(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の変調方式でディジタル変調されて伝送された信号を受信する受信ステップと、
前記第１の変調方式と異なる第２の変調方式でディジタル変調して伝送した場合による前記第２の変調方式の通信品質を、受信した前記第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置に対するしきい値判定により、擬似的に推定する通信品質擬似推定ステップと
を有する通信品質推定方法。
【請求項２】
前記通信品質疑似推定ステップは、
順次入力される前記第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での平均位置と、前記第２の変調方式でディジタル変調される第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出するしきい値算出ステップと、
順次入力される前記第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率を前記通信品質として算出する擬似的ビット誤り率算出ステップと
を有する請求項１に記載の通信品質推定方法。
【請求項３】
前記通信品質擬似推定ステップは、
順次入力される前記第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での平均位置と、前記第２の変調方式でディジタル変調される第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出するしきい値算出ステップと、
順次入力される前記第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合のビット誤りを擬似的に検出し、検出結果を前記通信品質として出力する擬似誤り検出ステップと
を有する請求項１に記載の通信品質推定方法。
【請求項４】
前記第１の変調方式は、前記第２の変調方式より誤り耐性が高い、請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信品質推定方法。
【請求項５】
前記第１の変調方式の平均信号点間距離は、前記第２の変調方式の平均信号点間距離より長い、請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信品質推定方法。
【請求項６】
前記第１のディジタル変調信号はＰＳＫ変調信号であると共に前記第２のディジタル変調信号は多値ＱＡＭ変調信号であり、
前記しきい値算出ステップでは、前記多値ＱＡＭ変調信号において隣接する信号点間のＩ成分及びＱ成分毎の振幅しきい値に相当する値を考慮して前記しきい値を算出する
請求項２又は請求項３に記載の通信品質推定方法。
【請求項７】
前記第１のディジタル変調信号はＰＳＫ変調信号であると共に前記第２のディジタル変調信号は第１のディジタル変調信号よりも多相の多相ＰＳＫ変調信号であり、
前記しきい値算出ステップでは、前記多相ＰＳＫ変調信号において隣接する信号点間の位相成分を考慮して前記しきい値を算出する
請求項２又は請求項３に記載の通信品質推定方法。
【請求項８】
前記擬似的ビット誤り率算出ステップでは、順次入力される前記第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより擬似的ビット誤り率を算出した後、算出した擬似的ビット誤り率に所定の補正値を乗じることにより最終的な擬似的ビット誤り率を求める
請求項２に記載の通信品質推定方法。
【請求項９】
前記第１のディジタル変調信号には、定期的にパイロット信号が挿入されており、
前記しきい値算出ステップでは、当該パイロット信号のＩＱ平面上での位置と、第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出し、
前記擬似的ビット誤り率算出ステップでは、順次入力されるパイロット信号のＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率を算出する
請求項２に記載の通信品質推定方法。
【請求項１０】
前記第１のディジタル変調信号には、定期的にパイロット信号が挿入されており、
前記しきい値算出ステップでは、当該パイロット信号のＩＱ平面上での位置と、第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出し、
前記擬似誤り検出ステップでは、順次入力されるパイロット信号のＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２の変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合のビット誤りを擬似的に検出する
請求項３に記載の通信品質推定方法。
【請求項１１】
前記第１のディジタル変調信号は、所定の箇所にユニークワード系列が挿入された信号であり、
前記しきい値算出ステップでは、当該ユニークワード系列のＩＱ平面上での位置と、第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出し、
前記擬似的ビット誤り率算出ステップでは、順次入力されるユニークワード系列のＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率を算出する
請求項２に記載の通信品質推定方法。
【請求項１２】
前記第１のディジタル変調信号は、所定の箇所にユニークワード系列が挿入された信号であり、
前記しきい値算出ステップでは、当該ユニークワード系列のＩＱ平面上での位置と、第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出し、
前記擬似誤り検出ステップでは、順次入力されるユニークワード系列のＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２の変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合のビット誤りを擬似的に検出する
請求項３に記載の通信品質推定方法。
【請求項１３】
信号の誤り訂正を行う所定の単位内で前記誤り判定ステップにおいて検出された誤りの回数を計数する誤り計数ステップと、
前記誤り計数ステップにおいて検出された誤りの回数に基づき、第２の変調方式で伝送された場合に、信号を誤り訂正可能か否か判断する復号誤り検出ステップと、
をさらに有する請求項３に記載の通信品質推定方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２のディジタル変調信号は、２次変調としてスペクトラム拡散処理が施された信号である
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の通信品質推定方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２のディジタル変調信号は、２次変調として周波数ホッピング処理が施された信号である
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の通信品質推定方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２のディジタル変調信号は、２次変調として直交周波数分割多重処理が施された信号である
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の通信品質推定方法。
【請求項１７】
前記第１のディジタル変調信号はＭＳＫ変調信号であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の通信品質推定方法。
【請求項１８】
前記第１のディジタル変調信号はガウシアンフィルタにより帯域制限されたＧＭＳＫ変調信号であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の通信品質推定方法。
【請求項１９】
前記第１のディジタル変調信号はＦＳＫ変調信号であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の通信品質推定方法。
【請求項２０】
前記第１のディジタル変調信号はガウシアンフィルタにより送信帯域制限されたＧＦＳＫ変調信号であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の通信品質推定方法。
【請求項２１】
第１の変調方式でディジタル変調されて伝送された信号を受信し、シンボル毎の直交ＩＱベクトルを出力する受信手段と、
前記第１の変調方式と異なる第２の変調方式でディジタル変調して伝送した場合による前記第２の変調方式の通信品質を、前記出力された前記第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置に対するしきい値判定により、擬似的に推定する通信品質擬似推定手段と
を具備する通信品質推定装置。
【請求項２２】
前記通信品質疑似推定手段は、
順次入力される前記第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での平均位置と、前記第２の変調方式でディジタル変調される第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出するしきい値算出手段と、
順次入力される前記第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率を前記通信品質として算出する擬似的ビット誤り率算出手段と
を具備する請求項２１に記載の通信品質推定装置。
【請求項２３】
前記通信品質擬似推定手段は、
第１の変調方式でディジタル変調されて伝送された信号の信号点位置に基づいて前記信号の平均振幅を検出する平均振幅検出手段と、
前記平均振幅から前記第２の変調方式において信号が正しく受信できる信号点の位置の範囲をしきい値として算出するしきい値算出手段と、
受信した第１の変調方式の信号点位置が前記しきい値算出手段において算出された範囲内にない場合、誤りを検出したと推定する誤り判定手段と、
を具備する請求項２１に記載の通信品質推定装置。
【請求項２４】
第１の変調方式でディジタル変調されて伝送された信号を受信し、シンボル毎の直交ＩＱベクトルを出力する受信手段と、
前記第１の変調方式と異なる第２の変調方式で仮にディジタル変調して伝送した場合による前記第２の変調方式の通信品質を、前記出力された前記第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置に対するしきい値判定により、擬似的に推定する通信品質擬似推定手段と、
前記通信品質擬似推定手段により得た擬似的な通信品質に関する情報を他の通信装置へ送信する送信手段と
を具備する通信装置。
【請求項２５】
前記送信手段は、前記通信品質擬似推定手段により得た擬似的な通信品質に基づいて、第２の変調方式の信号についての擬似的なＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信する、請求項２４に記載の通信装置。
【請求項２６】
送信する信号を制御信号に基づいて選択される第１の変調方式もしくは前記第１の変調方式とは異なる第２の変調方式で変調し送信する適応変調送信手段と、
前記第２の変調方式でディジタル変調して伝送した場合による前記第２の変調方式の受信ビット誤りを、通信相手が前記適応変調送信手段から第１の変調方式により変調送信された場合の受信復調結果に対するしきい値判定により、擬似的に検出した結果の報告用の送信を受信する受信手段と、を具備し、
前記変調手段は、前記擬似的な検出結果の報告内容が誤りを検出しない結果である場合、前記適応変調送信手段により選択される変調方式を前記第１の変調方式から前記第２の変調方式に切り替える適応変調制御手段と、
を具備する通信装置。
【請求項２７】
受信側において、
第１の変調方式と異なる第２の変調方式でディジタル変調して伝送した場合に受信ビット誤りが生じ得るかを、前記第１の変調方式でディジタル変調されて伝送された信号を前記第１の変調方式で復調して得られたシンボル毎の直交ＩＱベクトルに対するしきい値判定により、擬似的に検出し、前記検出結果を送信側へ通知し、
前記送信側において、前記通知内容に基づいて送信する信号の変調方式を変更する通信方法。
【請求項２８】
少なくとも互いに通信可能な第１及び第２の送受信局により構成される通信システムであって、
前記第２の送受信局は、前記第１の送受信局へ第１の変調方式によりディジタル変調を施して送信する送信手段を具備し、
前記第１の送受信局は、前記第２の送受信局による送信手段から第１の変調方式によりディジタル変調され送信された信号を受信復調してシンボル毎の直交ＩＱベクトルを出力する受信手段と、
送信する信号に対して制御信号に基づき選択的に第１もしくは第２の変調方式で変調処理を施した第１又は第２のディジタル変調信号を前記第２の送受信局に送信する適応変調送信手段と、
前記第１の変調方式と異なる第２の変調方式でディジタル変調して伝送した場合による前記第２の変調方式の通信品質を、前記受信手段から出力される直交ＩＱベクトルに対するしきい値判定により、擬似的に推定する通信品質擬似推定手段と、
前記通信品質疑似推定手段により得られた擬似的な通信品質に応じて、前記適応変調送信手段により選択される変調方式を制御する前記制御信号を出力する適応変調制御手段と
を具備する通信システム。
【請求項２９】
少なくとも互いに通信可能な第１及び第２の送受信局により構成される通信システムであって、
