、通信制御手段１２が生成した制御信号を無線信号にする送信手段１３と、を備えている。
【００１３】
つづいて、送信機による誤り訂正符号化処理について説明する。本実施の形態の誤り訂正符号化手段は、畳み込み符号やターボ符号やＬＤＰＣ符号などの線形符号を用いる。これらの線形符号においては、生成行列をＧとすると、下記（１）式の関係にあるパリティ検査行列Ｈが存在する。
ＧＨT＝０                                    …（１）
【００１４】
たとえば、情報長３ｂｉｔ，符号語長６ｂｉｔの誤り訂正符号の場合で、パリティ検査行列Ｈを下記（２）式に示す行列とし、かつ、誤り訂正符号化手段１の出力の符号語を（ａ０，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５）とすると、下記（３）式の関係がなりたつ。なお、計算はＧＦ（２）上の計算を用いる。
【００１５】
【数１】
2007295404.tif 000003
…（２）
【００１６】
ａ１＋ａ３＝０
ａ０＋ａ３＋ａ４＝０
ａ１＋ａ２＋ａ４＋ａ５＝０
…（３）
【００１７】
たとえば、受信機側で誤りがあった場合は、上記関係が成り立たずに、下記（４）式のいずれかが１となる。
ａ１＋ａ３
ａ０＋ａ３＋ａ４
ａ１＋ａ２＋ａ４＋ａ５
…（４）
【００１８】
誤りが多ければ、１となる式が多くなるため、０の比率を品質の指標とすることができる。また、これらの計算は、ＧＦ（２）上の計算であるため、パリティ検査行列の１の位置のビットの１の個数が偶数か奇数かを判定することと等価である。この計算をパリティ検査と呼び、計算値をパリティと呼ぶ。
【００１９】
つづいて、受信機による受信品質測定処理について説明する。ここでは、受信品質測定手段１１が、誤り訂正復号前の信号（受信手段９の出力）を硬判定し、パリティ検査行列を用いて受信品質を測定する。
【００２０】
図２は、上記受信品質測定手段１１の構成例を示す図であり、硬判定手段８１，バッファ手段８２，パリティ検査行列格納手段８３，論理積８４，排他的論理和８５，Ｄ−ＦＦ８６，カウンタ８７，符号語長除算手段８８を備えている。
【００２１】
まず、硬判定手段８１が、受信手段９の出力信号を、正の場合は０，負の場合は１、の２値に硬判定し、１符合語長をバッファ手段８２に蓄積する。受信手段９出力ですでに硬判定されている場合は、硬判定手段８１は不要である。
【００２２】
つぎに、バッファ手段８２が、順次硬判定値を出力し、これに連動してパリティ検査格納手段８３が、パリティ検査行列を出力し、論理積８４が、それらの論理積を計算する。そして、排他的論理和８５が、上記論理積出力と一つ前のＤフリップフロップ８６出力とを用いて排他的論理和を計算し、その結果を再びＤフリップフロップ８６に入力する。これによりパリティが計算される。
【００２３】
また、カウンタ８７が、パリティ計算結果が０となる数を計測し、その計測値を、符号語長除算手段８８が、符号語長で除算し、パリティが０となる割合を計算する。なお、符号語長は通信制御により変更になることがある。また、パリティ検査行列についても通信制御により変更されることがある。
【００２４】
以降、本実施の形態では、上記のように求めた受信品質に基づいて、送信電力制御，通信チャネル・セルの切り換え，適応変調，再送制御等の通信制御を行う。特に、誤り訂正が失敗した場合においても受信品質が測定できるため、再送制御のＮＡＣＫ送信時に品質情報を多重して送信側にフィードバックすることで、再送時に必要なデータ量を制御することができる。
【００２５】
このように、本実施の形態においては、誤り訂正符号のパリティ検査行列を用いて誤り訂正符号化手段入力の硬判判定値のパリティを計算し、さらに、パリティが０の割合を計算し、これを通信品質の指標とする。これにより、誤り訂正ができないほど品質が悪い状況であっても、受信品質を測定することで正確な通信制御が可能となり、通信品質を向上させることができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では硬判定によりパリティを計算したが、実施の形態２では、軟判定によりパリティが０となる確率を計算し、品質測定精度をさらに向上させる。
