CN101185302A - 接收质量估计装置、无线通信系统和接收质量估计方法 - Google Patents

Abstract

不切换用于通信的通信方式，也能够虚拟地估计在通过不同的通信方式进行通信时的通信质量的接收质量估计装置、无线通信系统和接收质量估计方法。无线通信装置(100)具备接收处理单元(110)、虚拟解码后差错估计单元(120)和高层处理单元(130)，使用由解调处理单元(111)从接收信号(150)中获得的、在当前的调制方式的情况下的各个码元的正交向量数据串(152)，虚拟地生成在以调制阶数高于当前的调制阶数的第二通信方式进行信号点配置时能获得的似然度量值(155)，并通过虚拟解码处理单元(122)使用它而虚拟地进行纠错解码，然后对获得的虚拟解码结果(156)进行差错检测处理。

Description

接收质量估计装置、无线通信系统和接收质量估计方法

技术领域

本发明涉及接收质量估计装置、无线通信系统和接收质量估计方法，该接收质量估计装置和接收质量估计方法例如适合于采用纠错编码和自适应调制控制的无线通信系统。

背景技术

近年来，在无线通信系统领域中，对自适应通信方式的研究不断发展，它是根据在无线通信链路中的通信质量，自适应地切换调制方式和编码方式的通信方式。例如，非专利文献1记载着使用自适应调制切换的通信方法，它是自适应调制方式的一个例子。作为切换调制方式和编码方式的判断因素，一般采用所测定的通信链路中的通信质量。

有一种方法，估计所接收的比特数据串中的比特差错率(BER：Bit ErrorRate)，并将其用为表示通信质量的指标，作为一个例子，如专利文献1中所示，已公开如下方法，即，预先对发送数据系列进行纠错编码，在接收时，进行纠错解码后再次进行编码，然后比较该再编码数据串和接收信号系列，通过对不同数据串的数目进行计数而求出的方法。

图11是表示以往的比特差错率估计装置的结构的图，是测定通信质量的装置的一个例子。

在图11中，比特差错率计算装置10包括解调处理单元11、解码处理单元12、存储单元13、再编码单元14以及比特差错率计算单元15而被构成。在使用这种以往的比特差错率计算装置10的通信系统中，预先对发送数据进行规定的纠错编码，然后调制发送，作为接收信号1输入到比特差错率计算装置10。并且使用卷积编码作为规定的纠错编码的一个例子。

对接收信号1，在解调处理单元11中进行与规定的调制方式对应的解调处理，并输出解调结果。这里假设作为解调结果而输出每个比特的软判定值2a和硬判定值2b。将每个比特的软判定值2a提供给解码处理单元12，通过例如维特比解码那样的最大似然解码处理而进行纠错处理，然后输出解码后的比特数据串3。另一方面，将硬判定值2b提供给存储单元，暂时存储。将从解码处理单元12输出的比特数据串3提供给再编码单元14，进行与发送端相同的卷积编码后，输出再次编码的数据串5。在比特差错率计算单元15中，在存储单元13中暂时存储的被读出的硬判定数据串4和再次编码的数据串5之间，以比特为单位进行是否相同的比较，不相同的比特被认为产生了比特差错而被计数，最后输出比特差错率的计算结果6。

(非专利文献1)

<移动通信>，笹岡秀一編著，(オ一ム社，P.103-126)

(专利文献1)

特开昭61-135234号公报

发明内容

本发明需要解决的问题

然而，前述的如图11所示的以往的比特差错率估计装置只能估计已接收的比特数据的解码前的比特差错率，即所谓的Raw Bit Error Rate，而无法检测纠错解码后残留的比特差错。在自适应调制控制中，在通过纠错编码能够防止解码后的比特差错的范围内，尽可能提高调制阶数和编码率以使传输速度高速化，则更可期待通信的效率化。然而，由上述结构甚至无法估计纠错解码后残留的比特差错的状况。

