(57)【要約】    【課題】      適応符号化レート通信において、不連続送信時でも通信システムのスループットを低下させない通信を可能にするとともに復号エラーの発生を抑制すること。    【解決手段】  Ｃ／Ｉ推定部１０５は、復調信号から受信信号のＣ／Ｉを推定する。無送信区間判定部１０６は、復号した受信データに基づき、無送信区間を判定する。Ｃ／Ｉ選択部１０７は、無送信区間の判定に基づき、Ｃ／Ｉ推定部１０５からＣ／Ｉ平均部１０８へ出力するデータを選択する。Ｃ／Ｉ平均部１０８は、推定したＣ／Ｉを平均化する。符号化レート決定部１０９は、Ｃ／Ｉ平均値に基づき、相手側装置に要求する符号化レートを決定する。送信データ作成部１１０は、送信データを作成するとともに、符号化レート決定部１０９で決定した符号化レートを送信データに組み込む。  【選択図】      図１
2007019626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号より希望波対干渉波比を推定するＣ／Ｉ推定手段と、
受信信号の無送信区間を判定する無送信区間判定手段と、
前記無送信区間判定手段の判定結果に基づいて前記Ｃ／Ｉ推定手段で推定した希望波対干渉波比を平均化するＣ／Ｉ平均手段と、
前記Ｃ／Ｉ平均手段にて平均化されたＣ／Ｉ平均値に基づいて相手側装置に要求する符号化レートを決定する符号化レート決定手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記Ｃ／Ｉ平均手段は、前記無送信区間の前記Ｃ／Ｉ推定手段にて推定された希望波対干渉波比を除いた希望波対干渉波比を用いて平均化する請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記Ｃ／Ｉ平均手段は、前記無送信区間の直前の予め定めた個数の希望波対干渉波比を前記無送信区間の希望波対干渉波比として平均化する請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
受信信号より希望波対干渉波比を推定するステップと、
受信信号の無送信区間を判定するステップと、
前記無送信区間の判定結果に基づいて推定した希望波対干渉波比を平均化するステップと、
平均化されたＣ／Ｉ平均値に基づいて相手側装置に要求する符号化レートを決定するステップと、
を具備する符号化レートの決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び符号化レートの決定方法に関し、特に、送信側装置と受信側装置との間で伝送されるディジタルデータの符号化レートを適応的に決定するようにした無線通信装置及び符号化レートの決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信システムに使用する符号化レート決定方法として、受信信号を復調した軟判定値をある時間幅で平均することにより、希望波対干渉波比（Carrier to Interference ratio；以下「Ｃ／Ｉ」と記載する）推定値を得て、このＣ／Ｉ推定値を符号化レートを決定するための閾値と比較することにより、送信元に要求する符号化レートを決定するように構成したものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この符号化レート決定方法によれば、ＴＤＭＡ方式の無線通信において大きく平均値からはずれたＣ／Ｉ推定値によって、過度に符号化レートを変更することなく、伝送路の状態に適応する符号化レートを使用することができ、通信システムのスループットを向上させることができる。
【０００４】
また、別の符号化レート決定方法として、受信装置の復調部において得られた各受信フレームが、使用可能かどうかの判定結果をもとに、使用可能な各受信バーストのＣ／Ｉ推定値だけを移動平均フィルタで平均化し、平均したＣ／Ｉ推定値と符号化レートを決定するための閾値とを比較することによって、送信元に要求する符号化レートを決定するように構成したものが知られている（非特許文献１）。
【０００５】
この符号化レート決定方法によれば、送信先が不連続通信（ＤＴＸ：Discontinuous Transmission）モードを使用している場合でも、復調部の受信フレーム判定結果が使用できないフレーム（無送信区間）と判別できた場合に、適切な符号化レートを決定することができる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０９６４５４０号明細書
【非特許文献１】3GPP  TS 45.009 “Link adaptation” v5.5.0 (2002-06) Annex A