前記第１の送受信局は、
送信する信号に対して制御信号に基づき選択的に第１もしくは第２の変調方式で変調処理を施したディジタル変調信号を前記第２の送受信局に送信する適応変調送信手段と、
前記第２の送受信局から送信される選択信号を受信し出力する第１の受信手段と、
前記受信した選択信号に基づいて前記適応変調送信手段において選択する変調方式を制御する前記制御信号を出力する適応変調制御手段と、を具備し、
前記第２の送受信局は、
前記第１の送受信局から送信される第１もしくは第２の変調方式でディジタル変調された信号を受信復調し復調結果を出力する第２の受信手段と、
前記受信手段により前記第１の変調方式によりディジタル変調された信号の受信復調結果が出力される場合に、前記第１の変調方式と異なる第２の変調方式でディジタル変調して伝送した場合における前記第２の変調方式の通信品質を、前記受信復調結果に対するしきい値判定により、擬似的に推定する通信品質擬似推定手段と、
前記通信品質疑似推定手段により得られた擬似的な通信品質に関する情報を、前記第１の送受信局に設けられた前記送信手段における変調方式を選択させるための選択信号として送信する送信手段と
を具備する通信システム。
【請求項３０】
前記通信品質疑似推定手段は、
順次入力される前記第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での平均位置と、前記第２の変調方式でディジタル変調される第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出するしきい値算出手段と、
順次入力される前記第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率を前記通信品質として算出する擬似的ビット誤り率算出手段と、
を具備する請求項２８又は請求項２９に記載の通信システム。
【請求項３１】
前記通信品質疑似推定手段は、
順次入力される前記第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での平均位置と、前記第２の変調方式でディジタル変調される第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出するしきい値算出手段と、
前記第２の変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合のビット誤りを、順次入力される前記第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、擬似的に検出する疑似誤り検出手段と、
を具備する請求項２８又は請求項２９に記載の通信システム。
【請求項３２】
前記第１及び第２の送受信局は、同一周波数チャネルで時分割複信による双方向通信を行うものである
請求項２８に記載の通信システム。
【請求項３３】
前記第１及び第２の送受信局は、異なる周波数チャネルで周波数分割複信による双方向通信を行うものである
請求項２９に記載の通信システム。
【請求項３４】
コンピュータに、
受信した第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置を求める第１の手順と、
第１の変調方式と異なる第２の変調方式でディジタル変調して伝送した場合による前記第２の変調方式の通信品質を、前記信号点位置に基づいて、擬似的に推定する第２の手順と
を実行させるプログラム。
【請求項３５】
前記第２の手順は、
順次入力される前記第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での平均位置と、前記第２の変調方式でディジタル変調される第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出するしきい値算出手順と、
順次入力される前記第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率を前記通信品質として算出する擬似的ビット誤り率算出手順と
を含む請求項３４に記載のプログラム。
【請求項３６】
前記第２の手順は、
順次入力される前記第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での平均位置と、前記第２の変調方式でディジタル変調される第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出するしきい値算出手順と、
順次入力される前記第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、前記第２変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合のビット誤りを擬似的に検出する疑似誤り検出手順と
を含む請求項３４に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信品質推定方法、通信品質推定装置及び通信システムに関し、例えば適応変調方式を用いた無線通信システムに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線通信システムでは、高品質かつ高効率に通信を行うために様々なシステム制御が行われる。例えば送信電力制御、通信チャネル制御、セルの切り替え制御等の制御が行われ、これにより通信品質が向上し、省電力化も進んでいる。
【０００３】
また近年では、無線通信リンクの通信品質に応じて適応的に変調方式や符号化方式を切り替える適応通信方式の検討も進んでいる。例えば、笹岡秀一編著「移動通信」（オーム社、P.103〜126）に適応通信方式の一例である適応変調を用いた通信方式が開示されている。変調方式や符号化方式切り替えの判断材料としては、通信リンクにおける通信品質を測定して用いることが多い。
【０００４】
通信品質を示す指標としては、受信ビット誤り率（ＢＥＲ(Bit Error Rate)）、受信電力や受信電力対雑音比（ＣＮＲ(Carrier to Noise Ratio)）等が用いられることが多い。このうち、ビット誤り率を推定して通信品質を示す指標として用いる方法としては、例えば送信データ系列内に擬似ランダム符号のような既知データ系列を挿入しておき、受信したデータ系列とこの既知データ系列とを比較し、異なっている個数をカウントすることにより、ビット誤り率を求める方法がある。
【０００５】
また送信データ系列に誤り訂正符号化を施しておき、受信時に誤り訂正復号化した後再度符号化し、この再符号化データ列と受信信号系列とを比較し、異なっている個数をカウントして求める方法もある。さらには、例えば特開平８−１０２７２７号公報で開示されているように、信号点ベクトルの分散値を求め、この分散値からビット誤り率を求める方法も知られている。
【０００６】
以下、図２１を参照して、従来の通信品質を測定する装置の一例として、ビット誤り率算出装置１の構成を説明する。この従来のビット誤り率算出装置１が用いられる通信システムでは、送信バースト内の所定の区間に、予め決められたデータ系列が挿入されて送信されているものとする。例えばバースト内の中央部に擬似ランダム符号の特定系列が挿入されているものとする。直交復調部２では、受信信号に対して直交復調及び同期処理を行い、受信シンボル毎の直交ＩＱベクトル列を出力する。
【０００７】
ビット判定部３では、入力される直交ＩＱベクトル列を用いてビット判定を行い、その結果得られた受信データを出力する。既知データ区間抽出部４では、入力される受信データ列から上記バースト内に挿入されている既知データ系列の区間のデータを抽出して出力する。
【０００８】
ビット誤り率算出部６では、既知データ区間抽出部４において抽出されたデータ系列と、既知データ記憶部５に記憶されているデータ系列との比較を行う。受信したデータに誤りが生じていると、生じている個所の比較結果が異なることになる。従って比較結果が異なるビット数を所定時間にわたってカウントし、比較総数との比を求めることにより、受信信号のビット誤り率を統計的に算出することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ビット誤り率が低い状況の場合に、統計的に信頼性のあるビット誤り率を算出するためには、十分なビット比較の総数が必要となる。この結果、ビット誤り率を算出するために長い時間が必要となる。
【００１０】
例えば前述の適応通信方式の一例として、ＱＰＳＫ変調方式と１６値ＱＡＭの２つの変調方式を通信リンクの通信品質に応じて適応的に切り替えるシステムを想定する。ＱＰＳＫと１６値ＱＡＭでは、変調時の信号点間距離が異なるため、その受信性能が図２２に示すように異なり、一般的に同じ受信電力で受信した場合にはＱＰＳＫの方がビット誤り率が低いことが知られている。
【００１１】
これら２つの変調方式を切り替えるための判断材料として、図２１のようなビット誤り率算出装置１によるビット誤り率算出結果を用い、ビット誤り率が１．０Ｅ−３を上回らないように変調方式を切替制御することを想定する。まず１６値ＱＡＭからＱＰＳＫへ変調方式を切り替える場合には、１６値ＱＡＭ受信時のＢＥＲ推定結果を監視しておき、このビット誤り率が許容値（例えば５．０Ｅ−４）を超えた場合に、ＱＰＳＫへ変調方式を切り替えるように制御すればよい。
【００１２】
ところで、ＱＰＳＫから１６値ＱＡＭへ切り替える場合も同様に、ＱＰＳＫの通信時に切り替えの判断をする必要がある。例えば、ＱＰＳＫの受信時に搬送波電力対雑音電力比（ＣＮＲ）が１７ｄＢを越えた場合、図２２における１６値ＱＡＭのビット誤り率も１．０Ｅ−３を下回ることになるので、１６値ＱＡＭへの切り替えを判断する。
【００１３】
図２３は、搬送波電力対雑音電力比が１７ｄＢの状況下でＱＰＳＫを受信復調した場合に得られる各受信シンボル毎の直交ＩＱベクトル列の分布特性の一例である。雑音の影響により信号点の位置が分散してはいるが、Ｉ、Ｑ軸を超えるような分散はほとんど生じないため、ＱＰＳＫでのビット誤りは１．０Ｅ−６以下の頻度でしか生じない。ＱＰＳＫにおいて１．０Ｅ−６というような低い値のビット誤り率を確認するためには膨大な受信ビットサンプル数及び時間を要してしまうため、現実的ではない。
【００１４】
このように、例えばＱＰＳＫのようにビット誤り率が比較的低い変調方式から、１６値ＱＡＭのようにそれよりもビット誤り率の高い変調方式に変調方式を切り替える場合、切り替えによる伝送誤りを増やすことなくかつ迅速な切り替えを行うことが困難な問題がある。
【００１５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ビット誤り率が低い変調方式の伝送信号に基づいて、ビット誤り率が高い変調方式の信号を伝送した場合の通信品質を迅速かつ的確に求めることができる通信品質推定方法及び通信品質推定装置を提供することを目的とする。また本発明は、通信品質に応じて、ビット誤り率が低い変調方式からビット誤り率の高い変調方式に変調方式を切り替えるシステムにおいて、適切な変調方式の切替えを行うことができる通信システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明は、以下の構成を採る。
【００１７】
本発明の通信品質推定方法は、第１の変調方式でディジタル変調されて伝送された信号を受信する受信ステップと、受信した第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置に基づいて、第１の変調方式と異なる第２の変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合の通信品質を擬似的に推定する通信品質擬似推定ステップとを有するようにする。
【００１８】
この方法によれば、第１の変調方式で変調された変調信号から第２の変調方式で変調された変調信号の擬似的な通信品質が推定されるので、実際に第２の変調方式で変調された変調信号を伝送しなくても、前もってその変調信号の通信品質を予測することができるようになる。
【００１９】
本発明の通信品質推定方法は、通信品質疑似推定ステップは、順次入力される第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での平均位置と、第２の変調方式でディジタル変調される第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出するしきい値算出ステップと、順次入力される第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率を前記通信品質として算出する擬似的ビット誤り率算出ステップと、を有するようにする。
【００２０】
この方法によれば、しきい値算出ステップにおいて、第１のディジタル変調信号に対して従来の第１のディジタル変調信号のビット誤り率を求めるためのしきい値ではなく、第２のディジタル変調信号のＩＱ平面上での分布状態を考慮した新たなしきい値が算出される。実際上、このしきい値は、第２のディジタル変調信号のビット誤り率が第１のディジタル変調信号のビット誤り率よりも高いものである場合には、従来の第１のディジタル変調信号のビット誤り率を求めるときに使用するしきい値よりも、第２のディジタル変調信号を考慮している分だけ、ビット誤りと判定される領域が広いしきい値となる。この結果、擬似的ビット誤り率算出ステップでは、このしきい値を用いて第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率を算出しているので、第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率を迅速かつ正確に算出することができる。
【００２１】