作为检测纠错解码后残留的比特差错的方法，例如有作为在HDLC(HighLevel Data Link Control)的步骤中检测帧差错的普通方法而众所周知的以下方法：通过在发送时的纠错编码处理的前级，附加如CRC(Cyclic RedundancyCheck)码那样的差错检测码，并在接收时的纠错解码处理的后级，使用CRC码进行差错检测处理，从而检测纠错解码后残留的比特差错的方法。但是，在基于通过CRC码的残留差错检测结果来进行自适应调制控制时，还有如下的问题。也就是说，即使通过CRC码的差错检测未检测出残留比特差错，也在同样的通信链路质量的情况下提高调制方式的调制阶数或编码率等以使传输速度高速化时，通信质量不一定能良好到可无差错地进行通信，而对此无法确切地判断。另外，不限于自适应地控制调制方式的情况，还在自适应地变更纠错编码的编码率的情况下，或者在空时复用方式中提高复用度的情况下，也会产生同样的问题。

鉴于上述的问题，本发明的目的是，提供接收质量估计装置、无线通信系统和接收质量估计方法，它通过使用当前接收的调制方式、编码率或空时复用方式的接收信号，虚拟地估计在与当前相同的通信链路的情况下提高用于通信的调制方式或空时复用的复用度，或者变更编码率时，解码处理后是否产生残留比特差错，从而能够确切地判断是否为可以提高调制阶数或编码率而进行通信的状况。

解决问题的方案

本发明的接收质量估计装置所采用的结构包括：接收单元，接收以第一通信方式传输的信号；生成单元，基于接收到的所述第一通信方式的接收解调结果来生成特征量，所述特征量相当于在以与所述第一通信方式不同的第二通信方式传输信号时所获得的解调结果；以及估计单元，基于所述特征量虚拟地估计在以所述第二通信方式接收、解调并纠错解码后是否产生残留比特差错。

另外，本发明是包括上述接收质量估计装置的无线通信系统。

本发明的接收质量估计方法包括：接收步骤，接收以第一通信方式传输的信号；生成步骤，基于接收到的所述第一通信方式的接收解调结果来生成特征量，所述特征量相当于在以与所述第一通信方式不同的第二通信方式传输信号时所获得的解调结果；以及估计步骤，基于所述特征量虚拟地估计在以所述第二通信方式接收、解调并纠错解码后是否产生残留比特差错。

本发明的有益效果

根据本发明，能够不变更通信本身的方式也使用第一通信方式的接收信号，虚拟地估计在相同的通信链路情况下，通过与所述第一通信方式相比，调制阶数大，编码率不同，或者空时复用的复用度大的第二通信方式进行通信的情况下，纠错解码后是否会产生比特差错。而且，能够基于所述估计结果而确切地判断在当前的通信链路的情况下，第二通信方式下的通信是否有效。其结果，因为能够从以第一通信方式传输的信号虚拟地估计在以第二通信方式传输时的通信质量，所以即使实际上未以第二通信方式传输信号，也可以事先预测该通信方式的通信质量，从而能够确切地判断是否为可以提高调制阶数或编码率来进行通信的状况。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的无线通信装置的结构的方框图。

图2是表示上述实施方式1的无线通信装置的在QPSK调制方式的IQ平面上的信号点配置的一个例子的图。

图3是表示上述实施方式1的无线通信装置的接收到的QPSK调制信号的接收信号向量的一个例子的图。

图4是表示上述实施方式1的无线通信装置在从软判定值求软判定似然值时的一个例子的图。

图5是表示在将上述实施方式1的无线通信装置的调制方式从QPSK变更为16值QAM时所预测的16值QAM的信号点配置的图。

图6是表示上述的实施方式1的无线通信装置在计算虚拟软判定似然值时的一个例子的图。

图7是表示本发明实施方式2的无线通信装置的结构的方框图。

图8是表示上述实施方式2的无线通信装置的另外一个结构例的图。

图9是表示本发明实施方式3的无线通信装置的结构的方框图。

图10是表示上述实施方式3的无线通信装置的通信方式变更请求控制单元中，基于所输入的虚拟残留比特差错检测结果的通信方式变更的判断内容的一个例子的图。

图11是表示以往的比特差错率估计装置的结构的图。

具体实施方式

本发明的要点是，基于正在接收的第一通信方式的信号，虚拟地估计在相同的无线传输路径环境下，通过调制阶数或空时复用的复用度较高的、或者编码率不同的第二通信方法传输信号时的纠错解码后的残留比特差错和其产生率。而且，根据上述的虚拟估计的纠错解码后的差错情况，自适应地控制通信方式。