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の装置においては、前者の場合、送信元が不連続通信（ＤＴＸ）を使用している場合には、無送信区間の軟判定値が含まれたＣ／Ｉ推定値が算出されることになり、本来の伝送路状態での最適な符号化レートよりも低い符号化レート（誤り訂正能力が高く、伝送レートが低い符号化レート）が選択され、通信システム全体のスループットが低下するという問題がある。
【０００７】
又、後者の場合、復調部におけるフレーム判定部は、例えば、受信信号レベルやＣ／Ｉ推定値、復調部の軟判定値等の情報を使うことが一般的であり、精度良く無送信区間を判定することが難しいという問題がある。例えば、劣化した受信フレームの情報と本来の無送信区間の情報が似通った特性を示すため、低いＣ／Ｉ推定値を示す受信フレームを無送信区間と誤判定する可能性が高い。このような場合には、本来の伝播路状態の最適な符号化レートより高い符号化レート（誤り訂正能力が低く、伝送レートが高い符号化レート）を選択し、後段の復号部で復号エラーを発生させるという問題がある。
【０００８】
更に、受信フレーム判定結果が使用可能なフレームと判定したＣ／Ｉ推定値のみを移動平均フィルタに入力すると、不連続通信モード時には伝送路の変化への追従が遅れるという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、適応符号化レート通信において、不連続送信時でも通信システムのスループットを低下させない通信を可能にすることができるとともに復号エラーの発生を抑制することができる無線通信装置及び符号化レートの決定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の無線通信装置は、受信信号より希望波対干渉波比を推定するＣ／Ｉ推定手段と、受信信号の無送信区間を判定する無送信区間判定手段と、前記無送信区間判定手段の判定結果に基づいて前記Ｃ／Ｉ推定手段で推定した希望波対干渉波比を平均化するＣ／Ｉ平均手段と、前記Ｃ／Ｉ平均手段にて平均化されたＣ／Ｉ平均値に基づいて相手側装置に要求する符号化レートを決定する符号化レート決定手段と、を具備する構成を採る。
【００１１】
本発明の符号化レートの決定方法は、受信信号より希望波対干渉波比を推定するステップと、受信信号の無送信区間を判定するステップと、前記無送信区間の判定結果に基づいて推定した希望波対干渉波比を平均化するステップと、平均化されたＣ／Ｉ平均値に基づいて相手側装置に要求する符号化レートを決定するステップと、を具備するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、適応符号化レート通信において、不連続送信時でも通信システムのスループットを低下させない通信を可能にすることができるとともに復号エラーの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１において、１０１は送受信用のアンテナ、１０２は受信無線部、１０３は復調部、１０４は復号部、１０５は、復調部１０３で復調した復調信号から受信信号のＣ／Ｉを推定するＣ／Ｉ推定部、１０６は、復号部１０４で復号した受信データに基づき、無送信区間を判定する無送信区間判定部、１０７は、無送信区間判定部１０６での無送信区間の判定に基づき、Ｃ／Ｉ推定部１０５からＣ／Ｉ平均部１０８へ出力するデータを選択するＣ／Ｉ選択部、１０８は、Ｃ／Ｉ選択部１０７で選択した希望波対干渉波比を平均化するＣ／Ｉ平均部、１０９は、Ｃ／Ｉ平均部１０８から出力されたＣ／Ｉ平均値に基づき、相手側装置に要求する符号化レートを決定する符号化レート決定部、１１０は、送信データを作成する送信データ作成部である。送信データ作成部１１０は、符号化レート決定部１０９で決定した符号化レートを、送信データに組み込む。又、１１１は変調部、１１２は送信無線部である。
【００１６】
次に、このように構成した無線通信装置１００の構成を更に詳細に説明する。
【００１７】
先ず、アンテナ１０１で受信した無線信号は、受信無線部１０２にて所定の無線処理が施され、復調部１０３へ出力される。復調部１０３では、タイミング同期や等化処理等の処理が行われて軟判定データを出力する。Ｃ／Ｉ推定部１０５では、復調部１０３から出力された軟判定データに基づいて、受信フレームのＣ／Ｉ値を推定する。復号部１０４では、復調部１０３から出力された軟判定データにビタビ復号やパリティチェック、情報種別の判定等の復号処理を施し、受信データを得る。
【００１８】