本発明の通信品質推定方法は、通信品質擬似推定ステップは、順次入力される第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での平均位置と、第２の変調方式でディジタル変調される第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出するしきい値算出ステップと、順次入力される第１のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、第２変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合のビット誤りを擬似的に検出し、検出結果を前記通信品質として出力する擬似誤り検出ステップと、を有するようにする。
【００２２】
この方法によれば、受信した第１の変調方式の信号を復調したときのＩ成分及びＱ成分の平均位置に基づいて、ＩＱ平面上でのしきい値を求め、このしきい値を使って、順次受信する第１の変調方式の信号のＩ成分、Ｑ成分をしきい値判定して第２の変調方式の信号の擬似的な誤り検出を行うことにより、同一伝送路を第１の変調方式に替えて第２の変調方式の信号を送信した場合に誤りが発生するか否かの適切な判定を行うことができる。
【００２３】
本発明の通信品質推定方法は、第１のディジタル変調信号には、定期的にパイロット信号が挿入されており、しきい値算出ステップでは、当該パイロット信号のＩＱ平面上での位置と、第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出し、擬似的ビット誤り率算出ステップ（又は疑似誤り検出ステップ）では、順次入力されるパイロット信号のＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率（又はビット誤り）を算出する。
【００２４】
本発明の通信品質推定方法は、第１のディジタル変調信号は、所定の箇所にユニークワード系列が挿入された信号であり、しきい値算出ステップでは、当該ユニークワード系列のＩＱ平面上での位置と、第２のディジタル変調信号の各シンボルのＩＱ平面上での理論上の分布状態とに基づいてＩＱ平面上でのしきい値を算出し、擬似的ビット誤り率算出ステップ（又は疑似誤り検出ステップ）では、順次入力されるユニークワード系列のＩＱ平面上での位置を前記しきい値と順次比較判定することにより、第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率（又は疑似誤り）を算出する。
【００２５】
これらの方法によれば、他の信号と比較して検出が容易なパイロット信号やユニークワード系列に基づいてしきい値を算出し、擬似的ビット誤り率（又は疑似誤り）を算出しているので、一段と迅速かつ正確に第２のディジタル変調信号の擬似的ビット誤り率（又は疑似誤り）を求めることができる。
【００２６】
本発明の通信品質推定方法は、信号の誤り訂正を行う所定の単位内で誤り判定ステップにおいて検出された誤りの回数を計数する誤り計数ステップと、誤り計数ステップにおいて検出された誤りの回数に基づき、第２の変調方式で伝送された場合に、信号を誤り訂正可能か否か判断する復号誤り検出ステップと、有するようにする。
【００２７】
この方法によれば、第１の変調方式から第２の変調方式に変調方式を切り替えた場合における、受信データに誤りが発生する擬似的な頻度を計数し、この擬似的な誤りの頻度が、誤り訂正可能な範囲か否か判断することにより、誤り訂正符号化を用いた通信においても、第１の変調方式から第２の変調方式に変調方式を切り替えた場合に受信したデータに誤りが発生するか否かを変調方式の切り替え前に判断することができるようになる。
【００２８】
本発明の通信装置は、第１の変調方式でディジタル変調されて伝送された信号を受信する受信手段と、受信した第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置に基づいて、第１の変調方式と異なる第２の変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合の通信品質を擬似的に推定する通信品質擬似推定手段と、通信品質擬似推定手段により得た擬似的な通信品質を送信する送信手段とを具備する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、適応変調を行っている通信相手の通信装置が擬似的な通信品質情報を受信して、伝搬路環境に応じた適切な変調方式の切り替え処理を行うことができるようになる。
【００３０】
本発明の通信装置は、前記送信手段が、通信品質擬似推定手段により得た擬似的な通信品質に基づいて、第２の変調方式の信号についての擬似的なＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信する。
【００３１】
この構成によれば、自動再送要求方式に使われている既存の信号であるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を有効に利用して、擬似的な通信品質情報を通信相手局に送信することができ、通信相手局でも既存のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を用いて、擬似的な通信品質情報に基づく適応変調処理を行うことができるようになる。
【００３２】
本発明の通信システムは、互いに通信可能な第１及び第２の送受信局と、第１の送受信局に設けられ、第２の送受信局から送信された第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号を受信する受信手段と、第１の送受信局に設けられ、送信信号に対して選択的に第１又は第２の変調処理を施した第１又は第２のディジタル変調信号を第２の送受信局に送信する送信手段と、受信手段により受信した第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置に基づいて、第１の変調方式と異なる第２の変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合の通信品質を擬似的に推定する通信品質擬似推定手段と、通信品質疑似推定手段により得られた擬似的な通信品質に応じて、送信手段における変調処理を選択する変調方式選択手段とを具備する構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、第１の送受信局の変調方式選択手段は、通信品質疑似推定手段により迅速かつ正確に算出された第２のディジタル変調信号の擬似的通信品質に応じて、送信手段の変調処理を第１の変調処理から第２の変調処理に切り替えることができる。この結果第１の送受信局は、ビット誤り率の低い（通信容量の小さい）第１のディジタル変調処理からビット誤り率の高い（通信容量の大きい）第２のディジタル変調処理に迅速かつ的確に切り替えて送信できることになり、通信品質を高品質に維持した状態で通信容量を増大させることができる。
【００３４】
本発明の通信システムは、互いに通信可能な第１及び第２の送受信局と、第２の送受信局に設けられ、第１の送受信局から送信された第１の変調方式でディジタル変調された第１のディジタル変調信号を受信する受信手段と、第１の送受信局に設けられ、送信信号に対して選択的に第１又は第２の変調方式で変調処理を施した第１又は第２のディジタル変調信号を第２の送受信局に送信する送信手段と、第２の送受信局に設けられ、受信手段により受信された第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置に基づいて、第１の変調方式と異なる第２の変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合の通信品質を擬似的に推定する通信品質擬似推定手段と、第２の送受信局に設けられ、通信品質疑似推定手段により得られた擬似的な通信品質を、第１の送受信局に設けられた送信手段における変調処理を選択させるための選択信号として送信する送信手段とを具備する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、第１の送受信局の送信手段は、第２の送受信局から送られてくる選択信号に基づいて、変調処理を迅速かつ的確に第１の変調処理から第２の変調処理に切り替えることができる。この結果第１の送受信局は、ビット誤り率の低い（通信容量の小さい）第１のディジタル変調処理からビット誤り率の高い（通信容量の大きい）第２のディジタル変調処理に迅速かつ的確に切り替えて送信できることになり、通信品質を高品質に維持した状態で通信容量を増大させることができる。
【００３６】
本発明の通信システムは、前記第１及び第２の送受信局は、同一周波数チャネルで時分割複信による双方向通信を行う構成を採る。
【００３７】
この構成によれば、送信環境と通信品質が同じ受信環境で擬似的な通信品質を求めることができるので、一段と伝送路環境に適合した変調方式の切替え処理を行うことができ、一段と通信品質を高品質に維持した状態で変調方式の切替え処理を行うことができる。
【００３８】
本発明のプログラムは、コンピュータに、受信した第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置を求める第１の手順と、前記信号点位置に基づいて、第１の変調方式と異なる第２変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合の通信品質を擬似的に推定する手順とを実行させるようにする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、受信しているビット誤り率の低いディジタル変調信号に基づいて、同一の伝送経路をビット誤り率の高いディジタル変調信号が伝送された場合のビット誤り率やビット誤りを擬似的に推定することである。つまり、ある変調方式の信号を受信している時に、他の変調方式の信号を受信した場合に想定されるビット誤り率やビット誤りを擬似的に推定する。
【００４０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１において、１０は全体として実施の形態１におけるビット誤り率算出装置を示し、直交復調部１１にＱＰＳＫ変調信号Ｄ１を入力する。直交復調部１１はＱＰＳＫ信号Ｄ１に対して直交復調処理、シンボル同期処理及び必要に応じて周波数や振幅、歪み等についての補正処理を施すことにより、各シンボルを直交ＩＱベクトル（ＩＱ平面上でＩ成分、Ｑ成分をもったベクトル）信号Ｄ２として出力する。ビット判定部１２は各受信シンボルの直交ＩＱベクトル信号Ｄ２に対して、その受信シンボルがＩＱ平面上のどの位置にあるかを検出することによりビット判定を行い、判定したビットデータ列Ｄ３を出力する。
【００４２】
またビット誤り率算出装置１０は直交ＩＱベクトル信号Ｄ２をビット誤り率推定部１３に送出する。ビット誤り率推定部１３は、受信したＱＰＳＫ変調信号Ｄ１の直交ＩＱベクトル列から、擬似的に１６値ＱＡＭ信号を受信した場合のビット誤り率を推定するようになされている。ビット誤り率推定部１３は直交ＩＱベクトル信号Ｄ２をしきい値判定誤りカウント部１４のしきい値判定部１４Ａに送出すると共にしきい値算出部１５の平均信号点振幅検出部１５Ａに送出する。
【００４３】
しきい値判定誤りカウント部１４は、ＱＰＳＫ変調信号の直交ＩＱベクトルの各成分の振幅値をしきい値判定することにより、擬似的に１６値ＱＡＭ信号における振幅ビットの誤り判定を行い、所定時間内のしきい値判定誤り数Ｎａとしきい値判定総数Ｎを出力する。しきい値算出部１５は、直交ＩＱベクトル列からしきい値判定の際に用いるしきい値ｔｈｓを算出する。
【００４４】
しきい値算出部１５は、直交ＩＱベクトル信号Ｄ２を平均信号点振幅検出部１５Ａに入力し、続くしきい値算出部１５Ｂにより平均信号点振幅に応じたしきい値を算出する。平均信号点振幅検出部１５Ａは順次入力されるＩＱベクトルのＩＱ平面上での平均振幅を検出する。因みに、ここでの平均振幅とは、ＩＱ平面上でのＩＱベクトルの長さではなく、Ｉ軸からの距離及びＱ軸からの距離を意味するものとする。
【００４５】
具体的に説明すると、直交ＩＱベクトル信号Ｄ２のベクトル列をＩＱ平面上にプロットすると、例えば図２のようになる。図２は、搬送波電力対雑音電力比が１７ｄＢの状況下でＱＰＳＫ変調信号を受信復調した際に得られる直交ＩＱベクトル列の一例である。平均信号点振幅検出部１５Ａは、図２に示すに示すような、ＩＱベクトルのＱ軸からの平均距離ａ（Ｉ軸からの平均距離も同様となる）を検出する。
【００４６】
しきい値算出部１５Ｂは、現在のＱＰＳＫ変調信号の受信電力と同電力で１６値ＱＡＭ信号を受信した場合における１６値ＱＡＭ信号のＩＱ平面上での理論上の信号点の分布状態と、平均信号点振幅検出部１５Ａで検出した平均信号点振幅ａとに基づいて、１６値ＱＡＭ信号に対する擬似的なしきい値を算出する。
【００４７】
具体的に説明すると、ＱＰＳＫ変調信号の４つの平均信号点ベクトルは（±ａ，±ａ)と表すことができる。このＱＰＳＫ変調信号と同一電力の１６値ＱＡＭ信号を受信する場合、１６値ＱＡＭ信号の信号振幅のＩ、Ｑ成分は、図３に示すように、±ａ／√５, ±３ａ／√５の４通りの値をとることになる。一般的にグレイ符号化されている１６値ＱＡＭでは、受信信号の各シンボル毎の直交ＩＱベクトルのＩ、Ｑ成分それぞれの符号の正負を判定することにより、１シンボルを表す４ビット中の２ビット分が判定され、振幅の大小を判定することにより残りの２ビット分が判定される。このうち、振幅判定の際のしきい値は、図３の点線で示すように、Ｉ＝±２ａ／√５、Ｑ＝±２ａ／√５となり、１６値ＱＡＭ信号におけるそれぞれの信号点からＩ軸、Ｑ軸ともにそれぞれａ／√５の距離に設定されることになる。