下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

在本实施方式中，说明以下情况下的实施方式，即，作为调制阶数较低的第一通信方式的一个例子，使用QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)调制方式，虚拟的估计在相同的传输路径上，通过作为调制阶数较高的第二通信方式的一个例子，即16值QAM(Quadrature Amplitude Modulation)进行传输时的纠错解码后的残留比特差错和其产生率的情况。另外，假设双方在纠错编码中都采用编码率和生成多项式相同的卷积编码。作为一个例子，假设编码率R为R＝1/2的情况。另外，假设对发送数据附加CRC码作为用于检测差错的代码。

图1是表示本发明实施方式1的无线通信装置的结构的方框图。本实施方式的接收质量估计装置是，适用于自适应地控制通信方式的无线通信系统中的无线通信装置的例子。

在图1中，无线通信装置100是用于与其它无线通信装置之间进行无线通信的装置。这里提取并示出构成装置的要素中进行接收处理的部分。

无线通信装置100包括接收处理单元110、虚拟解码后差错估计单元120和高层处理单元130而被构成。无线通信装置100是否包括发送处理单元，不对本实施方式造成影响而不受限定。

接收处理单元110包括解调处理单元111、解码处理单元112和解码后比特差错检测单元113而被构成，输入无线通信装置100所接收的、进行了卷积编码(convolutional code)和QPSK调制的信号，对它进行规定的解调和纠错解码处理，然后输出获得的接收数据串。这里，假设在卷积编码中作为一个例子采用编码率R＝1/2、约束长度K＝7的卷积编码，在QPSK调制中，作为一个例子在正交平面上进行如图2所示的信号点配置。图2是表示QPSK调制方式的IQ平面上的信号点配置的一个例子的图。

另外，假设输入的接收信号150为，在无线通信装置100中预先进行规定的变频、放大、频率选择滤波、正交变换和模拟/数字转换后，作为正交基带数字信号而被输入。

解调处理单元111使用输入的数字值的正交基带信号，进行基于QPSK调制方式的规定的解调处理，将各个接收比特的软判定结果作为接收软判定值串151而输出，并且，另外输出解调时所使用的各个接收码元的正交向量数据152。所输出的软判定值和正交向量数据的定义将后述。

解码处理单元112将使用输入的接收软判定值串151，进行与规定的纠错编码方式对应的解码处理而获得的解码处理后的数据串作为接收数据串153而输出。在本实施方式中，假设作为似然值使用输入的各个比特的软判定值而进行维特比解码(Viterbi decoding)处理。

解码后比特差错检测单元113输入接收数据串153，检测在上述接收数据串中是否残留比特差错，并输出检测结果。在本实施方式中，因为假设了在数据的发送时已对发送数据附加CRC校验码，所以通过使用上述接收数据串151中的数据部分和CRC校验码的部分而进行差错检测处理，从而检测在纠错解码后的接收数据串中是否产生了残留比特差错，然后输出差错检测结果154。

虚拟解码后差错估计单元120包括虚拟似然生成单元121、虚拟解码处理单元122和虚拟残留比特差错估计单元123而被构成。使用输入的接收信号的正交向量，虚拟地生成相当于假如不以QPSK调制方式而以16值QAM发送信号的情况下的每个比特的似然值，并使用所生成的似然值信息进行虚拟的纠错解码，然后使用所获得的解码结果虚拟地估计在纠错解码后是否产生残留比特差错，并输出估计结果。

虚拟似然生成单元121输入从解调处理单元111输出的QPSK调制方式的每个码元的接收正交向量152，虚拟地生成相当于信号不以QPSK调制方式而以16值QAM被发送的情况下的每个比特的似然值，并作为虚拟似然值串155输出。虚拟似然值的详细生成方法将后述。

虚拟解码处理单元122使用输入的虚拟似然值串155，进行与解码处理单元112相同的维特比解码处理，将获得的纠错解码结果作为虚拟接收数据串156而输出。基本的结构和动作与解码处理单元112相同。

虚拟残留比特差错估计单元123使用输入的虚拟接收数据串156，检测在所述数据串中是否残留比特差错，并输出检测结果157。在本实施方式中，例如可以使用解码后比特差错检测单元124而构成。

解码后比特差错检测单元124使用输入的虚拟接收数据串156，检测在所述数据串中是否残留比特差错，并输出检测结果。基本的结构和动作与解码后比特差错检测单元113相同。