【００２７】
図３は、受信品質測定手段１１の実施の形態２の構成例を示す図であり、バッファ手段８２ａ，パリティ検査行列格納手段８３ａ，パリティ０確率計算手段８４ａ，積分手段８７ａ，符号語長除算手段８８ａを備えている。なお、受信品質測定手段１１以外の動作は実施の形態１とほぼ同じである。
【００２８】
本実施の形態では、パリティを計算するのではなく、パリティ０確率計算手段８３ａが、パリティが０となる確率を計算する。さらに、得られた確率を積分し、符号語長で除算することで平均化し、その結果を受信品質の指標としている。以下に、パリティが０となる確率の計算法を示す。
【００２９】
たとえば、パリティ：ｃ０が下記（５）式で表される場合に、ａ０，ａ１，ａ２、０，１を任意にとると仮定し、図４に示す８通りについて確率を求め、この結果からパリティが０となる確率を求める。
ａ０＋ａ１＋ａ２＝ｃ０                        …（５）
【００３０】
ａ０，ａ１，ａ２は、それぞれｂｉｔ単位に０となる確率を示しているとすると、「ｃ０＝０」となる確率は、下記（６）式で表される。
p(c0=0)=a0a1a2+(1-a0)(1-a1)a2+(1-a0)a1(1-a2)+a0(1-a1)(1-a2)        …（６）
【００３１】
受信手段９からの出力ａが対数尤度比の場合は、下記（７）式により確率ｐに変換することができる。なお、ｅは自然対数の底である。
ｐ＝ｅa／（１＋ｅa）                          …（７）
【００３２】
さらに、ａ０，ａ１，ａ２が対数尤度比の場合の近似計算として、下記（８）式を用いることもできる。
b=max(a0+a1+a2,-a0-a1+a2,-a0+a1-a2,a0-a1-a2)-
max(-a0+a1+a2,a0-a1+a2,a0+a1-a2,-a0-a1-a2)
p(c0=0)=eb/(1+eb)
…（８）
【００３３】
このように、本実施の形態においては、軟判定によりパリティが０となる確率を計算することとした。これにより、前述した実施の形態１の効果に加えて、さらに高精度に品質を測定し、通信制御の精度を向上させることができ、伴って通信品質を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる受信品質測定装置は、低ＣＮＲの場合に有用であり、特に、畳み込み符号やターボ符号やＬＤＰＣ符号などの線形符号を用いた通信システムを構成する通信装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる受信品質測定処理を実現する通信システムの構成例を示す図である。
【図２】受信品質測定手段の実施の形態１の構成例を示す図である。
【図３】受信品質測定手段の実施の形態２の構成例を示す図である。
【図４】パリティが０となる確率の計算法を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  誤り訂正符号化手段
２  送信手段
３  アンテナ共用手段
４  アンテナ
５  受信手段
６  通信制御手段
７  アンテナ
８  アンテナ共用手段
９  受信手段
１０  誤り訂正復号手段
１１  受信品質測定手段
１２  通信制御手段
１３  送信手段
８１  硬判定手段
８２，８２ａ  バッファ手段
８３，８３ａ  パリティ検査行列格納手段
８４  論理積
８４ａ  パリティ０確率計算手段
８５  排他的論理和
８６  Ｄ−ＦＦ
８７  カウンタ
８７ａ  積分手段
８８，８８ａ  符号語長除算手段
【図１】
2007295404.tif 000004
【図２】
2007295404.tif 000005
【図３】
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【図４】
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