【００４８】
これを考慮して、しきい値算出部１５Ｂは、ＱＰＳＫ変調信号の４つの平均信号点ベクトル（±ａ，±ａ)からａ／√５の距離にしきい値を設定する。つまり、図４に示すように、Ｉ、Ｑ各成分のしきい値ｔｈｓ ｉ＝±（１−１／√５）ａ、ｔｈｓ ｑ＝±（１−１／√５）ａをしきい値として算出する。これらのしきい値は、しきい値判定誤りカウント部１４のしきい値判定部１４Ａに送出される。
【００４９】
しきい値判定部１４Ａは、直交ＩＱベクトル信号Ｄ２及びしきい値ｔｈｓを入力し、順次入力される直交ＩＱベクトルに対してしきい値ｔｈｓに基づくしきい値判定処理を行う。実際上、しきい値判定部１４Ａは、受信シンボルの直交ＩＱベクトルのＩ、Ｑ各成分がしきい値ｔｈｓ ｉ、ｔｈｓ ｑを下回っている場合、すなわち図３の網掛け領域内に存在している場合に、１６値ＱＡＭ信号において振幅判定ビット誤りが生じるものと擬似的に判定する。カウンタ１４Ｂはその誤り判定数Ｎａ及び判定総数Ｎをカウントする。
【００５０】
つまり、しきい値判定部１４Ａは、順次入力される各受信シンボルのベクトルｒｘ＝（ｒｉ，ｒｑ）に対し、以下の（１）式を満たしている場合にカウンタ１４Ｂの誤り判定数Ｎａをインクリメントし、（２）式を満たしている場合にさらにインクリメントする。この処理を所定の期間にわたって行う。
【００５１】
−ｔｈｓ ｉ＜ｒｉ＜ｔｈｓ ｉ        …………  （１）
−ｔｈｓ ｑ＜ｒｑ＜ｔｈｓ ｑ        …………  （２）
擬似ＢＥＲ算出部１６は、誤り判定数Ｎａ及び判定総数Ｎを用いて、１６値ＱＡＭ信号を受信した場合における振幅判定ビットの誤り率Ｐａを擬似的に以下の（３）式に示すように算出する。
【００５２】
Ｐａ＝Ｎａ／Ｎ                        …………  （３）
補正部１７は、擬似ＢＥＲ算出部１６で求めた振幅判定ビット誤り率Ｐａに対し統計に基づく補正処理を行うことにより、実際的なビット誤り率Ｐｅを求める。つまり、１６値ＱＡＭにおける振幅判定ビットビット誤り率Ｐａと符号判定ビットのビット誤り率Ｐｓ、さらに全体的なビット誤り率Ｐｅとの関係は、統計的に以下の（４）式、（５）式で表せることが知られている。（例えば斉藤洋一著「ディジタル無線通信の変復調」）
0004082661.tif 000002
したがって、（３）式と（５）式を用いることにより、以下の（６）式のように１６値ＱＡＭ信号を受信した場合の擬似的ビット誤り率Ｐｅが算出され、これが補正部１７から出力される。
【００５３】
Ｐｅ＝（３／４）×Ｎａ／Ｎ          …………  （６）
以上の構成において、ビット誤り率算出装置１０は、図５に示すような動作に従って、受信したＱＰＳＫ変調信号から、もしも１６値ＱＡＭ信号を受信した場合に生じるであろう擬似的なビット誤り率Ｐｅを算出する。
【００５４】
ビット誤り率算出装置１０は、ステップＳＴ０でビット誤り率算出処理を開始すると、ステップＳＴ１において、受信したＱＰＳＫ変調信号Ｄ１を直交復調することによりＱＰＳＫ変調信号Ｄ１のＩ、Ｑ成分を求める。
【００５５】
続くステップＳＴ２では、ＱＰＳＫ変調信号の複数シンボル分の平均信号点振幅ａを求め、ステップＳＴ３において、平均信号点振幅ａと、同一電力で受信された場合の１６値ＱＡＭ信号受信時の理論上の分布状態（図３）とに基づいて、ＩＱ平面上での１６値ＱＡＭ信号に対するしきい値ｔｈｓ ｉ、ｔｈｓ ｑを算出する。
【００５６】
次にビット誤り率算出装置１０は、ステップＳＴ４及びステップＳＴ６において、順次受信されるＱＰＳＫ変調信号の各シンボルのＩ成分及びＱ成分に対してしきい値判定処理を行う。すなわちステップＳＴ４において、ＱＰＳＫ復調信号のＩ成分ｒｉが−ｔｈｓ ｉより大きくｔｈｓ ｉより小さいか否かを判断し、肯定結果が得られた場合にはステップＳＴ５に移ってカウンタ１４Ｂの誤り判定数Ｎａをインクリメントし、否定結果が得られた場合にはステップＳＴ６に移る。
【００５７】
ステップＳＴ６では、ＱＰＳＫ復調信号のＱ成分ｒｑが−ｔｈｓ ｑより大きくｔｈｓ ｑより小さいか否かを判断し、肯定結果が得られた場合にはステップＳＴ７に移ってカウンタ１４Ｂの誤り判定数Ｎａをインクリメントし、否定結果が得られた場合にはステップＳＴ８に移る。このようにビット誤り率算出装置１０は、ＱＰＳＫ復調信号のＩ成分とＱ成分の両方が、図４に示す網掛け領域内に含まれるときには誤り判定数Ｎａを２回インクリメントする。これによりビット誤り率算出装置１０においては、ビット誤り率の可能性の非常に高い受信シンボルに対しては、その分を誤り判定数Ｎａに反映するようになされている。
【００５８】
ビット誤り率算出装置１０はステップＳＴ８に移ると、ここでカウンタ１４Ｂの判定総数Ｎをインクリメントし、ステップＳＴ９に移る。ステップＳＴ９では、ステップＳＴ４からステップＳＴ８での判定時間ｔを計算し、判定時間ｔが所定の設定時間Ｔに満たない場合には、ステップＳＴ４に戻ってステップＳＴ４からステップＳＴ８までの処理を繰り返す。やがて判定時間ｔが設定時間Ｔ以上になるとステップＳＴ９で肯定結果が得られ、ステップＳＴ１０に移る。
【００５９】
ビット誤り率算出装置１０はステップＳＴ１０において、これまでの処理で求めた誤り判定数Ｎａ及び判定総数Ｎを用いて１６値ＱＡＭ信号を受信した場合における振幅判定ビット誤り率Ｐａを算出する。次にビット誤り率算出装置１０はステップＳ１１において、振幅判定ビット誤り率Ｐａに対して統計的に基づく補正値を乗じることにより、１６値ＱＡＭ信号を受信した場合の擬似的なビット誤り率Ｐｅを算出した後、ステップＳＴ１２でビット誤り率算出処理動作を終了する。
【００６０】
かくしてビット誤り率算出装置１０においては、受信したＱＰＳＫ変調信号に基づいて、もしも１６値ＱＡＭ信号を受信した場合におけるビット誤り率を迅速かつ的確に求めることができる。
【００６１】
すなわち従来行われていた受信側でのＱＰＳＫ復調信号のビット誤り率検出に基づく、送信側でのＱＰＳＫ変調から１６値ＱＡＭ変調への切替えタイミングの判断は、ＱＰＳＫ復調信号のＩ成分及びＱ成分がＩ軸及びＱ軸を超えて隣の象限に移ったか否かを検出することでビット誤り率を検出し、ビット誤り率が所定値よりも低くなったときに、ＱＰＳＫ変調での送信から１６値ＱＡＭでの送信に切り替えるようになっている。しかし、ＱＰＳＫ変調方式はビット誤り率の低い変調方式なので、通信品質がある程度高い状況下では、Ｉ成分及びＱ成分がＩ軸及びＱ軸を越えて隣の象限に移ることはほとんどない。この結果、１６値ＱＡＭでの送信に適したビット誤り率になったか否かの判断に長時間を要する欠点がある。
【００６２】
これに対して、ビット誤り率算出装置１０では、ＱＰＳＫ復調信号のＩ成分及びＱ成分がＩ軸及びＱ軸を越えたか否かでビット誤り率を算出するのではなく、１６値ＱＡＭ信号のＩＱ平面上での分布位置とビット誤りが生じる場合の振幅とを考慮した新たなしきい値ｔｈｓ ｉ、ｔｈｓ ｑを求め、このしきい値ｔｈｓ ｉ、ｔｈｓ ｑにより順次受信されるＱＰＳＫ変調信号のＩ成分、Ｑ成分をしきい値判定することで１６値ＱＡＭ信号の擬似的ビット誤り率を求めるようにしたことにより、１６値ＱＡＭでの送信に適したビット誤り率になったか否かを迅速かつ的確に求めることができる。
【００６３】
このようにしてＱＰＳＫ変調信号の復調Ｉ成分、Ｑ成分から１６値ＱＡＭ信号の擬似的なビット誤り率Ｐｅを算出した結果をプロットすると、図６の○印に示す特性となり、実際に同じ受信電力環境下で１６値ＱＡＭ信号を受信した場合の受信ビット誤り率特性（点線）とほぼ一致することが確認できる。
【００６４】
かくして以上の構成によれば、受信したＱＰＳＫ変調信号を復調したときのＩ成分及びＱ成分の平均位置と、１６値ＱＡＭ信号の理論上のＩＱ平面上での分布位置とに基づいて、ＩＱ平面上でのしきい値ｔｈｓ ｉ、ｔｈｓ ｑを求め、このしきい値ｔｈｓ ｉ、ｔｈｓ ｑを使って、順次受信すＱＰＳＫ変調信号のＩ成分、Ｑ成分をしきい値判定することで１６値ＱＡＭ信号の擬似的なビット誤り率を求めるようにしたことにより、同一伝送路をＱＰＳＫ変調信号に替えて１６値ＱＡＭ信号を送信した場合のビット誤り率を迅速かつ的確に求めることができる。
【００６５】
この結果、送信側でＱＰＳＫ変調方式から１６値ＱＡＭ変調方式に変調方式を切り替える場合、切り替えによる伝送誤りを増やすことなくかつ迅速な切り替えを行うことができるようになる。
【００６６】
（実施の形態２）
この実施の形態では、ＱＰＳＫ変調信号の受信時に、同じ受信電力の状況下で６４値ＱＡＭ信号を受信した場合のビット誤り率を擬似的に算出する方法について説明する。図１との対応部分に同一符号を付して示す図７は、実施の形態２のビット誤り率算出装置２０の構成を示す。
【００６７】
ビット誤り率算出装置２０は、ビット誤り率推定部２３において、受信したＱＰＳＫ変調信号Ｄ１の直交ＩＱベクトル列から擬似的に６４値ＱＡＭ信号を受信した場合のビット誤り率を推定するようになされている。この際、しきい値算出部２５の平均信号点検出部２５Ａは順次入力されるＩＱベクトルのＩＱ平面上での平均振幅を検出する。しきい値算出部２５Ｂは、現在のＱＰＳＫ変調信号の受信電力と同一受信電力で６４値ＱＡＭ信号を受信した場合における６４値ＱＡＭ信号のＩＱ平面上での理論上の分布状態と、平均信号点振幅検出部２５Ａで検出した平均信号点振幅ａとに基づいて、６４値ＱＡＭ信号に対する擬似的なしきい値ｔｈｓを算出する。
【００６８】
しきい値判定誤りカウント部２４は、順次入力されるＱＰＳＫ変調信号の直交ＩＱベクトルの各成分の振幅値を、しきい値ｔｈｓを用いてしきい値判定することにより擬似的に６４値ＱＡＭ信号における振幅ビットの誤り判定を行い、所定時間内のしきい値判定誤り数Ｎａとしきい値判定総数Ｎを出力する。
【００６９】
擬似ＢＥＲ算出部２６は誤り判定数Ｎａ及び判定総数Ｎを用いて、６４値ＱＡＭ信号を受信した場合における振幅判定ビットの誤り率Ｐａを求める。補正部２７は、擬似ＢＥＲ算出部２６で求めた振幅判定ビット誤り率Ｐａに対し統計に基づく補正処理を行うことにより、実際的なビット誤り率Ｐｅを求める。
【００７０】
ビット誤り率推定部２３の処理を具体的に説明する。ここで実施の形態１と同様に、ＱＰＳＫ変調信号の４つの平均信号点ベクトルを（±ａ，±ａ）と表すこととし、このＱＰＳＫ信号と同一電力の６４値ＱＡＭ信号を受信する場合を想定する。この場合、６４値ＱＡＭ信号の信号振幅のＩ、Ｑ成分は、図８に示すように、±ａ／√２１，±３ａ／√２１，±５ａ／√２１，±７ａ／√２１の８通りの値をとることになる。従って、各々の信号点を識別するためのしきい値は、図８の点線で示すように、それぞれの信号点からａ／√２１の距離に設定する。
【００７１】
また、一般的にグレイ符号化されている６４値ＱＡＭでは、１シンボルを表す６ビットのデータ内容に応じて信号点が６４通りに配置されるが、６ビットそれぞれのビットに対応する複数の信号点間の平均距離は３通りに分けられ、これに応じて、各々のビット毎のビット誤り率も３通りに分けることができる。この３通りのビット誤り率をそれぞれＰｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３と表すことにすると、これらの関係は、以下の（７）式に示すような関係になる。
【００７２】
Ｐｅ１：Ｐｅ２：Ｐｅ３＝１：２：４          …………  （７）
このうち、最も誤り率の大きいＰｅ３は、６４値ＱＡＭの各信号点においてしきい値を越えて隣りの信号点領域に入ってしまう振幅判定誤り率Ｐａと以下の（８）式の関係にある。
【００７３】
Ｐｅ３＝（１／２）Ｐａ                      …………  （８）
そこで、しきい値算出部２５Ｂによって、信号点（±ａ，±ａ）からＩ軸、Ｑ軸それぞれの方向へａ／√２１の距離にしきい値を設定する。そしてしきい値判定部２４Ａは、順次受信されるＱＰＳＫ変調信号の各受信シンボルのＩ，Ｑ各成分がこのしきい値を超えた場合、すなわち図９の網掛け領域内に入った場合に、振幅判定誤りが生じていると擬似的に判定する。そしてカウンタ２４Ｂがこの振幅判定誤り数Ｎａ及び判定総数Ｎをカウントする。
【００７４】
擬似ＢＥＲ算出部２６では、振幅判定誤り数Ｎａと判定総数Ｎから、振幅判定誤り率Ｐａを以下の（９）式のように算出する。
【００７５】
Ｐａ＝Ｎａ／Ｎ                                …………    （９）
次に補正部１７が６４値ＱＡＭの全体的な受信ビット誤り率Ｐｅを、（７）式、（８）式、（９）式に基づいて以下の（１０）式のようにして算出する。
【００７６】
0004082661.tif 000003
このようにしてＱＰＳＫ変調信号の復調Ｉ成分、Ｑ成分から６４値ＱＡＭ信号の擬似的なビット誤り率Ｐｅを算出した結果をプロットすると、図６の△印に示す特性となり、実際に同じ受信電力環境下で６４値ＱＡＭ信号を受信した場合の受信ビット誤り率特性（一点鎖線）とほぼ一致することが確認できる。
【００７７】
かくして以上の構成によれば、受信したＱＰＳＫ変調信号を復調したときのＩ成分及びＱ成分の平均位置と、６４値ＱＡＭ信号の理論上のＩＱ平面上での分布位置とに基づいて、ＩＱ平面上でのしきい値を求め、このしきい値を使って、順次受信されるＱＰＳＫ変調信号のＩ成分、Ｑ成分をしきい値判定することで６４値ＱＡＭ信号の擬似的なビット誤り率を求めるようにしたことにより、同一伝送路をＱＰＳＫ変調信号に替えて６４値ＱＡＭ信号を送信した場合のビット誤り率を迅速かつ正確に求めることができる。
【００７８】
この結果、送信側でＱＰＳＫ変調方式から６４値ＱＡＭ変調方式に変調方式を切り替える場合、切り替えによる伝送誤りを増やすことなくかつ迅速な切り替えを行うことができるようになる。
【００７９】
（実施の形態３）