高层处理单元130使用在接收处理单元110进行接收处理而获得的接收数据串153、解码后比特差错的检测结果154以及由虚拟解码后差错估计单元120获得的虚拟残留比特差错检测结果157，进行在高层中的规定的处理。在高层中的处理包括，例如基于IP(因特网协议)的数据传输处理、有关在应用层中的活动图像等内容数据的转发的处理等各种各式的处理，但在这里，将在后面记述与本发明有关的部分，而省略其它部分。

下面，说明如上构成的无线通信装置100的动作。

首先说明使用接收到的QPSK调制方式的信号，虚拟地估计在相同的传输路径上利用16值QAM进行传输的情况下的纠错解码后的残留比特差错的动作。

在接收处理单元110中，将输入的数字正交基带信号150提供给解调处理单元111，然后进行规定的解调处理。在进行解调处理时，对接收信号进行有关频率和定时的同步处理，并且根据需要对接收信号所受到的相位和振幅分量的失真进行校正处理。对于这些，通过使用以往公知的各种方法，进行同步和校正处理，并将绝对相位分量和振幅分量归一化，能够以在图3中以○符号所示的位置为基准，获得分布的正交向量串。

图3是表示所接收的QPSK调制信号在IQ正交平面上的接收信号向量的一个例子的图。可在接收调制后获得的每个码元的正交向量因为受到接收时的噪声的影响，所以具有从理想的信号点分散的分布。在解调处理单元111中，使用该获得的正交向量值，生成各个接收码元的软判定值，并将其作为接收软判定值c串151而输出。软判定值的定义方法有各种各样，这里，以作为某个接收码元的正交向量获得图3的◇符号所示的向量的情况作为例子进行说明。此时，接收码元为“10”，以本来的信号点向量(+1.0，-1.0)为基准，重叠噪声分量的向量(-0.7，+0.2)的概率最高。从该接收码元获得的两个比特中，I路分量上所分配的软判定值被表示为+0.3，Q路分量上所分配的软判定值被表示为-0.8。

在解码处理单元112中，使用通过上述方式从解调处理单元111提供的软判定值串151，进行规定的纠错解码处理。在本实施方式中，作为纠错编码进行了编码率R＝1/2、约束长度K＝7的卷积编码，作为与所述编码对应的最大似然解码处理，进行软判定维特比解码处理。在进行解码处理时，基于从解调处理单元111提供的接收信号的每个码元的软判定值，生成各个比特的似然度量值。关于似然度量值的计算方法，已公开了可采用的各种方法，但在这里，作为一个例子说明以下方法，也就是说，计算距理想的信号点的欧几理德距离的平方，将其作为似然度量值的方法。例如，在获得如图3的◇符号所示的接收码元向量时，从该向量获得的基于欧几理德距离的平方的似然度量值是，参考图4通过如下的方法来求。

图4是表示从软判定值求软判定似然值时的一个例子的图。在图4中，在I轴方向上所分配的比特为“0”时的似然度量值m0，以及为“1”时的似然度量值m1，分别通过如式(1)和式(2)所示的方式来计算。

m0＝d0^2＝(-1.0-0.3)^2＝1.69    ...(1)

m0＝d0^2＝(-1.0-0.3)^2＝0.49    ...(2)

上述的记号“^”表示乘幂(这里为二乘)运算。另外，在Q路方向上所分配的比特为“0”时的似然度量值m0，以及为“1”时的似然度量值m1，分别可以通过如下面的式(3)和式(4)所示的方式来求。

m0＝d0^2＝(-1.0-(-0.8)^2＝0.04    ...(3)

m1＝d0^2＝(-1.0-(-0.8)^2＝3.24    ...(4)

如上所述，在作为似然度量值使用接收码元的位置与理想的信号点的位置之间的欧几理德距离的平方时，接收码元的正交向量距理想的信号点的距离越大，似然度量值越大，这意味着似然变低。

这样，通过使用对各个码元计算的似然度量值，选择在格状(trellis)图上累计度量值为最小的路径，从而能够等效地获得最大似然解码结果。获得的解码结果作为接收数据串153从解码处理单元112输出。

