(57)【要約】【課題】  データ転送のスループットを低下させることなく、より正確なエラー測定が行えるようにする。【解決手段】  送信装置に設けられて、予め設定された試験パターンの先頭から送信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の取出ビット数のデータを取得して、これをエラー測定データとして送信データに付加するエラー測定データ付加ユニットと、受信装置に設けられて、送信データを受信して受信データとなし、当該受信データに含まれるエラー測定データを分離取得すると共に、予め設定された試験パターンの先頭から受信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の取出ビット数のデータを参照データとして取得して、該参照データと取得されたエラー測定データとを比較することで通信品質を評価するエラー測定ユニットと、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本情報に基づき所定時刻毎に送信装置が送信データを生成して送信し、前記送信データを受信データとして受信装置が受信し、その際に当該受信装置は前記受信データを用いてエラー測定を行って通信品質を評価する通信品質測定装置であって、
前記送信装置に設けられて、予め設定された試験パターンの先頭から送信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の取出ビット数のデータを取得して、これをエラー測定データとして前記送信データに付加するエラー測定データ付加ユニットと、
前記受信装置に設けられて、前記送信データを受信して受信データとなし、当該受信データに含まれる前記エラー測定データを分離取得すると共に、予め設定された前記試験パターンの先頭から受信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の前記取出ビット数のデータを参照データとして取得して、該参照データと取得された前記エラー測定データとを比較することで通信品質を評価するエラー測定ユニットと、
を備えることを特徴とする通信品質測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信品質測定装置であって、
前記エラー測定データ付加ユニットは、
前記送信時刻と前記送信時刻に応じた前記試験パターンの先頭からのビット位置とが対応付けられた送信側ビット位置テーブルを格納する送信側ビット位置テーブル部と、
前記送信側ビット位置テーブルから前記送信時刻に対応する前記ビット位置を取得し、該ビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の前記取出ビット数のデータを前記試験パターンから取得して前記エラー測定データとして出力するエラー測定データ生成部と、
前記エラー測定データが入力すると共に、送信すべき本来のデータが入力して、該送信すべき本来のデータに前記エラー測定データを付加して前記送信データを生成するエラー測定データ付加部と、
を備えることを特徴とする通信品質測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の通信品質測定装置であって、
前記エラー測定ユニットは、
前記エラー測定データが付加されてなる前記受信データから、当該エラー測定データを分離取得するエラー測定データ分離部と、
前記受信時刻と前記受信時刻に応じた前記試験パターンの先頭からのビット位置とが対応付けられた受信側ビット位置テーブルを格納する受信側ビット位置テーブル部と、
前記受信側ビット位置テーブルから前記受信時刻に応じた前記試験パターンの先頭からのビット位置を取得して、該ビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の前記取出ビット数のデータを参照データとして取得し、該参照データと前記エラー測定データ分離部で分離された前記エラー測定データとを照合してエラー測定を行うエラー測定部と、
を備えることを特徴とする通信品質測定装置。  
【請求項４】
請求項３に記載の通信品質測定装置であって、
前記エラー測定データ付加部は、前記送信データを生成する際にパケットのデータを生成し、その際に少なくとも１つのパケットに前記エラー測定データを付加し、
前記エラー測定部は、全ての前記エラー測定データを付加したパケットに含まれる前記エラー測定データのエラー数から通信品質を評価する、
ことを特徴とする通信品質測定装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエラー測定データ付加ユニットが設けられた送信装置と、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエラー測定ユニットが設けられた受信装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
基本情報に基づき所定時刻毎に送信データを生成して送信し、前記送信データを受信データとして受信し、その際に前記受信データを用いてエラー測定を行って通信品質を評価する通信品質測定方法であって、