図１０は実施の形態３における通信システム１００の構成を示し、送受信局Ａ２００と送受信局Ｂ３００との間で、時分割複信（ＴＤＤ）方式により同一の周波数チャネルで双方向の無線通信を行うようになっている。この実施の形態の場合、送受信局Ａ２００は無線基地局を表し、送受信局Ｂ３００は移動端末を表すものとする。従って、送受信局Ａ２００から送受信局Ｂ３００への通信リンクはダウンリンク（下り回線）、逆方向の通信リンクはアップリンク（上り回線）となる。
【００８０】
通信システム１００は、ダウンリンクでは通信リンクの品質に応じて適応的に変調方式を切り替えると共に、アップリンクでは通信品質によらず固定の変調方式で通信するようになっている。これにより通信システム１００では、ダウンリンクの通信伝送容量を増大させることができるようになっている。
【００８１】
送受信局Ａ２００は実施の形態１で上述したビット誤り率算出装置１０を有する。送受信局Ａ２００は受信部２０１でＱＰＳＫ変調信号を受信すると、この信号に対してダウンコンバート処理や信号レベル調整処理等を施した後、ビット誤り率算出装置１０に送出する。
【００８２】
ビット誤り率算出装置１０は、上述したように受信したＱＰＳＫ変調信号Ｄ１から１６値ＱＡＭ信号の擬似的なビット誤り率を推定し、推定したビット誤り率Ｐｅを適応変調制御部２０２に送出する。適応変調制御部２０２は推定ビット誤り率Ｐｅに基づき、ダウンリンク送信に用いる変調方式を切り替えるための切替制御信号Ｓ１を形成し、これを適応変調送信部２０３に送出する。
【００８３】
実際上、適応変調制御部２０２は、推定ビット誤り率Ｐｅが所定値よりも小さいときには、変調方式を１６値ＱＡＭ変調方式に切り替えることを指示する切替制御信号Ｓ１を出力すると共に、推定ビット誤り率Ｐｅが所定値よりも大きいときには、変調方式をＱＰＳＫ変調方式に切り替えることを指示する切替制御信号Ｓ１を出力する。
【００８４】
適応変調送信部２０３は、ＱＰＳＫ変調処理又は１６値ＱＡＭ変調処理のどちらかを選択的に行うことができる構成となっており、切替制御信号Ｓ１に応じて適応的に変調方式を切り替える。この実施の形態の場合、ＱＰＳＫと１６値ＱＡＭとをバースト単位で切り替えながら変調送信するようになっている。
【００８５】
送受信局Ｂ３００の適応復調受信部３０１は、送受信局Ａ２００から送信されたＱＰＳＫ変調信号又は１６値ＱＡＭ信号を適応的に受信復調する。このため適応復調受信部３０１では、受信した信号がＱＰＳＫ変調信号であるか、又は１６値ＱＡＭ信号なのかを識別する必要がある。そこでこの実施の形態では、適応変調送信部２０３において予め送信バースト内に変調方式識別用のシンボルを挿入しておき、適応復調受信部３０１においてこのシンボルに基づいて復調方式を切り替えるようになっている。
【００８６】
変調送信部３０２はＱＰＳＫ変調方式によりアップリンクの送信信号を形成する。なおこの実施の形態の場合、ダウンリンクとアップリンクでは、同一の送信電力で送信するようになっている。
【００８７】
以上の構成において、通信システム１００は、ダウンリンク送信において通信品質に応じてＱＰＳＫ変調と１６値ＱＡＭ変調を適応的に切り替える。その際、通信システム１００は、アップリンクの通信品質に基づいてダウンリンクの通信品質を把握し、その状況に応じて変調方式を切り替える。
【００８８】
つまり、通信システム１００では、ＴＤＤ方式によりダウンリンクとアップリンクの周波数チャネルを同一としているため、アップリンクとダウンリンクの通信品質はほぼ同一と考えてよい。このため通信システム１００においては、送受信局Ａ２００において、アップリンク信号の受信品質を測定し、これを等価的にダウンリンクの通信品質として推定する。
【００８９】
さらに通信システム１００では、アップリンクの通信品質を測定するにあたって、ビット誤り率算出装置１０によって、受信したＱＰＳＫ変調信号から１６値ＱＡＭ信号の擬似的なビット誤り率Ｐｅを求める。
【００９０】
これにより、同一伝送路をＱＰＳＫ変調信号に替えて１６値ＱＡＭ信号を送信した場合のビット誤り率を迅速かつ正確に求めることができる。この結果、通信システム１００においては、ＱＰＳＫ変調方式と１６値ＱＡＭ変調方式とで変調方式を切り替える場合に、切替えによる伝送誤りを増やすことなくかつ迅速な切替えを行うことができることにより、通信品質を高品質に維持した状態で通信容量を増大させることができる。
【００９１】
かくして以上の構成によれば、ビット誤り率算出装置１０を設け、ビット誤り率算出装置１０によって受信したＱＰＳＫ変調信号から１６値ＱＡＭ信号の擬似的なビット誤り率Ｐｅを求め、当該ビット誤り率Ｐｅに応じて適応的に変調方式を切替えるようにしたことにより、通信品質が良く、通信容量の増大した通信システム１００を実現できる。
【００９２】
また時分割複信（ＴＤＤ）方式の通信システム１００において、擬似的ビット誤り率Ｐｅに基づく変調方式の切替え処理をしたことにより、送信環境と通信品質が同じ受信環境で擬似的ビット誤り率Ｐｅを求めることができるので、一段と伝送路環境に適合した変調方式の切替え処理を行うことができ、一段と通信品質を向上し得る。
【００９３】
（実施の形態４）
図１１は実施の形態４における通信システム４００の構成を示し、送受信局Ａ５００と送受信局Ｂ６００との間で、周波数分割複信（ＦＤＤ）方式により異なる周波数チャネルによる双方向の無線通信を行うようになっている。この実施の形態の場合、送受信局Ａ５００は無線基地局を表し、送受信局Ｂ６００は移動端末を表すものとする。従って、送受信局Ａ５００から送受信局Ｂ６００への通信リンクはダウンリンク（下り回線）、逆方向の通信リンクはアップリンク（上り回線）となる。
【００９４】
通信システム４００は、ダウンリンクでは通信リンクの品質に応じて適応的に変調方式を切り替えると共に、アップリンクでは通信品質によらず固定の変調方式で通信するようになっている。これにより通信システム４００では、ダウンリンクの通信伝送容量を増大させることができるようになっている。
【００９５】
送受信局Ｂ６００は実施の形態１で上述したビット誤り率算出装置１０を有する。送受信局Ｂ６００は、適応復調受信部６０１によって、受信したＱＰＳＫ変調信号又は１６値ＱＡＭ信号を復調する。この際、適応復調受信部６０１は、予め適応変調送信部５０３により送信バースト内に挿入された変調方式識別用のシンボルに基づいて復調方式を切り替えるようになっている。
【００９６】
適応復調受信部６０１は、受信信号が１６値ＱＡＭ信号であった場合には、復調信号をビット誤り率推定部６０２の１６値ＱＡＭビット誤り率推定部６０３に送出する。これに対して、受信信号がＱＰＳＫ変調信号であった場合には、復調信号をビット誤り率算出装置１０に送出する。
【００９７】
１６値ＱＡＭビット誤り率推定部６０３は、誤り訂正符号化処理が施され一旦適応復調受信部６０１により復号された受信信号を再度符号化し、この再度符号化したデータを受信符号化系列と比較することによりビット誤り率Ｒｅを推定する。そしてこれをビット誤り率報告値Ｒｅとして変調送信部６０４に送出する。
【００９８】
ビット誤り率算出装置１０は、上述したように受信したＱＰＳＫ変調信号から１６値ＱＡＭ信号の擬似的なビット誤り率Ｐｅを推定する。そしてこれを擬似的ビット誤り率報告値Ｐｅとして変調送信部６０４に送出する。
【００９９】
変調送信部６０４は例えばＱＰＳＫ変調によりアップリンク信号を変調し送信すると共に、ビット誤り率報告値Ｒｅ、Ｐｅを送信データ内に挿入して送信する。ビット誤り率報告値Ｒｅ、Ｐｅは、例えば送信バースト内の特定個所に挿入してもよく、また上位階層において送信データを構築する際に組み込むようにしてもよい。
【０１００】
送受信局Ａ５００の受信復調部５０１は送受信局Ｂ６００からのアップリンク信号を受信復調して受信データを得る。その際受信復調部５０１は受信データ内のビット誤り率報告値Ｒｅ、Ｐｅを抽出して適応変調制御部５０２に送出する。
【０１０１】
適応変調制御部５０２は、ビット誤り率報告値Ｒｅ、Ｐｅに基づき、ダウンリンク送信に用いる変調方式を切り替えるための切替制御信号Ｓ２を出力する。実際上、適応変調制御部５０２では、ビット誤り率報告値Ｒｅ、Ｐｅが所定の値よりも小さい場合には１６値ＱＡＭ変調方式を選択指示する切替制御信号Ｓ２を出力する。これに対してビット誤り率報告値Ｒｅ、Ｐｅが所定の値よりも大きい場合にはＱＰＳＫ変調方式を選択指示する切替制御信号Ｓ２を出力する。適応変調送信部５０３は、この切替制御信号Ｓ２に基づいて変調方式を切り替えて変調を行って送信する。
【０１０２】
ここで一般に、１６値ＱＡＭ信号のビット誤り率を求め、その値が所定値よりも大きくなったときに１６値ＱＡＭ変調からＱＰＳＫ変調に変調方式に切り替えることは比較的容易である。何故なら、１６値ＱＡＭ変調はＱＰＳＫ変調に対してビット誤り率が高い変調方式なので、ビット誤り率が所定値よりも高くなったことを検出してＱＰＳＫ変調に切り替えるという処理は、短時間で行うことができるからである。
【０１０３】
これに対して、ＱＰＳＫ変調信号のビット誤り率を求め、その値が所定値よりも小さくなったときにＱＰＳＫ変調から１６値ＱＡＭ変調に変調方式を切り替えることは、上述したように長時間を要する処理となってしまう。これを考慮して、通信システム４００ではビット誤り率算出装置１０を設けることにより、ＱＰＳＫ変調から１６値ＱＡＭ変調への変調方式の切り替えを迅速に行うことができるようになされている。
【０１０４】
かくして以上の構成によれば、適応変調送信を行う送受信局Ａ５００と通信する送受信局Ｂ６００に１６値ＱＡＭビット誤り率推定部６０３及びビット誤り率算出装置１０を設け、ビット誤り率報告値Ｒｅ、Ｐｅを送受信局Ａ５００に送信するようにしたことにより、迅速かつ的確に適応変調処理を行うことができる通信システム４００を実現し得る。
【０１０５】
（実施の形態５）
この実施の形態では、本発明による通信品質推定方法を、自動再送要求（ＡＲＱ:Automatic Repeat Request）を行う通信システムに適用することを提案する。
【０１０６】
（１）自動再送要求の説明
先ず、実施の形態の構成を説明する前に自動再送要求方式について説明する。自動再送要求方式は、受信側で受信したデータの誤りを検出する機能を設け、受信したデータに誤りの有無を示す送達確認信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号）を送信側へ返信し、この送達確認信号がＮＡＣＫ信号である場合、送信側でデータの再送信を行い、通信リンクの信頼性をより確実としている通信方式である。
【０１０７】
この自動再送方式は、データ送信の逆方向の通信であるリターンリンクにおいて最低限送達確認信号のみを送信することにより、リターンリンクのトラフィックが非常に少なくて済むので、データの送信方向の通信であるフォワードリンクに重点的にトラフィックを集中させる、いわゆる非対称なトラフィックの通信系に向いている。
【０１０８】
ここでＱＰＳＫと１６ＱＡＭの間で変調方式を適応的に切り替える適応通信方式を、ＡＲＱ方式が採用されている通信システムに適用する場合を想定する。アップリンク送信側において、ダウンリンクにおける通信品質の情報を送信するだけのトラフィック量が確保できない場合を想定し、ダウンリンク受信の際に、誤り検出を行った後直ちに送達確認信号の送出を求められているシステムを仮定する。
【０１０９】
ダウンリンク通信品質を表すパラメータとして、端末局から基地局への送達確認信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）の状況を用いることを考える。例えば１６値ＱＡＭで通信を行っている場合、基地局においてこの送達確認信号の状況を監視し、過去数バースト分の到達確認信号において、ＮＡＣＫの頻度が所定の比率よりも大きくなった場合、ダウンリンクの通信品質が劣化したと判断し変調方式を相対的に誤り耐性の強いＱＰＳＫへ切り替えることができる。
【０１１０】
ところが逆にＱＰＳＫから１６値ＱＡＭへの切り替えの判断を行う場合を考えると、ＱＰＳＫは誤り耐性が強いため、通信品質がある程度良好な状況下では、送達確認信号はＡＣＫ（誤りが生じない）状態が数バースト分にわたり続く状況が起こり得る。このような状況下で１６値ＱＡＭへ切り替えた場合に受信誤りが生じるか否かについては、ＱＰＳＫについての送達確認信号では伺い知ることができない。
【０１１１】
このように、適応変調及び自動再送要求を行う一般的な通信システムにおいては、ＱＰＳＫのようにビット誤り率が１６値ＱＡＭより相対的に低い変調方式から、１６値ＱＡＭのようにビット誤り率がＱＰＳＫより相対的に高い変調方式に切り替える場合、切り替える変調方式での適切な通信品質の情報を得ることができず、変調方式を切り替える適切な判断情報が得られない。
【０１１２】
（２）実施の形態５の構成、動作及び効果
そこでこの実施の形態では、適応変調及び自動再送要求を行う通信システムに、本発明による通信品質推定方法を適用することを提案する。
【０１１３】
図１２に、実施の形態５の通信システム９００の構成を示す。図１２の通信システム９００では、通信装置１０００が基地局装置、通信装置１１００が通信端末装置として、通信を行い、通信装置１０００から通信装置１１００に伝送する通信の変調方式を変更する例について説明する。以下、通信装置１０００から通信装置１１００への通信リンクをダウンリンク（下り回線）、逆方向の通信リンクはアップリンク（上り回線）として説明する。
【０１１４】
この実施の形態の通信システムでは、ダウンリンクにおいて、伝搬路環境の品質に応じて適応的に変調方式を切り替えることにより、ダウンリンクの通信伝送容量を増大させる構成となっている。この実施の形態では、一例として２種類の変調方式を適応的に切り替えることとし、それぞれの変調方式の平均信号転替距離ＤａとＤｂの間には、Ｄａ＞Ｄｂなる関係が成り立つものとする。この場合、双方の変調帯域が同じであるとすれば、一般的には変調方式Ｂの方が変調方式Ａよりも伝送速度が高速で、かつ所要Ｃ／Ｎ（同じビット誤り率を実現するために必要なＣ／Ｎ値）が大きい関係にある。以下では、具体的な例として変調方式ＡにＱＰＳＫ、変調方式Ｂに１６値ＱＡＭを想定する。