在本实施方式中，假设在所述接收数据串153中附加发送数据部分和与此对应的CRC校验码而发送。

解码后比特差错检测单元113通过使用输入的接收数据串153来进行基于规定的CRC码的差错检测处理，从而检测所述数据串中是否残留比特差错，并输出检测结果154。

图5是表示在将调制方式从QPSK变更为16值QAM时可预测的16值QAM的信号点配置的一个例子图。这里，假设以与图2所示的QPSK调制相同的功率进行16值QAM的调制的情况。

图5表示发送数据为(b0，b1，b2，b3)＝(1，0，0，1)，并且重叠如前述的例子那样，噪声分量向量相当于(-0.7，+0.2)的向量的噪声的情况。也就是说，在如图3所示的情况下，在QPSK调制方式时向量未超过信号点间距离，因此不产生接收比特差错，但是在以如图5所示的16值QAM进行通信时，如果重叠同样的接收噪声分量，则噪声分量的向量的大小超过在16值QAM时的信号点间距离d_16QAM的1/2，一部分比特会产生接收差错。

此时，虽然噪声分量向量为相同，但进行软判定时当然获得与QPSK的情况不同的软判定结果，也对维特比解码后的纠错性能造成影响。本发明利用这一点来虚拟地检测16值QAM时的纠错解码后的残留比特差错。下面说明在虚拟解码后差错估计单元120中的相应处理。

在虚拟解码后差错估计单元120中，如上所述，在使用以QPSK调制方式接收的信号，虚拟地生成在与当前相同的接收质量的情况下，假如使用16值QAM进行通信时被预测为能获得的软判定值，以及从该软判定值求出的似然值的基础上，使用该似然值虚拟地估计在实际上进行相当于16值QAM的传输的维特比解码时，是否可能产生解码后差错。

在虚拟似然生成单元121中，使用从解调处理单元111提供的解调时所使用的正交向量数据152，虚拟地生成与假如以16值QAM进行传输时能获得的似然相当的值。具体而言，在获得如图3所示的以QPSK调制方式接收的(+0.3，-0.8)的接收码元向量时，使用16值QAM的信号点间隔来生成如图6所示的I分量和Q分量各自的似然值。也就是说，使用16值QAM的信号点间隔来计算以QPSK接收的信号的似然值。

图6是表示使用以QPSK调制方式接收的信号来计算预测以16值QAM调制方式能获得的虚拟软判定似然值的一个例子的图。如图6所示，在I分量中，QPSK的接收码元“+0.3”为正数，因此对于d₁可以基于相当于QPSK的[1]的信号点的+1.0开始的距离来求欧几理德距离的平方。对于d₀，因为将调制方式虚拟地置换为16值QAM，所以可求从+1.0的点远离d_16QAM的距离的位置开始的欧几理德距离的平方。在Q分量中，QPSK的接收码元“-0.8”为负数，因此对于d₀，可以基于相当于QPSK的[0]的信号点的-0.1开始的距离来求欧几理德距离的平方，而对于d₁，因为将调制方式虚拟地置换为16值QAM，所以可求从-1.0的点远离d_16QAM的距离的位置开始的欧几理德距离的平方。

由此获得似然值，该似然值与如图4所示的基于原来的QPSK调制的信号点配置获得的似然值不同。尤其在本例中，在I分量一方的似然值中，“0”的数据的似然值小于“1”的数据的似然值，也就是说，对“0”的数据获得了较高的似然度。这虚拟地表现如下情况，即，在相同的无线传输路径环境下，实际上以16值QAM进行传输以代替QPSK时，接收解调结果产生比特差错，从而似然的关系颠倒的情况。也就是说，在切换调制方式时，无线传输路径环境的变动越少，可以精确越高地估计似然。

在虚拟解码处理单元122中，使用以上述方式在虚拟似然生成单元121所生成的似然值，进行与解码处理单元122相同的维特比解码处理。这里，被提供给维特比解码处理的似然度量值，如上所述，与从原来的QPSK的情况下的解调结果获得的似然度量值相比，m0与m1之差相对较小。也就是说，似然之差较小的系列被提供，因此产生虽然在解码处理单元112能够纠错，但在虚拟解码处理单元122中无法纠错的情况。在虚拟残留比特差错估计单元123中，通过CRC差错检测处理来检测在解码后是否存在残留比特差错，并输出虚拟残留比特差错检测结果157。