次に、無送信区間判定部１０６では、復号部１０４の受信データに基づき、受信フレームが無送信区間であるか否かを判定する。又、Ｃ／Ｉ選択部１０７は、無送信区間判定部１０６の判定結果に基づいて、Ｃ／Ｉ推定部１０５の出力をＣ／Ｉ平均部１０８に出力するか否かを制御する。Ｃ／Ｉ選択部１０７で選択されたＣ／Ｉ推定値は、Ｃ／Ｉ平均部１０８に入力され、Ｃ／Ｉ平均部１０８で所定の時間幅のＣ／Ｉ平均値が算出される。符号化レート決定部１０９では、Ｃ／Ｉ平均部１０８で求めたＣ／Ｉ平均値を予め設定した閾値と比較することにより、相手側装置に要求する符号化レートを決定する。決定した符号化レートは、送信データ作成部１１０で送信データに挿入され、変調部１１１で変調処理され、送信無線部１１２で送信無線処理が施された後、アンテナ１０１から相手側装置に送信される。
【００１９】
次に、無線通信装置１００の動作を、図２を用いて詳細に説明する。図２は、無線通信装置１００の処理を示す図である。
【００２０】
送信側からの信号は、フレーム毎に順次受信されていく（図２の受信信号２０１）。ここで、例えば、ＧＳＭ (Global System for Mobile communications)システムにおいて、無送信区間のＤＴＸモードでは、無声記述子（ＳＩＤ: Silence Descriptor）フレームと呼ばれる制御情報が挿入され、受信側に無送信区間を報知している。各制御情報は、以下のように定義されている。
【００２１】
SID_FIRST：無送信区間の始まりを示す
SID_UPDATE：無送信区間中に一定の間隔で挿入される
ON_SET：無送信区間の終了を示す
【００２２】
次に、復調部１０３からの出力データに基づき、Ｃ／Ｉ推定部１０５で受信信号のＣ／Ｉ値が推定され、図２に示すように、Ｃ／Ｉ推定結果２０２が出力される。Ｃ／Ｉ推定部１０５では、無送信区間か否かにかかわらず、受信したフレームについて推定処理を行うため、無送信区間の無効なＣ／Ｉ推定結果が含まれている（図２の♯８〜♯１１、♯１６〜♯１９、♯２４〜♯２７）。
【００２３】
更に、復調部１０３からの出力データに対して、復号部１０４で復号処理が施され、復号部１０４での復号結果２０３が出力される。復号部１０４では、例えば、パリティチェック等でエラーチェックが行われ、無送信区間の復号データは、エラーデータと判定される。無送信区間では、復号結果は、通常、エラーデータと判定されるが、伝送路の状態によっては、受信フレーム番号＃３２〜＃３５のように、送信区間内であっても復号結果はエラーと判定される場合がある。また、復号部１０４では、前記制御情報も復号される。
【００２４】
無送信区間判定部１０６では、復号結果に基づき、無送信区間判定２０４を行う。無送信区間判定の処理手順については、後に図３を用いて詳しく説明する。
【００２５】
更に、Ｃ／Ｉ選択部１０７では、無送信区間判定２０４の判定結果に基づいて、Ｃ／Ｉ推定結果を選択する。本実施の形態１の場合、無送信区間（ＯＦＦ）と判定されたフレームのＣ／Ｉ推定結果は破棄され、送信区間（ＯＮ）と判定されたフレームのＣ／Ｉ推定結果のみ、次段のＣ／Ｉ平均部１０８に渡される（図２のＣ／Ｉ選択２０５）。
【００２６】
そして、Ｃ／Ｉ平均部１０８では、選択されたＣ／Ｉ推定結果を移動平均フィルタに順次入力していくことにより、Ｃ／Ｉ平均値を算出する。移動平均フィルタとしては、例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタを採用する（図２のＣ／Ｉ平均２０６）。
【００２７】
そして、符号化レート決定部１０９では、Ｃ／Ｉ平均値と予め決められた閾値とを比較し、次に要求すべき符号化レートを符号化レート１〜４の中から選択し決定する（図２の符号化レート決定２０７）。
【００２８】
決定した符号化レート要求値は、送信データ作成部１１０で送信データに組み込まれ、変調、送信無線処理の後に、相手側装置に送信される。
【００２９】
次に、図３を用いて、無送信区間判定部１０６での無送信区間判定２０４の処理手順の一例を説明する。図３は、無線通信装置１００の動作の内、無送信区間判定２０４の処理手順を示すフロー図である。なお、図３においては、送信区間では、フラグSID_FlagをＯＦＦにして、送信区間を表示し、無送信区間では、フラグSID_FlagをＯＮにして、無送信区間を表示するようにしている。
【００３０】