予め設定された試験パターンの先頭から送信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の取出ビット数のデータを取得して、これをエラー測定データとして前記送信データに付加し、
前記送信データを受信して受信データとなし、当該受信データに含まれる前記エラー測定データを分離取得すると共に、予め設定された前記試験パターンの先頭から受信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の取出ビット数のデータを参照データとして取得して、該参照データと取得された前記エラー測定データとを比較することで通信品質を評価する、
ことを特徴とする通信品質測定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の通信品質測定方法であって、
前記送信時刻と前記試験パターンの先頭から送信時刻に応じたビット位置とが対応付けられた送信側ビット位置テーブルを格納し、
前記送信側ビット位置テーブルから前記送信時刻に対応する前記ビット位置を取得し、
該ビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の前記取出ビット数のデータを前記試験パターンから取得して前記エラー測定データとして出力し、
送信すべき本来のデータに前記エラー測定データを付加して前記送信データを生成する、
ことを特徴とする通信品質測定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の通信品質測定方法であって、
前記エラー測定データが付加されてなる前記受信データから、当該エラー測定データを分離取得し、
前記受信時刻と前記受信時刻に応じた前記試験パターンの先頭からのビット位置とが対応付けられた受信側ビット位置テーブルを格納し、
前記受信側ビット位置テーブルから前記受信時刻に応じた前記試験パターンの先頭からのビット位置を取得し、
前記位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の前記取出ビット数のデータを前記試験パターンから参照データとして取得し、
前記参照データと前記エラー測定データ分離部で分離された前記エラー測定データとを照合してエラー測定を行う、
ことを特徴とする通信品質測定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の通信品質測定方法であって、
前記送信データを生成する際にパケットのデータを生成し、その際に少なくとも１つのパケットに前記エラー測定データを付加し、
全ての前記エラー測定データを付加したパケットに含まれる前記エラー測定データのエラー数から通信品質を評価する、
ことを特徴とする通信品質測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信品質測定装置、通信品質測定方法、及び、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル通信においては、大規模なデータの送受信の要求が高まると共に、送受信されたデータが高品質であることが強く望まれている。
【０００３】
そこで、特開２００１−２７４７７３号公報には、所定のビット長毎に周期を有する検査信号の一部を単位検査信号としてフレームに順次的に付加し、検査信号における単位検査信号の取り出し位置を指定する同期信号を用いて受信側で単位検査信号を取り出し、ビット誤り率を検出する方法が開示されている。
【０００４】
この方法によれば、検査信号の１周期のビット長より短いビット長の単位検査信号を順次付加することでデータ転送のスループットを低下させることなくビット誤り率を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７４７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２００１−２７４７７３号公報の方法では、検査信号における単位検査信号の取り出し位置を指定する同期信号をフレームに付加する等により、送信側から受信側に通知する必要がある。このため、同期信号にビット誤りが生じた場合は、正しいビット誤り率が測定できない問題があった。
【０００７】
このとき、同期信号に対して誤り保護を行う方法が考えられるが、さらにビットを付加する必要があるためデータ転送のスループットが低下する問題が発生する。
【０００８】
従って、データ転送のスループットを低下させることなく、より正確なエラー測定を行う方法が必要であった。
【０００９】
そこで、本発明の主目的は、データ転送のスループットを低下させることなく、より正確なエラー測定が行える通信品質測定装置、通信品質測定方法、及び、通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、外部から所定時刻毎に入力した基本情報に基づき送信装置が送信データを生成して送信し、送信データを受信データとして受信装置が受信し、その際に当該受信装置は受信データのエラー測定を行って通信品質を評価する通信品質測定装置にかかる発明は、送信装置に設けられて、予め設定された試験パターンの先頭から送信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の取出ビット数のデータを取得して、これをエラー測定データとして送信データに付加するエラー測定データ付加ユニットと、受信装置に設けられて、送信データを受信して受信データとなし、当該受信データに含まれるエラー測定データを分離取得すると共に、予め設定された試験パターンの先頭から受信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の取出ビット数のデータを参照データとして取得して、該参照データと取得されたエラー測定データとを比較することで通信品質を評価するエラー測定ユニットと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、通信システムにかかる発明は、上記エラー測定データ付加ユニットが設けられた送信装置と、上記エラー測定ユニットが設けられた受信装置と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、外部から所定時刻毎に入力した基本情報に基づき送信データを生成して送信し、送信データを受信データとして受信し、その際に受信データのエラー測定を行って通信品質を評価する通信品質測定方法にかかる発明は、予め設定された試験パターンの先頭から送信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の取出ビット数のデータを取得して、これをエラー測定データとして送信データに付加し、送信データを受信して受信データとなし、当該受信データに含まれるエラー測定データを分離取得すると共に、予め設定された試験パターンの先頭から受信時刻に応じたビット位置のデータを先頭ビットとし、該先頭ビットから所定の取出ビット数のデータを参照データとして取得して、該参照データと取得されたエラー測定データとを比較することで通信品質を評価することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
送信側と受信側とで予め試験パターンを共有し、送受信時刻に対応したビット位置から所定の取出ビット数のデータを、試験パターンから取得して送信するデータに付加し、また受信したデータからこれを分離してエラー測定を行うので、データ転送のスループットを低下させることなく、より正確なエラー測定が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】送信装置のブロック図である。
【図２】受信装置のブロック図である。
【図３】送信装置におけるシーケンスを示す図である。
【図４】送信側ビット位置テーブル部に格納されている送信側ビット位置テーブルを例示した図である。
【図５】受信装置におけるシーケンスを示す図である。
【図６】受信側ビット位置テーブル部に格納されている受信側ビット位置テーブルを例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態を説明する。本発明にかかる通信品質測定装置は、送信装置に設けられたエラー測定データ付加ユニットと、受信装置に設けられたエラー測定ユニットとにより構成される。そして、通信システムは、このような送信装置と受信装置により構成されている。
【００１６】
図１は、このような送信装置１のブロック図であり、図２は受信装置２のブロック図である。送信装置１は、制御部１１、データ生成部１２、エラー測定データ付加ユニット１３、送信部１４を備える。一方、受信装置２は、受信部２１、エラー測定ユニット２２、データ処理部２３、制御部２４を備える。このような送信装置１におけるシーケンスを、図３を参照して説明する。
【００１７】
制御部１１はデータを生成するための制御信号Ｇ１をデータ生成部１２に出力すると共に、データ送信時刻情報Ｇ５をエラー測定データ生成部１３ａに出力する。この制御信号Ｇ１は、データ生成部１２がデータの生成を開始するタイミングを示す信号である。また、データ送信時刻情報Ｇ５は、送信部１４から送信データＧ４を送信する際の送信時刻を指示する信号である。
【００１８】
データ生成部１２には、データ生成部１２の外部から所定の情報（基本情報）が入力する。入力するタイミングは任意でよく、入力された基本情報は、例えば一定時間データ生成部１２の中のメモリに保持されてもよい。またデータ生成部１２が制御信号Ｇ１を受けてそれをもとに基本情報を取りにいってもよい。データ生成部１２は、制御部１１からの制御信号Ｇ１に従い基本情報を送信するための情報（送信元データＧ２）に変換して、これをエラー測定データ付加ユニット１３に出力する。なお、基本情報とは、例えば電力の計量データやガスや水道の計量データ等のように定期的に発行される情報を言う。
【００１９】
エラー測定データ付加ユニット１３は、エラー測定データ生成部１３ａ、送信側ビット位置テーブル部１３ｂ、エラー測定データ付加部１３ｃを備える。そして、エラー測定データ付加ユニット１３は、データ生成部１２からの送信元データＧ２にエラー測定用のデータを付加して、送信データＧ４として送信部１４に出力する。即ち、送信データＧ４は、送信元データＧ２にエラー測定用データＧ３を付加したデータである。
【００２０】
エラー測定データ生成部１３ａは、制御部１１からデータ送信時刻情報Ｇ５を受信すると、このデータ送信時刻情報Ｇ５をビット位置取得信号Ｇ６に変換して、送信側ビット位置テーブル部１３ｂに出力する。
【００２１】