【０１１５】
図１２において、通信装置１０００は、無線受信部１００１と、適応変調制御器１００２と、符号化器１００３と、適応変調器１００４と、無線送信部１００５とから主に構成される。また、通信装置１１００は、無線受信部１１０１と、復調器１１０２と、ビット判定部１１０３と、誤り検出部１１０４と、無線送信部１１０５とから主に構成される。また、誤り検出部１１０４は、疑似誤り検出器１１０６と、誤り検出器１１０７と、検出結果出力部１１０８と、から主に構成される。
【０１１６】
ここで疑似誤り検出器１１０６は、実施の形態１のビット誤り率推定部１３が現在通信に使用している変調方式より誤り耐性の低い変調方式で伝送した場合の擬似的なビット誤り率を推定したのに対して、ビット誤り率ではなくビット誤りを推定する点が異なることを除いて、実施の形態１のビット誤り率推定部１３と同様の構成でなる。
【０１１７】
疑似誤り検出器１１０６は、図１３に示すように構成されている。すなわち、平均信号点振幅算出部１２０１が復調器１１０２（図１２）から順次入力される直交ＩＱベクトル情報用いてＩＱ平面上での平均振幅を検出し、平均振幅をしきい値算出部１２０２に出力する。ここで、平均振幅とは、実施の形態１の場合と同様に、ＩＱ平面上でのＩＱベクトルの長さではなく、Ｉ、Ｑ各ベクトル成分、すなわちＱ軸からの距離及びＩ軸からの距離を意味するものとする。
【０１１８】
しきい値算出部１２０２は、現在通信に使用している変調方式より誤り耐性の低い変調方式で伝送した場合に信号が正しく受信できる信号点の位置の範囲を平均振幅から算出し、誤り判定部１２０４に出力する。
【０１１９】
バッファ１２０３は、復調器１１０２から入力される直交ＩＱベクトルの情報を一時記憶し、誤り判定部１２０４に出力する。
【０１２０】
誤り判定部１２０４は、現在通信に使用している変調方式より誤り耐性の低い変調方式で伝送した場合に信号が正しく受信できる信号点の位置の範囲を、平均振幅から設定し、復調した受信信号のＩＱベクトルがこの範囲内にない場合、誤りが発生すると判断して、現在通信に使用している変調方式より誤り耐性の低い変調方式で伝送した場合の誤り判定を擬似的に行う。
【０１２１】
具体的には、誤り判定部１２０４は、ＱＰＳＫ変調信号の直交ＩＱベクトル情報のＩ、Ｑ各成分の振幅値がしきい値の範囲内にあるかないかを判定することにより、擬似的に１６値ＱＡＭ信号における（振幅ビット）の誤り判定を行う。
【０１２２】
この結果、図１３のような構成により、実施の形態１で説明したビット誤り率推定部１３と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
再び、図１２に戻ってこの実施の形態の通信システム９００について説明する。無線受信部１００１は、無線信号を受信し、無線信号を、増幅、周波数変替、及び復調し、得られた受信信号に含まれるＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を適応変調制御器１００２に出力する。ここで、ＡＣＫ信号は、伝送したデータが正しく受信されたことを示す信号であり、ＮＡＣＫ信号は、伝送したデータに誤りがあり、正しく受信できなかったことを示す信号である。例えば、無線受信部１００１は通信装置１１００から送信された１６値ＱＡＭの送達確認信号（ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号）を受信し、受信結果を適応変調制御器１００２に出力する。
【０１２４】
適応変調制御器１００２は、ＡＣＫ信号とＮＡＣＫ信号から変調方式を変更するか否か判断し、変調方式の変更の指示を符号化器１００３と適応変調器１００４に出力する。具体的には、適応変調制御器１００２は、ＡＣＫ信号とＮＡＣＫ信号の受信回数からＮＡＣＫ信号の頻度を算出し、ＮＡＣＫ信号の頻度から変調方式を変更するか否か判断する。
【０１２５】
例えば１６値ＱＡＭで変調してデータを送信した場合、適応変調制御器１００２は、過去１０バーストの間でＮＡＣＫの頻度が所定の回数を下回る場合、ダウンリンクの通信品質が良いと判断して１６値ＱＡＭ変調方式を選択する。また適応変調制御器１００２は、ＮＡＣＫの頻度が所定の回数以上となる場合には、ダウンリンクの通信品質が悪いと判断してＱＰＳＫ変調方式を選択する。
【０１２６】
符号化器１００３は、送信するデータを誤り検出符号化して適応変調器１００４に出力する。例えば、符号化器１００３は、送信するデータをＣＲＣ符号化する。そして、符号化器１００３は、適応変調制御器１００２から変調方式を変更する指示を受け取った場合、使用する変調方式で送信するデータのビット数に応じて符号化処理するデータのビット数を変更する。
【０１２７】
適応変調器１００４は、符号化器１００３において符号化されたデータを変調して無線送信部１００５に出力する。そして、適応変調器１００４は、適応変調制御器１００２から出力された変調方式の変更の指示に従って、データの変調方式を変更する。無線送信部１００５は、適応変調器１００４において変調されたデータを無線周波数に変替、及び増幅し、得られた無線信号を送信する。
【０１２８】
無線受信部１１０１は、無線信号を受信し、増幅、及びベースバンド周波数に変替して、得られた受信信号を復調器１１０２に出力する。
【０１２９】
復調器１１０２は、無線受信部１１０１から出力された受信信号を通信装置１０００において送信データを変調する際に使用した変調方式で復調する。復調処理で得られた受信信号のシンボルのＩＱベクトルは、１６値ＱＡＭで変調して伝送した場合の擬似的な通信品質を推定する疑似誤り検出器１１０６に出力される。また復調結果はビット判定部１１０３に出力される。ビット判定部１１０３は、復調器１１０２から出力された復調結果の硬判定を行い、硬判定結果を誤り検出器１１０７に出力する。
【０１３０】
誤り検出器１１０７は、例えばＣＲＣを用いた誤り検出処理により受信信号の誤り率を検出し、検出結果を検出結果出力部１１０８に出力する。これに対して、疑似誤り検出器１１０６は、復調器１１０２から出力された受信信号のシンボルのＩＱベクトルから、現在の受信状況下で切り替える可能性のある変調方式でデータを伝送した場合の受信時に誤りが発生するかどうかを推定し、推定した検出結果を検出結果出力部１１０８に出力する。
【０１３１】
具体的には、誤り検出部１１０４は、１６値ＱＡＭで変調された信号を受信するときには、誤り検出器１１０７によって、復調結果を用いて直接１６値ＱＡＭの誤りを検出する。これに対して、ＱＰＳＫで変調された信号を受信するときには、疑似誤り検出器１１０６によって、受信信号の信号点のＩＱベクトル情報を用いて、同じ受信状況下で仮に１６値ＱＡＭで伝送した場合に誤りが生じ得るかを擬似的に推定し、推定した結果を擬似誤り検出結果として出力する。
【０１３２】
検出結果出力部１１０８は、誤り耐性が低い変調方式で信号が伝送されている場合、誤り検出器１１０７における誤り検出結果を無線送信部１１０５に出力する。一方、検出結果出力部１１０８は、誤り耐性が高い変調方式で信号が伝送されている場合、疑似誤り検出器１１０６における擬似誤り検出結果を無線送信部１１０５に出力する。
【０１３３】
具体的には、検出結果出力部１１０８は、１６値ＱＡＭの場合には誤り検出器１１０７により得られた誤り検出結果を出力し、一方、ＱＰＳＫの場合には疑似誤り検出器１１０６により得られた擬似誤り検出結果を出力することにより、双方の場合ともに１６値ＱＡＭの誤り検出結果として出力する。
【０１３４】
無線送信部１１０５は、検出結果出力部１１０８から出力された誤り検出結果を変調、無線周波数に変換、及び増幅し、得られた無線信号を送信する。例えば、無線送信部１１０５は、１６値ＱＡＭ誤り検出結果に基づいて１６値ＱＡＭ変調方式の送達確認信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）をアップリンクで送信する。ここで、ＡＣＫは送達成功、ＮＡＣＫは送達失敗を表すものとする。
【０１３５】
次に、この実施の形態に係る通信システム９００の動作について説明する。
【０１３６】
先ず、通信装置１１００が、ＱＰＳＫ変調の信号を受信している場合について説明する。このとき、検出結果出力部１１０８からは疑似誤り検出器１１０６により得られた、１６値ＱＡＭについての疑似誤り検出結果が出力される。無線送信部１１０５では、この疑似誤り検出結果に基づいて、１６値ＱＡＭの信号についての擬似的なＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信する。
【０１３７】
通信装置１０００は、ＡＣＫ信号の頻度が所定値よりも高ければ、変調方式をＱＰＳＫ変調から１６値ＱＡＭに変更する。これに対して、ＮＡＣＫ信号の頻度が所定値よりも高ければ変調方式をＱＰＳＫ変調のままとする。
【０１３８】
次に、通信装置１１００が、１６値ＱＡＭの信号を受信しているばあいについて説明する。このとき、検出結果出力部１１０８からは誤り検出器１１０７により得られた、１６値ＱＡＭについての実際の誤り検出結果が出力される。無線送信部１１０５では、この実際の誤り検出結果に基づいて、１６値ＱＡＭの信号についてのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信する。
【０１３９】
通信装置１０００は、ＡＣＫ信号の頻度が所定値よりも高ければ、変調方式を１６値ＱＡＭのままとする。これに対して、ＮＡＣＫ信号の頻度が所定値よりも高ければ変調方式を１６値ＱＡＭからＱＰＳＫ変調に変更する。
【０１４０】
かくして、通信装置１０００の適応変調の変調方式をＱＰＳＫ変調から１６値ＱＡＭに切り替える前に、１６値ＱＡＭでの通信に適した通信環境になっているか否かの適切な情報を得ることができる。
【０１４１】
以上の構成によれば、適応変調及び自動再送要求を行う通信システムに、本発明による通信品質推定方法を適用し、通信に使用している変調方式よりビット誤り率が高い変調方式に切り替えた場合の擬似的な通信品質を通信相手に通知したことにより、通信に使用している変調方式よりビット誤り率が高い変調方式に切り替えた場合に受信したデータに誤りが発生するか否かを変調方式の切り替え前に判断することができる。この結果、切り替えによる伝送誤りを増やすことなく、適切な切り替え処理を行うことができるようになる。
【０１４２】
なお、ＱＰＳＫで信号を伝送しているときにＱＰＳＫで伝送された信号の復調結果自体の誤り検出および送達確認信号の送信をするか否かの動作については、特に限定されない。
【０１４３】
また送達確認信号をアップリンクで送信して自動再送要求（ＡＲＱ）を行う通信システムに適用する場合には、ＡＣＫ送信時に、通信に使用している変調方式における誤り検出結果と、切り替える予定の変調方式の擬似誤り検出結果の両方をそれぞれ送信してもよい。また誤り検出結果と擬似誤り検出結果の送信方法は特に限定されず、別々の通信経路で送信してもよく、また多重化して一つの通信経路で送信してもよい。またフレーム構成等は特に限定されるものではない。
【０１４４】
またこの実施の形態において、アップリンク送信に用いられる変調方式は特に限定されず、ＡＣＫ信号を送信する場合の通信の信頼性が十分に確保できる変調方式を用いることが好ましい。
【０１４５】
（実施の形態６）
この実施の形態では、実施の形態５における通信装置１０００、通信装置１１００間のダウンリンクにおいて適応変調による通信を行う際、通信するデータに誤り訂正符号化処理が施されているシステムについての好適な構成を提案する。
【０１４６】
図１４に、本発明の実施の形態６に係る通信システム１３００の構成を示す。但し、図１２と同一の構成となるものについては、図１２と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図１４の通信装置１４００は、誤り訂正符号化器１４０１を有し、誤り訂正符号化した送信データに適応変調を適用する点が図１２の通信装置１０００と異なる。
【０１４７】
また図１４の通信装置１５００は、誤り訂正復号化器１５０１と、誤り検出部１５０２とを有し、通信に使用している変調方式よりビット誤り率が高い変調方式に切り替えた場合に受信したデータに誤りが発生する頻度を計数し、この頻度が誤り訂正可能な範囲か否か判断する点が図１２の通信装置１１００と異なる。また誤り検出部１５０２は、擬似誤り検出器１５０３と、誤り検出器１１０７と、検出結果出力部１１０８と、から主に構成される。
【０１４８】
通信装置１４００において、符号化器１００３は、送信するデータを誤り検出符号化して誤り訂正符号化器１４０１に出力する。例えば、符号化器１００３は、送信するデータに対してＣＲＣ符号化を行う。そして、符号化器１００３は、適応変調制御器１００２から変調方式を変更する指示を受け取った場合、使用する変調方式で送信するデータのビット数に応じて符号化処理するデータのビット数を変更する。
【０１４９】
誤り訂正符号化器１４０１は、符号化器１００３において符号化されたデータに誤り訂正符号化を行い、適応変調器１００４に出力する。この誤り訂正符号化には、ブロック符号化や畳み込み符号化等を用いることができる。この実施の形態では、ブロック符号化の一つであるＢＣＨ（６３，５１）を一例として説明する。この符号化では、５１ビットの入力ビットブロック毎に１２ビットのパリティビットを付加し、６３ビットブロックとして出力することにより、復号時にブロック内における２ビットまでの誤りを訂正可能な符号である。
【０１５０】