先ず、通信の開始と共にSID_FlagをＯＦＦにして初期化する（ＳＴ３０１）。次に、１データ分の復号結果を読み込み（ＳＴ３０２）、復号結果がSID_FIRSTであるか否かを判定する（ＳＴ３０３）。復号結果がSID_FIRSTである場合は、無送信区間が始まるので、SID_FlagをＯＮにして（ＳＴ３０４）、送信区間であると判定する（ＳＴ３１０）。ＳＴ３０３で復号結果がSID_FIRSTでない場合、次に、復号結果が、SID_UPDATEであるか否かを判定する（ＳＴ３０５）。復号結果がSID_UPDATEである場合は、送信区間であると判定する（ＳＴ３１０）。又、ＳＴ３０５で復号結果がSID_UPDATEでない場合、次に、復号結果が、ON_SETであるか否かを判定する（ＳＴ３０６）。復号結果がON_SETである場合は、無送信区間が終了するので、SID_FlagをＯＦＦにし（ＳＴ３０７）、送信区間であると判定する（ＳＴ３１０）。ＳＴ３０６で復号結果がON_SETでない場合、SID_FlagがＯＮであるか否かを判定する（ＳＴ３０８）。SID_FlagがＯＮでない場合、即ち、復号結果がSID_FIRST又はSID_UPDATE又はON_SETでなく、SID_FlagがＯＦＦの場合、送信区間であるから、送信区間であると判定する（ＳＴ３１０）。一方、SID_FlagがＯＮの場合、無送信区間であると判定する（ＳＴ３０９）。そして、一つの判定処理が終了すると、次の復号結果を読み込み（ＳＴ３０２）、上記の一連の処理を再び行い、通信が終了するまで繰り返される。そして、ＳＴ３０９にて無送信区間であると判定した後、またはＳＴ３１０にて送信区間と判定した後に、通信を終了するか否か判定し（ＳＴ３１１）、通信を終了しない場合にはＳＴ３０２〜ＳＴ３１０の処理を繰り返す。
【００３１】
無線通信装置１００は、無声記述子（ＳＩＤ）フレームを用いて無送信区間を判定することで、無送信区間の無効なＣ／Ｉ推定値を排除し、不連続送信時でも適正な符号化レート要求を行うように構成している。また、無送信区間の判定に、無声記述子（ＳＩＤ）フレームの送信規則を盛り込むことにより、受信側の復号結果がエラーであっても、無送信区間であると誤判定することがなく、伝送路状態が悪い場合でも精度良くＣ／Ｉ推定値を推定することが出来る。
【００３２】
このように、本実施の形態１によれば、無送信区間のＣ／Ｉ推定値を除去して要求符号化レートを決定することで、不連続送信時でも、通信システムのスループットが劣化することがない適正な符号化レートを決定し、相手側装置に要求することができる。また、本実施の形態１によれば、無声記述子フレームを用いて無送信区間を判定するので、精度良く無送信区間を判別することができ、復号エラーの発生を抑制することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態１では、復調部の軟判定データからＣ／Ｉ値を推定しているが、復調部１０３内で算出される既知データとの相関値やビット誤り率等の伝送路状態を示す評価値からＣ／Ｉ推定値を得るように構成してもよい。また、本実施の形態１において、無送信区間判定部１０６では、無声記述子（ＳＩＤ）フレームの送信規則のみを使用して判定処理を行ったが、例えば、他の制御フレームが割り込んで送信される規則になっているようなときは、その制御フレームの情報をも使って無送信区間の判定を行ってもよい。
【００３４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の処理を示す図である。実施の形態２に係る無線通信装置は、Ｃ／Ｉ選択部１０７の動作のみが、実施の形態１と異なっている。従って、図４においては、図２と同一の部分には同一の符号を付している。
【００３５】
本実施の形態２の無線通信装置の特徴は、Ｃ／Ｉ選択を行う処理において、無送信区間と判定された区間のＣ／Ｉ推定値を、その直前の送信区間のＣ／Ｉ推定値と置き換えるように構成したものである。無送信区間のＣ／Ｉ推定値を破棄してＣ／Ｉ平均部１０８の移動平均フィルタに入力した場合、無送信区間の割合が大きくなるにつれ、時間的に遠い過去のＣ／Ｉ推定値が移動平均フィルタのバッファーに含まれることになり、移動平均フィルタの出力値が、現在の伝播路とは異なる結果を示すという恐れがある。そこで、本実施の形態２では、無送信区間の無効なＣ／Ｉ推定値を直前のＣ／Ｉ推定値で補間することで、現在の伝播路の状態をより反映したＣ／Ｉ平均値を得ることができるように構成したものである。
【００３６】
即ち、図４において、無送信区間の判定結果が送信区間（ＯＮ）の場合は（図４の無送信区間判定２０４）、その区間のＣ／Ｉ推定結果を選択し（Ｃ／Ｉ選択４０１）、Ｃ／Ｉ平均部１０８の移動平均フィルタに入力する（Ｃ／Ｉ平均４０２）。又、無送信区間の判定結果が無送信区間（ＯＦＦ）である場合には、直前の送信区間（ＯＮ）のＣ／Ｉ推定結果を移動平均フィルタに入力する（Ｃ／Ｉ平均４０２）。
【００３７】