送信側ビット位置テーブル部１３ｂは、メモリ等の記憶手段を備えて、ビット位置情報とビット位置取得信号Ｇ６との対応関係を示す送信側ビット位置テーブル１７を格納している。そして、エラー測定データ生成部１３ａからビット位置取得信号Ｇ６を受信すると、このビット位置取得信号Ｇ６が示すビット位置情報を読出し、これをビット位置信号Ｇ７としてエラー測定データ生成部１３ａに出力する。
【００２２】
図４は、送信側ビット位置テーブル部１３ｂに格納されている送信側ビット位置テーブル１７を例示した図である。送信側ビット位置テーブル１７は、ビット位置情報Ｄ２とデータ送信時刻Ｄ１とが対応付けして定義されている。なお、送信側ビット位置テーブル１７は、テーブル形式でなくても良く、ビット位置情報Ｄ２とデータ送信時刻Ｄ１との対応関係が明確であればよい。
【００２３】
ところで、先にエラー測定データ生成部１３ａは、データ送信時刻情報Ｇ５をビット位置取得信号Ｇ６に変換して出力することを述べた。これは、メモリ等の記憶手段に格納されている送信側ビット位置テーブル１７にアクセスできるようにするためである。この意味からビット位置取得信号Ｇ６は記憶手段のアドレスを示す。
【００２４】
従って、ビット位置取得信号Ｇ６とデータ送信時刻情報Ｇ５とは、１対１の関係をなしている。このことから、図４においては、ビット位置取得信号Ｇ６をデータ送信時刻Ｄ１と表記している。従って、エラー測定データ生成部１３ａはデータ送信時刻情報Ｇ５をビット位置取得信号Ｇ６に変換せずに、そのまま送信側ビット位置テーブル部１３ｂに出力することも可能である。この場合は、送信側ビット位置テーブル部１３ｂがデータ送信時刻情報Ｇ５をアドレスに変換して送信側ビット位置テーブル１７にアクセスすることになる。
【００２５】
図４に例示する送信側ビット位置テーブル１７では、データ送信時刻Ｄ１は時刻０時００分で、ビット位置情報Ｄ２はＮ１である。これは試験パターンの先頭からＮ１ビット目を先頭として所定の取出ビット数のデータを取り出すことを示している。また、次のデータ送信時刻Ｄ１は０時３０分となっており、そのときのビット位置情報Ｄ２はＮ２となっているので、３０分後の０時３０分に送信する場合には、試験パターンの先頭からＮ２ビット目を先頭にして所定の取出ビット数のデータを取り出すことを示している。なお、取出ビット数は、常に一定長のビット数（例えば１６ビット）であり、かつ、送信装置１と受信装置２とで共有している。
【００２６】
なお、試験パターンとして、ＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｎｏｉｓｅ）９パターン（５１１ビット）や、ＰＮ１５パターン、ＰＮ２３パターン等の擬似ランダムパターンが利用可能である。以下、試験パターンとして、ＰＮ９パターンを例に説明する。ＰＮ９のような公知の試験パターンを用いることにより、送信装置１と受信装置２とで同じ試験パターンが共有できる。
【００２７】
エラー測定データ生成部１３ａは、ビット位置信号Ｇ７に従い試験パターンの先頭からビット位置情報が示すビット位置を先頭に取出ビット数Mのデータを取得し、これをエラー測定用データＧ３としてエラー測定データ付加部１３ｃに出力する。
【００２８】
エラー測定データ付加部１３ｃには、送信元データＧ２が入力すると共に、エラー測定データ生成部１３ａからエラー測定用データＧ３が入力する。そこで、エラー測定データ付加部１３ｃは、送信元データＧ２をパケットデータに変換する。このとき、エラー測定データ付加部１３ｃは、パケットにエラー測定用データＧ３を付加し、付加したパケットを示す情報をヘッダに書き込んで、送信データＧ４として送信部１４に出力する。
【００２９】
このように、エラー測定用データＧ３をパケットに付加するので、エラー測定用データＧ３のビット数（以下、ビット数）Ｍはパケット長より小さいことが要求される。
【００３０】
しかし、エラーレートを１×１０−３の精度で測定したい場合には、エラー測定用データＧ３は１×１０４ビット以上のビット数Ｍを持つ必要がある。エラー測定用データＧ３の取出ビット数Ｍを１×１０４ビット以上にすると、パケット長を超えてしまうことがある。また、例えば試験パターンをＰＮ９とした場合には、この試験パターンは５１１ビットしかないので、エラー測定用データを作成することができない。なお、取出ビット数Mを１６ビットにした場合には、パケット長に収まるエラー測定用データが作成できる。
【００３１】
そこで、このような場合には、Ｎ個のパケットに、それぞれＭビット（Ｍ＜パケット長）のエラー測定用データを付加する。そして、式１で示すエラーレートに従い通信品質が評価できるようにする。
エラーレート＝エラー個数／（Ｍ×Ｎ）      …（１）
ここで、エラー個数は、各パケットに付加されたエラー測定用データのエラーの総和である。一つのデータ送信時刻に少なくとも１つのパケットを送信する。例えば一つのデータ送信時刻に一つのパケットを送信するとすると、Ｎ個のデータ送信時刻に分けてエラー測定用データＧ３を送受信することになる。さらにデータ送信時刻が３０分間隔の時は、エラー測定用データＧ３を送受信するのに０．５ｘ（Ｎ−１）（時間）かかることになる。
【００３２】
このように定義されたエラーレートであれば、例え１×１０−３の品質が要求される場合であっても、適正に通信品質が評価できるようになる。
【００３３】
送信部１４は、エラー測定用データが付加された送信データＧ４を電波として受信装置に送信する。
【００３４】