一方、通信装置１５００の誤り訂正復号化器１５０１は、ビット判定部１１０３により得られた硬判定結果に誤り訂正復号を行い、復号結果を擬似誤り検出器１５０３と誤り検出器１１０７に出力する。この誤り訂正復号化は、通信装置１４００における誤り訂正符号化器１４０１で行われる符号化に対応した復号化処理であり、この実施の形態ではＢＣＨ（６３，５１）の復号化処理に相当する。すなわち、６３ビットの入力ビットブロック毎に誤り訂正復号化処理が施され、復号化された５１ビットブロックのデータを出力する。
【０１５１】
次に、この実施の形態の擬似誤り検出器１５０３の構成について説明する。図１５は、この実施の形態の擬似誤り検出器１５０３の構成を示し、図１３と同一の構成となるものについては、図１３と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。擬似誤り検出器１５０３は、誤り計数器１６０１と、擬似復号誤り検出器１１６０２とを有し、実際に受信した信号のシンボルの位置と、切り替える予定の変調方式におけるシンボルの分布とから切り替える予定の変調方式で通信を行った場合の誤りを擬似的に検出し、推定した誤りが誤り訂正復号により訂正可能か否か判定する点が図１３の擬似誤り検出器１１０６と異なる。
【０１５２】
この実施の形態では、通信装置１４００において送信データに対してまずＣＲＣ符号による誤り検出符号化が施された後ＢＣＨ（６３，５１）符号による誤り訂正符号化が施されている。このため、誤り訂正復号結果に対してＣＲＣ符号に基づく誤り検出処理を行い、誤り検出結果を得ることにより、ＢＣＨ符号による誤り訂正復号処理において訂正しきれずに残留した誤りが検出できる。
【０１５３】
誤り計数器１６０１は、誤り判定部１２０４において誤りと判定されたビットの数を、所定のビット区間単位で計数し、計数結果を出力する。この実施の形態では、所定のビット区間はＢＣＨ（６３，５１）符号の一符号化ブロックに相当する６３ビット区間とする。
【０１５４】
擬似復号誤り検出器１６０２は、誤り計数器１６０１からの計数値と、誤り訂正復号化器１５０１からの誤り訂正可能なビット数とを入力し、誤り計数器１６０１において計数された誤りビット数が所定のビット区間単位で誤り訂正可能であるか否か判定し、判定結果を出力する。
【０１５５】
具体的には例えば、計数された誤りビット数が誤り訂正復号化処理で誤り訂正可能なビット数以下である場合、擬似復号誤り検出器１６０２は、通信に使用している変調方式よりビット誤り率が高い変調方式に切り替えた場合に受信したデータに誤りが発生しないと判定する。これに対して、計数された誤りビット数が誤り訂正可能な数より大きい場合、擬似復号誤り検出器１６０２は、通信に使用している変調方式よりビット誤り率が高い変調方式に切り替えた場合に受信したデータに誤りが発生すると判定する。
【０１５６】
さらに具体的には、擬似復号誤り検出器１６０２は、誤り計数器１６０１において計数されたＢＣＨ符号ブロック毎の誤り判定ビット数が、ＢＣＨ（６３，５１）符号の誤り訂正可能なビット数に相当する２ビット以下である場合には、このブロックの誤りは訂正されると判定する。これに対して、計数された誤り判定されたビット数が２ビットを超える場合には、擬似復号誤り検出器１６０２は、このブロックの誤りは訂正しきれずに残留誤りが生じ得ると判定する。
【０１５７】
受信したフレームにおける全てのＢＣＨ復号に対する上記判断のうち、一ブロックでも残留誤りが生じ得る場合には、擬似復号誤り検出器１６０２は、このフレームに誤りが生じ得ると判断する。残留誤りが一ブロックも生じ得ない場合には、擬似復号誤り検出器１６０２は、フレームに誤りは生じ得ないと判断する。上記判断結果を擬似誤り検出結果として出力する。
【０１５８】
このように、この実施の形態の通信装置によれば、通信に使用している変調方式よりビット誤り率が高い変調方式に切り替えた場合に受信したデータに誤りが発生する頻度を計数し、この頻度が、誤り訂正可能な範囲か否か判断することにより、誤り訂正符号化を用いた通信においても、通信に使用している変調方式よりビット誤り率が高い変調方式に切り替えた場合に受信したデータに誤りが発生するか否かを変調方式の切り替え前に判断することができる。
【０１５９】
具体的には、この実施の形態の通信装置１５００によれば、ＱＰＳＫ変調信号を受信し、同一伝送路を１６値ＱＡＭで通信した場合に誤りが発生し得るか否かを推定する場合に、誤り訂正能力以上の誤りが発生し得るか否かを推定することにより、誤り訂正後の残留誤りを擬似的に検出できる。
【０１６０】
この結果、誤り訂正符号化を用いた通信システムにおいても、送信側でＱＰＳＫ変調方式から１６値ＱＡＭ変調方式に変調方式を切り替える場合、誤り訂正復号化後における誤り検出結果に基づいて切り替えることにより、切り替えによる伝送誤りを増やすことなく、適切な切り替えを行うことができる。
【０１６１】
なおこの実施の形態では、受信したフレーム内に複数のＢＣＨブロックが存在する場合を想定し、残留誤りの擬似検出の条件として、フレーム内に一ブロックでも擬似誤りが検出された場合に、残留誤りが生じ得ると判断することとしたが、これに限るものではなく、例えばシステムとしてＢＣＨブロック毎に残留誤りを検出し、ＢＣＨブロック単位でのブロック誤りの頻度を用いる構成としてもよい。
【０１６２】
（他の実施の形態）
なお上述した実施の形態においては、変調方式としてＱＰＳＫ変調信号の受信時に１６値ＱＡＭの通信品質を擬似的に推定する場合や、１６値ＱＡＭ変調信号の受信時に６４値ＱＡＭ変調信号の通信品質を擬似的に推定する場合について述べているが、本発明はこれに限らず、通信に使用している変調方式より誤り耐性の低い変調方式の通信品質を擬似的に推定する場合であれば、いずれにも適用できる。
【０１６３】
具体的には、通信に使用している変調方式の平均信号点間距離Ｄａと通信方式を擬似的に推定する対象の変調方式の平均信号点間距離Ｄｂとの間にＤａ＞Ｄｂの関係が成り立つ変調方式であれば、通信品質を擬似的に推定できる。
【０１６４】
例えば、実施の形態１において、通信中の変調方式に相当するＱＰＳＫ変調信号の代わりにＢＰＳＫ変調信号、π／４シフトＤＱＰＳＫ変調信号、ＭＳＫ変調信号、ＧＭＳＫ変調信号やＧＦＳＫ変調信号などの１６値ＱＡＭよりも信号点間距離の大きい変調信号を受信する場合にも適用することができる。また１６値ＱＡＭの代わりに、１６値以上の多値ＱＡＭや８値以上のＰＳＫ変調信号の通信品質を擬似的に推定する場合にも適用することができる。
【０１６５】
π／４シフトＤＱＰＳＫ変調信号や差動符号化されたＧＭＳＫ変調信号を受信する場合、受信信号を遅延検波することによりＱＰＳＫ変調信号と同様の直交ＩＱベクトルが得られるので、この直交ＩＱベクトルに対して上述した実施の形態と同様の処理を行うことにより、１６値ＱＡＭ信号を受信した場合の受信ビット誤り率やビット誤りを擬似的に推定することができる。この場合、遅延検波の誤り特性は同期検波によるものに比べて劣化する（具体的には所要Ｃ／Ｎで３ｄＢ程度）ことが知られているので、これに基づきＢＥＲ推定値を補正したり、ＮＡＣＫの頻度による切り替え制御の判断基準を補正するようにしてもよい。
【０１６６】
ここで伝送された伝送された１６値ＱＡＭの信号点位置に基づいて、６４値ＱＡＭで変調した信号を伝送した場合の擬似的な通信品質を推定する場合について、図１６、図１７及び図１８を用いて説明する。
【０１６７】
図１６に疑似誤り検出器１７００の構成を示す。疑似誤り検出器１７００は、図１３に示した疑似誤り検出器１１０６と比較すると、各ブロック内の処理が異なることを除いて同様の構成でなる。
【０１６８】
平均信号点振幅算出部１７０１は、復調器１１０２（図１２）から順次入力される直交ＩＱベクトル情報を用いて、受信した１６値ＱＡＭ信号のＩＱ平面上での平均振幅を検出し、平均振幅をしきい値算出部１７０２に出力する。例えば、平均信号点振幅算出部１７０１は、入力される１６値ＱＡＭの各信号点のベクトルに対して、Ｉ成分、Ｑ成分毎に絶対値の平均値を算出し、この平均値を平均振幅とする。
【０１６９】
しきい値算出部１７０２は、１６値ＱＡＭ変調信号受信時の受信電力と同一受信電力で６４値ＱＡＭ信号を受信した場合における６４値ＱＡＭ信号のＩＱ平面上での理論上の分布状態と、平均信号点振幅算出部１７０１で検出した平均信号点振幅ａとに基づいて、６４値ＱＡＭ信号に対する複数通りのしきい値ｔｈｓを算出する。
【０１７０】
バッファ１７０３は、復調器１１０２（図１２）から入力される直交ＩＱベクトルの情報を一時記憶し、誤り判定部１７０４に出力する。
【０１７１】
誤り判定部１７０４は、１６値ＱＡＭ変調信号の直交ＩＱベクトル情報のＩ、Ｑ各成分の振幅値がしきい値ｔｈｓの範囲内にあるかないかを判定することにより、擬似的に６４値ＱＡＭ信号における（振幅ビット）の誤り判定を行う。
【０１７２】
図１７は、１６値ＱＡＭ変調方式と６４値ＱＡＭ変調方式の信号点配置の一例を示す図である。図１７の例では、１６値ＱＡＭ信号と同一電力の６４値ＱＡＭ信号を受信する場合を想定して誤り検出を行う。図１７において、１６値ＱＡＭ変調信号の平均信号点振幅のベクトルを（ａ，ａ）とした場合、６４値ＱＡＭ信号の各信号点のＩ、Ｑ成分は、±ａ／√２１、±３ａ／√２１、±５ａ／√２１、±７ａ／√２１の８通りの値をとる。
【０１７３】
しきい値算出部１７０２は、図１８に示すように、１６値ＱＡＭ信号のそれぞれの信号点からａ／√２１の距離にあるａ／√５±ａ／√２１、３ａ／√５±ａ／√２１にしきい値を設定する。
【０１７４】
誤り判定部１７０４は、このしきい値を用いて、順次入力されるＩ、Ｑ各成分が１６値ＱＡＭの各信号点から、しきい値ｔｈｓで設定された範囲を超えた領域にある場合、すなわち図１８の領域ＡＲの中に入った場合に、振幅判定誤りが生じていると擬似的に判定し、擬似誤り検出結果として出力する。
【０１７５】
また上述した実施の形態では、受信した変調信号のＩＱベクトルを用いて擬似的なビット誤り率やビット誤りを求めたが、受信バースト内にパイロットシンボルやユニークワードシンボル区間が挿入されている場合には、ＱＰＳＫやＢＰＳＫの様なＰＳＫ系の変調信号の代わりに、この区間のベクトルを用いてもよい。
【０１７６】
また上述した実施の形態１においては、しきい値判定誤りの判定のためのしきい値として、ＱＰＳＫ変調信号の平均信号点振幅ａに対して±（１−１／√５）ａとなる値を用いたが、これはＱＰＳＫ信号と１６値ＱＡＭ信号とが同一電力で送信される、すなわち平均実効振幅を同一にして送信されるシステムを想定しているからである。従って、ＱＰＳＫ信号と１６値ＱＡＭ信号の場合とで送信電力が異なる場合には、これに限るものではなく、各々の送信電力の差が予め想定できていれば、この値をもとにしきい値を設定すればよいことは明らかである。例えば、図１９に示すように、ＱＰＳＫ信号の平均信号点振幅と１６値ＱＡＭ信号の最大信号点振幅を同一とする通信システム（○はＱＰＳＫの平均信号点振幅を示し、●は１６値ＱＡＭ信号の分布位置を示す）の場合には、前記しきい値を±（２／３）ａに設定すればよい。
【０１７７】
同様に、上述した実施の形態２においては、振幅判定誤りの判定のためのしきい値として、平均信号点振幅ａに対して±（１±１／√２１）ａとなる値を用いたが、これはＱＰＳＫ信号と６４値ＱＡＭ信号とが同一電力で送信される、すなわち平均実効振幅を同一にして送信されるシステムを想定しているからである。従って、ＱＰＳＫ信号と６４値ＱＡＭ信号の場合で送信電力が異なる場合には、これに限るものではなく、各々の送信電力の差が想定できれば、この値を元にしきい値を設定すればよいことは明らかである。
【０１７８】
また上述した実施の形態１においては、最終的な擬似的ビット誤り率Ｐｅを（６）式に基づいて算出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば擬似的ビット誤り率の概算値が求まればよいシステムにおいては、（３）式により求まるしきい値判定誤り率Ｐａを１６値ＱＡＭ信号の最終的な擬似的ビット誤り率として出力するようにしてもよい。
【０１７９】
また上述した実施の形態１においては、しきい値判定誤り率Ｐａを求めた後、この値に基づいて１６ＱＡＭの擬似的ビット誤り率Ｐｅを求める場合について述べたが、算出の順序はこれに限らず、最終的に（６）式と同じ結果が得られればよい。従って、例えばしきい値判定誤り数Ｎａから１６ＱＡＭ信号における全体的なビット誤り数Ｎｅを以下の（１１）式のように求めた後、（１２）式により１６ＱＡＭ信号のビット総数Ｎｂ（＝２×Ｎ＝４×Ｎsym)で除算するようにしてもよい。
【０１８０】
0004082661.tif 000004
また上述した実施の形態１においては、しきい値判定誤りの判定のためのしきい値を、ＱＰＳＫ変調信号の平均信号点振幅ａに対して±（１−１／√５）ａとなる値に設定し、受信シンボルのＩＱベクトルが（１）式もしくは（２）式の条件を満たす場合に振幅判定誤りが生じたものとしてカウンタをインクリメントする構成としたが、これに限るものではない。例えば、Ｉ軸方向、Ｑ軸方向各々の成分において、しきい値ｔｈｓ ｉ２、ｔｈｓ ｑ２として（１＋１／√５）ａとなる値をさらに設定し、受信シンボルのＩＱベクトルｒｘ＝（ｒｉ，ｒｑ）が以下の（１３）式もしくは（１４）式を満たす場合にも、それぞれしきい値判定誤りが生じたものとしてカウンタをインクリメントし、振幅判定ビット誤り率Ｐａ’を算出する構成としてもよい。この場合、ビット誤り率の補正のためには、（５）式の代わりに以下の（１５）式を用いればよい。
【０１８１】
ｒｉ  ＜−ｔｈｓ ｉ２    ｏｒ    ｔｈｓ ｉ２  ＜  ｒｉ………      （１３）
ｒｑ  ＜−ｔｈｓ ｑ２    ｏｒ    ｔｈｓ ｑ２  ＜  ｒｑ………      （１４）
Ｐｅ＝（３／８）×Ｐａ’                  ………      （１５）