如上所述，根据实施方式1，使用通过解调处理单元111从接收信号150获得的当前的调制方式的各个码元的正交向量数据串152，虚拟地生成以其制阶数大于当前的调制方式的第二调制方式进行信号点配置时能获得的似然度量值155，并使用它通过虚拟解码处理单元122虚拟地进行纠错解码，然后对获得的虚拟解码结果156进行差错检测处理。由此，由虚拟解码后比特差错估计单元120虚拟地检测如果以第二调制方式进行通信时，纠错解码后是否产生残留比特差错，因此能够基于以第一通信方式传输的信号，虚拟地估计以第二通信方式传输时的通信质量，即使实际上未以第二通信方式传输信号，也能够事先预测该通信方式的通信质量。另外，通过虚拟地生成预想在以第二通信方式进行通信时获得的似然值，并用此进行纠错解码，从而能够虚拟地估计在解码后是否产生残留比特差错。

尤其在本实施方式中，使用从接收的QPSK调制信号获得的似然值来进行常规的纠错解码而获得接收数据系列，另一方面虚拟地生成预想在同样的无线传输路径环境下通过16值QAM进行调制并发送时所获得的似然度量值，并使用获得的虚拟似然值系列，虚拟地进行纠错解码处理，并检测在获得的虚拟的接收数据中是否产生差错。由此能够虚拟地检测被预测在以其阶数大于QPSK调制方式的16值QAM进行通信时产生的纠错解码后的差错。

另外，在本实施方式中说明了以下情况的一个例子，即，使用调制阶数相对较小的第一调制方式的接收信号，虚拟地检测如果在相同的传输路径环境下通过调制方式大于所述第一调制方式的第二调制方式进行通信时可能产生的纠错解码后的差错的情况。为了说明，作为第一调制方式的一个例子假设QPSK调制方式，作为第二调制方式的一个例子假设16值QAM。但本发明不限于此，只要有第二调制方式的调制阶数大于第一调制方式的调制阶数的关系成立，能够适用于分别使用任意的调制方式的情况，基于在各个调制方式的IQ平面上的信号点之间的欧几理德距离的差异，虚拟地生成作为第二调制方式接收时的似然值即可。

另外，在本实施方式的说明中，在图1的无线通信装置100中，与本实施方式部分的说明部特别相关的天线和无线高频信号处理单元等没有特别记载。但在构成一般的无线通信用装置时设置这些结构要素也不会对本发明造成影响是不言而喻。同样，对将解调处理单元111的输入信号假设为转换到数字值的正交基带信号而进行了说明，但不用说，本发明并不限于该输入部分的接口。例如，也可以采用将中频(IF)频带的信号作为输入以代替正交基带信号，并在解调处理单元111中进行正交解调处理的结构，还可以将模拟信号作为输入并在解调处理单元111中进行数字值转换。另外，假设从解调处理单元提供给解码处理单元的是软判定值串151，并在解码处理单元112中使用该软判定值串151生成似然值，但不用说，可以采取如下结构以代替上述假设，也就是说，在解调处理单元111中获得软判定值并生成似然值，然后提供给解码处理单元112，在解码处理单元112中使用所提供的似然值进行维特比解码处理的结构。

另外，在本实施方式中说明了为了使用QPSK调制方式的接收信号来生成每个码元相当于两个比特的、预测假如通过16值QAM进行通信时能获得的似然值的结构和动作，但实际上在通过16值QAM进行传输时，可获得每个码元四个比特的似然信息。如果为了减轻此差异而在虚拟似然生成单元121中进行用于生成每个码元四个比特的似然信息的处理，本发明的本质不会变化。具体而言，在图1例示的结构的虚拟解码后差错估计单元120中，设置虚拟代码后系列生成单元，该单元虚拟地生成与预测在通过16值QAM进行通信时获得的数据系列的比特数相当的卷积编码系列，并且在所述虚拟似然生成单元121中，通过复制所生成的每个码元两个比特的似然值而生成相当于四个比特或者更多的虚拟似然值，并将所述虚拟似然值随机地分配到相当于在所述虚拟代码后系列生成单元所生成的码字的“0”或“1”的位置，然后提供给虚拟解码处理单元122而进行虚拟的解码处理即可。