次に、受信装置２の詳細構成を、図５に示すシーケンス図を参照しながら説明する。
【００３５】
制御部２４は、制御信号Ｇ２６をデータ処理部２３に出力すると共に、データ受信時刻情報Ｇ２７をエラー測定部２２ｂに出力する。
【００３６】
受信部２１は、送信装置１からの電波を受信し、これを受信データＧ２１としてエラー測定ユニット２２に出力する。
【００３７】
エラー測定ユニット２２は、エラー測定データ分離部２２ａ、エラー測定部２２ｂ、受信側ビット位置テーブル部２２ｃを備える。そして、エラー測定ユニット２２は、受信データＧ２１からエラー測定データＧ２３と本来のデータＧ２２とを分離して、エラー測定データＧ２３に含まれるエラーを計測することにより通信品質を評価する。なお、本来のデータＧ２２はデータ処理部２３に出力される。
【００３８】
即ち、エラー測定ユニット２２のエラー測定データ分離部２２ａは、受信データＧ２１からエラー測定用データＧ２３と本来のデータＧ２２とを分離して、エラー測定用データＧ２３をエラー測定部２２ｂに、本来のデータＧ２２をデータ処理部２３に出力する。エラー測定用データＧ２３をエラー測定部２２ｂに出力する際、その時の時刻を分離時刻情報としてエラー測定用データＧ２３と紐付けて出力する。
【００３９】
データ処理部２３は、本来のデータＧ２２を受信データとして出力する。
【００４０】
エラー測定部２２ｂは、制御部２４からのデータ受信時刻情報Ｇ２７と分離時刻情報とを比較し、その時間差が所定時間以内である場合、データ受信時刻情報Ｇ２７をアドレス信号Ｇ２４に変換して、受信側ビット位置テーブル部２２ｃに出力する。この時間差は、例えば通信に要する遅延時間や、送受信装置での処理時間、送受信装置の有する時計の時刻合わせ誤差等に起因し、所定時間としては例えば１０分、好ましくは５分程度に設定される。時間差が所定時間以内にない場合は、定期的なデータ送信ではないと判断されエラー測定にはもちいられない。
【００４１】
受信側ビット位置テーブル部２２ｃは、メモリ等の記憶手段に受信側ビット位置テーブル２７を格納している。図６は、受信側ビット位置テーブル２７を例示した図である。受信側ビット位置テーブル２７は、データ受信時刻Ｄ３とビット位置情報Ｄ４との対応関係を示している。
【００４２】
なお、データ受信時刻とアドレスとの関係については、データ送信時刻とアドレスとの関係と同じである。図６では、例えば、データ受信時刻Ｄ３が時刻０時００分のビット位置情報Ｄ４はＮ１となっているので、試験パターンの先頭からＮ１ビット目を先頭として所定の取出ビット数のデータを取得することを意味している。
【００４３】
受信側ビット位置テーブル部２２ｃは、アドレス信号Ｇ２４を受信すると、このアドレス信号Ｇ２４が示すアドレスのビット位置情報Ｄ４を読み出して、ビット位置信号Ｇ２５としてエラー測定部２２ｂに出力する。
【００４４】
以上により、エラー測定部２２ｂには、ビット位置信号Ｇ２５とエラー測定データ分離部２２ａからの分離時刻と紐付けされたエラー測定用データＧ２３が入力することになる。
【００４５】
そこで、エラー測定部２２ｂは、送信装置１と予め共有している試験パターン（先の仮定では、ＰＮ９パターン）からビット位置信号Ｇ２５に該当するデータを取得して、参照データとする。
【００４６】
そして、エラー測定部２２ｂは、参照データとエラー測定用データＧ２３とを照合して、これらの差分総数（エラー総数）を求める。なお、エラー測定用データＧ２３は、複数のパケットに付加されていたので、エラー総数は各パケットに含まれていたエラー測定用データＧ２３のエラー数の合計となる。
【００４７】
このようにしてエラー総数が求まると、エラー測定部２２ｂは、式１を用いてエラーレートを算出して、通信品質を評価する。
【００４８】
以上説明したように、送信装置と受信装置が試験パターンと取出ビット数とを予め共有した上で、送信側ビット位置テーブル部と受信側ビット位置テーブル部とにおいて同じ送受信時刻に対して同じ取り出し開始ビット位置情報を対応付けたので、同期信号の通信エラーに起因するビット誤りが回避され、正確なエラー測定が行えるようになる。従って、データ転送のスループットを低下させることなく、受信信号強度のみでは得られなかった通信品質の情報を正確に得ることができるようになる。
【００４９】
本発明は送信装置からデータを決められた時刻に定期的に送信するようなケース、例えば電力等のスマートメータなどに有用である。
【００５０】
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１    送信装置
２    受信装置
１１    制御部
１２    データ生成部
１３    エラー測定データ付加ユニット
１３ａ    エラー測定データ生成部
１３ｂ    送信側ビット位置テーブル部
１３ｃ    エラー測定データ付加部
１４    送信部
１７    送信側ビット位置テーブル
２１    受信部
２２  エラー測定ユニット
２２ａ    エラー測定データ分離部
２２ｂ    エラー測定部
２２ｃ    受信側ビット位置テーブル部
２３    データ処理部
２４    制御部
２７    受信側ビット位置テーブル
【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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