同様に、上述した実施の形態２においては、しきい値判定誤りの判定のためのしきい値として、ＱＰＳＫ変調信号の平均信号点振幅ａに対して±（１±１／√２１）ａとなる２通りの値を設定し、受信シンボルのＩＱベクトルが図９における網掛け領域内に入った場合に振幅判定誤りが生じたものとしてカウンタをインクリメントする構成としたが、これに限るものではない。例えば、Ｉ軸方向、Ｑ軸方向各々の成分において、しきい値ｔｈｓ ｉ２、ｔｈｓ ｑ２を（１−１／√２１）のみに設定し、受信シンボルのＩＱベクトルｒｘ＝（ｒｉ，ｒｑ）が以下の（１６）式もしくは（１７）式を満たす場合に、それぞれしきい値判定誤りが生じたものとしてカウンタをインクリメントし、振幅判定ビット誤り率Ｐａ’’を算出する構成としてもよい。この場合、ビット誤り率の補正のためには、（１０）式の代わりに以下の（１８）式を用いればよい。
【０１８２】
−ｔｈｓ ｉ２＜ｒｉ＜ｔｈｓ ｉ２      …………    （１６）
−ｔｈｓ ｑ２＜ｒｑ＜ｔｈｓ ｑ２      …………    （１７）
Ｐｅ＝（７／１２）×Ｐａ’’        …………    （１８）
また上述した実施の形態では、疑似的なビット誤り率やビット誤りを求めるしきい値を、Ｉ軸及びＱ軸に平行に設定した場合について述べたが、本発明はこれに限らない。例えばしきい値の設定の仕方を、Ｉ，Ｑ軸に平行に設定するのではなく、図２０に示すように、原点を中心とした軸の回転方向において所定の位相条件に設定することもできる。このようにすれば、多値ＱＡＭばかりでなく多相ＰＳＫ変調信号の受信を想定した場合の擬似的なビット誤り率やビット誤りの推定も可能となる。因みに、図２０の○はＱＰＳＫ信号のシンボルを示し、●は８ＰＳＫ信号のシンボルを示す。この場合、図の点線で示す回転位置にしきい値を設定して、受信したＱＰＳＫ信号がこのしきい値を越えた率（又は越えたか否か）を算出することにより、８ＰＳＫ信号に対する擬似的ビット誤り率（又は擬似的誤り）を求めることができる。
【０１８３】
また上述した実施の形態では、通信品質として、擬似的なビット誤り率を算出する構成を一例として示したが、本発明はこれに限らず、例えばビット誤り率の代わりに所定のフレーム内にビット誤りが生じ得るかを擬似的に検出する構成としてもよい。
【０１８４】
また上述した実施の形態５の構成に対して、実施の形態６のように誤り訂正符号化を適用することも、容易に構成可能である。この場合、さらに厳密に言うと、６４値ＱＡＭにおける振幅判定ビット誤りの生じる確率Ｐａと６４値ＱＡＭの全体的なビット誤り確率Ｐｅの間には、実施の形態２で説明した式（１０）の関係が成り立つ。
【０１８５】
振幅判定誤り数が６個以下の場合には、６４ＱＡＭの全体でのビット誤り数は２未満となる可能性が高い。このため、６個の誤りまでは誤り訂正ブロック内への残留ビット誤りが生じ得ないと判断し、逆に６個を超える誤りの場合には残留ビット誤りが生じると判断する構成としてもよい。
【０１８６】
また上述した実施の形態５、６では、アップリンクによる送達確認信号が何らかの影響により通信装置１０００、１４００で受信失敗した場合については特に記述していないが、この場合、例えばＮＡＣＫを受信したのと同様の扱いをすることとしてもよいし、逆に送達の可否が不能として無視することとしてもよい。
【０１８７】
また誤り訂正符号化、復号化に用いる符号をＢＣＨ符号と仮定したが、これに限らず、他のブロック符号が適用可能であることは明白である。さらに畳み込み符号やターボ符号を用いる場合であっても、誤りの検出個数と検出位置に基づいて誤り訂正が可能か否かの推定が可能であれば、擬似誤り検出が可能となる。具体的には、例えば符号化の生成多項式と誤り発生位置のパターンから誤り訂正の可否があらかじめ推定できるので、この関係をテーブルとしてあらかじめ設けておけばよい。
【０１８８】
また上述した実施の形態３〜６では、ダウンリンクにおいて適応変調により通信を行う場合、通信装置１１００、１５００で受信復調する際に変調方式の識別を行うこととなるが、この方法については本発明において限定されるものではない。したがって、例えば通信するバースト内に変調方式識別用シンボルが挿入され、これを用いるような方法を採ってもよいし、あらかじめ定められた識別情報を用いずに、通信装置１１００、１５００が変調方式を自律的に識別する、いわゆるブラインド識別による方法を用いる構成としてもよい。
【０１８９】
また上述した実施の形態では、送受信機内に記載されている各構成以外の構成要素については、特に限定されるものではないため記載していない。例えば送信データのインタリーブ処理やバースト構成処理等については、装置内に存在してもよいし、存在しなくてもよい。
【０１９０】
また上述した実施の形態３〜６においては、ダウンリンクにおける適応変調で用いる変調方式をＱＰＳＫと１６値ＱＡＭとした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の変調方式を適用することができ、また２種類に限定せず、複数種類の変調方式を適応的に切り替える方式としてもよい。
【０１９１】
例えば、平均信号点間距離がＤｃである第３の変調方式Ｃを想定し、Ｄａ＞Ｄｂ＞Ｄｃという関係が成り立つ場合に、変調方式Ａ、Ｂ、Ｃの３種類の間で適応変調切り替えを行う場合についても適用できる。
【０１９２】
具体的には、変調方式ＡがＱＰＳＫ、変調方式Ｂが１６値ＱＡＭ、変調方式Ｃが６４値ＱＡＭである場合であれば、変調方式Ａの受信時には変調方式Ｂの擬似誤り検出を行い、変調方式Ｂの受信時には変調方式Ｃの擬似誤り検出を行う構成にすればよい。変調方式Ｃの受信時には、変調方式Ｃの誤り検出のみを行っておけばよく、誤り検出頻度が所定の頻度よりも高くなったときには変調方式Ｂへ切り替え制御すればよい。また、変調方式Ａもしくは変調方式Ｂの受信時にともに変調方式Ｃの擬似誤り検出を行う構成としてもよい。
【０１９３】
またダウンリンクとアップリンクで送信電力を同一と仮定したが、これに限らず、あらかじめ電力差が分かっていれば異なった送信電力としてもよい。その場合、推定された擬似的ビット誤り率と送信電力差の情報を基に、ダウンリンクでのビット誤り率を推定することは可能であるので、この値を基に選択すべき変調方式を選択すればよい。
【０１９４】
また上述した実施の形態６の構成において対象とする変調方式は１６値ＱＡＭに限るものではなく、他の変調方式へも適用可能である。例えば６４値ＱＡＭへ適用する場合、、６４値ＱＡＭにおける振幅判定ビット誤りの生じる確率Ｐａと６４値ＱＡＭの全体的なビット誤り確率Ｐｅの間には、（３）式の関係が成り立つ。
【０１９５】
振幅判定誤り数が６個以下の場合には、６４値ＱＡＭ全体でのビット誤り数は２未満となる可能性が高い。このため、６個の誤りまでは誤り訂正ブロック内への残留ビット誤りが生じ得ないと判断し、逆に６個を超える誤りの場合には残留ビット誤りが生じると判断する構成としてもよい。
【０１９６】
さらに上述の実施の形態６で示したような誤り訂正符号化を実施の形態１、２に示したような疑似ビット誤り率の推定の構成に含めてもよく、この場合、例えば上述のような処理で得られる残留ビット誤りのみをカウントして誤り訂正処理後のビット誤り率を擬似的に算出する構成とすればよい。
【０１９７】
さらに本発明は通信システムにおける多重方式や２次変調の方式に制限をうけるものではなく、１次変調に上記変調方式が用いられていれば適用可能である。例えば、１次変調としてＱＰＳＫ変調や多値ＱＡＭにより適応変調が施された後、２次変調としてスペクトラム拡散により符号分割多重が施されるシステムに対しても適用可能であり、また２次変調として周波数ホッピング処理が施されるシステムに対しても適用可能であり、さらに２次変調として直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing））方式が施されるシステムに対しても適用可能である。
【０１９８】
また上述した実施の形態では、本発明を無線通信に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光通信等にも適用でき、ディジタル変調処理を施してデータを伝送する装置に広く適用することができる。
【０１９９】
さらに上述した実施の形態においては、ビット誤り率算出装置１０により擬似的ビット誤り率を算出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらの構成要素をＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processing）等により処理する構成としてもよいことは言うまでもない。
【０２００】
また本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、本発明の通信品質推定方法を、ビット誤り率検出装置、擬似誤り検出装置及び通信装置により実現した場合について説明しているが、これに限られるものではなく、このビット誤り率検出装置、擬似誤り検出装置及び通信装置をソフトウェアとして行うことも可能である。
【０２０１】
例えば、本発明の通信品質推定方法を実行するプログラムを予めＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておき、そのプログラムをＣＰＵ（Central Processor Unit）によって動作させるようにしてもよい。
【０２０２】
また本発明の通信品質推定方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのＲＡＭ（Random Access memory）に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしてもよい。
【０２０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信した前記第１の変調方式のディジタル変調信号の信号点位置に基づいて、第１の変調方式と異なる第２変調方式で信号をディジタル変調して伝送した場合の通信品質を擬似的に推定するようにしたことにより、ビット誤り率が低い変調方式の伝送信号に基づいて、ビット誤り率が高い変調方式の信号を伝送した場合の通信品質を迅速かつ的確に求めることができる通信品質推定方法及び通信品質推定装置を実現できる。
【０２０４】
またこの通信品質推定方法及び通信品質推定装置を、適応変調を行う通信システムに適用したことにより、ビット誤り率が低い変調方式からビット誤り率の高い変調方式に変調方式を切り替える際に、適切な変調方式の切替えを行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるビット誤り率算出装置の構成を示すブロック図
【図２】ＱＰＳＫ信号受信時の直交ＩＱベクトルの分布を示す図
【図３】同一電力のＱＰＳＫ信号と１６値ＱＡＭ信号の信号点配置を示す図
【図４】実施の形態１でのＱＰＳＫ信号に対するしきい値の設定例を示す図
【図５】実施の形態１のビット誤り率算出装置の動作の説明に供するフローチャート
【図６】実施の形態１、２で求めた１６値ＱＡＭ及び６４値ＱＡＭの擬似的ビット誤り率と実際に同期検波による受信で得られたビット誤り率とを示す特性曲線図
【図７】実施の形態２のビット誤り率算出装置の構成を示すブロック図
【図８】同一電力のＱＰＳＫ信号と１６値ＱＡＭ信号の信号点配置を示す図
【図９】実施の形態２でのＱＰＳＫ信号に対するしきい値の設定例を示す図
【図１０】実施の形態３の通信システムの構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態４の通信システムの構成を示すブロック図
【図１２】実施の形態５の通信システムの構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態５の疑似誤り検出器の構成を示すブロック図
【図１４】実施の形態６の通信システムの構成を示すブロック図
【図１５】実施の形態６の疑似誤り検出器の構成を示すブロック図
【図１６】他の実施の形態の疑似誤り検出器の構成を示すブロック図
【図１７】１６値ＱＡＭ変調方式と６４値ＱＡＭ変調方式の信号点配置の一例を示す図
【図１８】１６値ＱＡＭ信号から６４値ＱＡＭ信号の擬似的誤りを検出するためのしきい値の説明に供する図
【図１９】他の実施の形態によるしきい値設定の説明に供する図
【図２０】他の実施の形態によるしきい値設定の説明に供する図
【図２１】従来のビット誤り率算出装置の構成を示すブロック図
【図２２】１６値ＱＡＭ及び６４値ＱＡＭのビット誤り率を示す特性曲線図
【図２３】ＱＰＳＫ変調信号のＩＱ平面上での分布状態を示す図
【符号の説明】
１０、２０  ビット誤り率算出装置
１３、２３  ビット誤り率推定部
１４、２４  しきい値判定誤りカウント部
１４Ａ、２４Ａ  しきい値判定部
１４Ｂ、２４Ｂ  カウンタ
１５、２５  しきい値算出部
１５Ａ、２５Ａ、１２０１、１７０１  平均信号点振幅検出部
１５Ｂ、２５Ｂ、１２０２、１７０２  しきい値算出部
１６、２６  擬似ＢＥＲ算出部
１７、２７  補正部
１００、４００、９００、１３００  通信システム
１１０４、１５０２  疑似誤り検出部
１１０６、１５０３、１７００  疑似誤り検出器
１２０３、１７０３  バッファ
１２０４、１７０４  誤り判定部
１５０１  誤り訂正復号化器
１６０１  誤り計数器
１６０２  疑似復号誤り検出器
Ｄ１  ＱＰＳＫ変調信号
Ｄ２  直交ＩＱベクトル信号
Ｎａ  誤り判定数
Ｎ  判定総数
Ｐａ  振幅判定ビット誤り率
Ｐｅ  擬似的ビット誤り率
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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