次に、図４のＣ／Ｉ選択４０１の選択処理の一例を、図５を用いて説明する。図５は、無線通信装置の動作の内、Ｃ／Ｉ選択４０１の選択処理の処理手順を示すフロー図である。なお、図５において、変数ｉは、ｎ個のフレームからなるフレーム群の番号であり、定数ｎ（ｎは、１以上の整数）は、フレーム群のフレーム数を示し、図４の場合、ｎは４である。
【００３８】
先ず、通信の開始と共に、変数ｉが初期化され（ＳＴ５０１）、無送信区間判定部１０６が判定した判定結果を読み込み（ＳＴ５０２）、変数ｉをインクリメントして（ＳＴ５０３）、この判定結果が無送信区間であるか否かを調べる（ＳＴ５０４）。調べた結果、無送信区間のときは、この区間のＣ／Ｉ推定結果は存在しないことをしめす無効ＦｌａｇをＣ／Ｉ平均部１０８に出力する（ＳＴ５０５）。そして、通信を終了するか否か判定し（ＳＴ５０６）、通信が継続していれば、次の判定結果の読み込みに移る（ＳＴ５０２）。無送信区間でないときは、Ｃ／Ｉ推定部１０５から出力される（ｉ＊ｎ）番目から（ｉ＊ｎ＋ｎ−１）番目までのｎ個のＣ／Ｉ推定値を読み込み（ＳＴ５０８）、読み込んだＣ／Ｉ推定値を一旦、バッファーに格納する（ＳＴ５０９）。そして、読み込んだＣ／Ｉ推定値に対応して復号された復号結果であって、無送信区間判定部１０６が判定した判定結果を読み込み（ＳＴ５１０）、この判定結果が無送信区間であるか否かを調べる（ＳＴ５１１）。調べた結果、無送信区間でないとき、バッファーに格納したＣ／Ｉ推定値をＣ／Ｉ平均部１０８に出力すると共に（ＳＴ５１２）、このデータをバッファーに待避させる（ＳＴ５１３）。通信が継続していれば（ＳＴ５１４）、変数ｉをインクリメントして（ＳＴ５１５）、次のフレーム群のｎ個のＣ／Ｉ推定値を読み込む（ＳＴ５１６）。そして、再び、読み込んだＣ／Ｉ推定値に対応して復号された復号結果であって、無送信区間判定部１０６が判定した判定結果を読み込む（ＳＴ５１０）。
【００３９】
一方、受信中に無送信区間であることを検出したとき（ＳＴ５１１）、バッファーに待避しておいたデータ、即ち、無送信区間になる直前のＣ／Ｉ推定値をＣ／Ｉ平均部１０８に出力する（ＳＴ５１７）。そして、通信が継続していれば（ＳＴ５１４）、再び、上記した処理を繰り返す。
【００４０】
このように、本実施の形態２によれば、無送信区間のＣ／Ｉ推定値を予め定めた数の直前の送信区間のＣ／Ｉ推定値で置き換えることにより、不連続送信時でも伝播路の変化に追従することができるとともに、通信システムのスループットが劣化することのない適正な符号化レートを相手側装置に要求することができる。また、本実施の形態２によれば、無声記述子フレームを用いて無送信区間を判定するので、精度良く無送信区間を判別することができ、復号エラーの発生を抑制することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態２では、無送信区間のｎ個のＣ／Ｉ推定値を直前の送信区間のｎ個のＣ／Ｉ推定値と置き換えるようにしたが、置き換える直前の送信区間のＣ／Ｉ推定値は、ｎ個分の全部を使用せずに、例えば、最後のＣ／Ｉ推定値を代表値として用いるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明にかかる無線通信装置及び符号化レートの決定方法は、特に、送信側装置と受信側装置との間で伝送されるディジタルデータの符号化レートを適応的に決定するようにした基地局、移動端末局の無線通信装置に用いるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の動作を説明する図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の動作を説明するフロー図
【図４】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の動作を説明する図
【図５】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の動作を説明するフロー図
【符号の説明】
【００４４】
１０１  アンテナ
１０２  受信無線部
１０３  復調部
１０４  復号部
１０５  Ｃ／Ｉ推定部
１０６  無送信区間判定部
１０７  Ｃ／Ｉ選択部
１０８  Ｃ／Ｉ平均部
１０９  符号化レート決定部
１１０  送信データ作成部
１１１  変調部
１１２  送信無線部
【図１】
2007019626.tif 000003
【図２】
2007019626.tif 000004
【図３】
2007019626.tif 000005
【図４】
2007019626.tif 000006
【図５】
2007019626.tif 000007