另外，同样在16值QAM时，在一个码元内传输的四比特的比特数据(在图5中的b0，b1，b2，b3)中，根据某比特数据的内容，使得其它比特数据的信号点间距离变化，严格来说，每个比特数据的似然值不同。为了减轻这样的差异，如果在生成一方(例如I分量端)的比特数据的虚拟似然值时，使用另一方(此时为Q分量端)的比特数据的判定结果而取得多种似然生成方法，本发明的本质也不会变化。

不用说，似然的计算并不需要以比特为单位，本发明也可适用于在以码元为单元进行计算的情况。此时，通过将虚拟似然生成单元121的结构和动作改变为距信号点的欧几理德距离作为软判定值来生成似然，也能够对应。

另外，在本实施方式中，说明了作为所使用的纠错编码的一个例子，使用卷积编码的例子。但本发明不限于此，只要在纠错解码时进行使用似然度量值的解码处理，也可使用其它编码方法。例如，本说明可适用于利用删截卷积码(punctured convolutional code)和Turbo码的情况，所谓删截卷积码是，纠错编码后删除规定的位置的码字而发送，并在接收端的纠错解码中，补偿所删除的码字的影响。而且，通过设置在进行基于似然值的解码处理时，与本实施方式同样地生成虚拟的似然值，并使用该值进行虚拟的分组解码处理的处理单元，由此本发明也可以适用于利用低密度校验码或里德索罗门码那样的分组码的系统。

另外，在本实施方式中，说明了使用CRC码虚拟地检测纠错解码后的残留比特差错的方法。但检测纠错解码后的残留比特差错的方法并不限于此，也可适用其它方法。

例如，可以采用以下方法，即，在接收处理单元110的解码处理单元112中，进行纠错解码以从QPSK调制方式的接收信号生成本来的接收数据串，因此将通过该解码处理获得的接收数据串提供给虚拟残留比特差错估计单元123，并在所述接收数据串153和虚拟解码结果的数据串155之间比较接收数据来检测差异部分，从而虚拟地估计在以16值QAM进行传输时是否产生解码后差错。

采用这种方法时，无需对发送数据附加CRC码，因此能够更高效率地使用发送数据容量。

另外，也可以使用通过虚拟解码处理而获得的累计度量值，基于统计量估计是否可能产生残留比特差错，以代替通过CRC检测差错。具体而言，预先以统计方式求通过虚拟解码处理获得的累计度量值以及此时产生残留比特差错的概率，并基于获得的统计数据来估计残留比特差错的产生概率即可。

而且，如果采用用于求得表示纠错后的数据的质量的其它参数的结构和动作，以代替虚拟地检测是否有差错，本发明的本质也不会变化。例如，可以通过计算产生残留比特差错的数目与评价总数之比，从而计算残留比特差错率而输出。另外，也可以基于虚拟的差错检测结果来计算帧差错率。

另外，虚拟解码后差错估计单元120的估计动作并不需要总是进行，例如可以仅在接收处理单元110的纠错处理的结果不存在差错时，进行所述虚拟解码后差错估计单元120的虚拟估计。这是因为在通过QPSK调制方式的通信中，纠错后还产生残留差错那样的环境下，可以预测即使通过16值QAM进行通信，在纠错后产生残留比特差错的可能性极高。另外，为了进行如上所述的控制动作，在高层处理单元130中，使用接收数据串153进行的通过CRC码的差错检测处理的结果，检测出解码后的残留比特差错时，对虚拟解码后差错估计单元120进行控制以停止虚拟估计动作即可。

另外，接收处理单元110中的解码处理单元112和虚拟解码后差错估计单元120中的虚拟解码处理单元122的结构和动作基本上相同，因此也可以共有其动作结构单元并在不同时间进行各自的处理。此时，也可以在解码处理单元的前级，设置用于缓存所输入的似然值串的存储单元。

另外，对解码后比特差错检测单元113和解码后比特差错检测单元124而言，两者的结构和动作基本上相同，因此也可以共通使用其动作结构单元并在不同时间进行各自的处理。此时，也可以在解码后比特差错检测单元的前级，设置用于缓存所输入的数据串的存储单元。另外，如果在无线通信装置中装载可通过例如CPU、DSP那样的软件而动作的处理器时，不用说也可以将本实施方式中所说明的各个处理单元作为软件而安装。

而且，在本实施方式中，虚拟地估计在将调制方式变更为调制阶数大于当前接收的信号的调制方式的另外的调制方式时，纠错解码后的残留比特差错，但是变更的对象不限于调制方式。例如，也可适用于通过空时复用进行无线数据传输的情况。此时，也可以适用于以下情况，即，虚拟地估计在与当前接收的空时复用方式的复用度相比增大复用度时，在纠错解码后是否产生残留比特差错的情况。此时，在虚拟似然生成单元121中，例如可以基于使用接收信号而获得的各个无线传输路径的特性，生成在提高空时复用的复用度时所估计的软判定似然值即可。

(实施方式2)

在实施方式2中，说明以下情况的实施方式，也就是说，基于正在接收的、通过编码率较低的第一通信方式传输的信号，虚拟地估计在通过编码率不同的第二通信方式在同一无线传输路径上进行传输时的纠错解码后的残留比特差错和其发生率的情况。

更详细地说，假设以下情况来进行说明，即，作为纠错编码，第一通信方式和第二通信方式都采用删截卷积编码，并作为第一通信方式的编码率R1，生成R1＝2/3、即每两个信息比特三个码字的编码比特数据，作为第二通信方式的编码率R2，生成R2＝3/4、即每三个信息比特四个码字的编码比特数据的情况。

具体而言，假设卷积编码的编码率为1/2，卷积编码后进行的删截处理的删截率，在第一通信方式中为3/4，即每四个码字中删除规定的位置的一个码字，在第二通信方式中为4/6，即每六个码字中删除规定的位置的两个码字，由此能够各自获得所述编码率。另外，为了简化说明，假设第一通信方式和第二通信方式的调制方式为相同，皆为QPSK的情况。

图7是表示本发明实施方式2的无线通信装置的结构的方框图。在本实施方式的说明中，对与图1的结构要素相同的结构以及进行同样动作的要素，附加了相同的标号。

无线通信装置200与图1的结构不同之处为，在接收处理单元110的解码处理单元112中设置补满(depuncture)处理单元211和维特比解码处理单元212，并在虚拟解码后差错估计单元120的虚拟解码处理单元122中设置虚拟补满处理单元211和虚拟维特比解码处理单元222，并且作为虚拟解码处理单元122的输入，提供从解调处理单元111输出的接收调制码元的软判定结果即接收软判定值串151。

补满处理单元211对输入的接收软判定值串151，进行在发送端通过删截处理而被删除了数据的位置的复原处理。具体而言，在数据通过删截处理而被删除的位置上，插入使在接收比特数据为“0”时和为“1”时的似然度量值为相等的虚拟的软判定值(在如图2那样的信号点配置时相当于0.0)，并输出获得的软判定值串，从而进行此处理。在本实施方式中，因为在第一通信方式中的补满率为3/4，所以对三个软判定值的输入，在规定的一个位置上插入的虚设的软判定值。

维特比解码处理单元212使用输入的补满处理后的软判定值串，进行规定的维特比解码处理。例如通过与在实施方式1中说明的解码处理单元112的动作例相同的动作，实现所述处理。

另一方面，虚拟补满处理单元221基本上进行与补满处理单元211相同的动作，但补满率不同，为4/6。也就是说，对四个软判定值的输入，在规定的两个位置上插入虚假的软判定值。

虚拟维特比解码处理单元222基本上进行与维特比解码处理单元212相同的动作，在使用从虚拟补满处理单元221提供的虚拟的软判定值串进行维特比解码处理这一点不同。

另外，在本实施方式的说明中，作为一个例子假设以下情况，即，在第一通信方式中通过删截卷积编码将120比特的信息比特数据变换为180比特的编码后的比特数据，并进行QPSK调制的情况。这里，为了简化说明，忽视在卷积编码中的终端比特的插入处理而说明。

下面，说明如上述那样构成的无线通信装置200的动作。

以下说明进行接收解调和解码处理的同时，虚拟地估计在相同的传输路径环境下以编码率不同的第二通信方式进行传输时是否产生解码后比特差错的方法，主要说明与实施方式1不同的部分。

在接收处理单元110中，使用输入的正交基带信号即接收信号150，进行与QPSK调制对应的规定的解调处理，并将以实施方式1相同的方式获得的软判定值串151提供给解码处理单元112。在解码处理单元112中，首先在补满处理单元211中通过在每三个软判定值的输入的规定的一个位置上插入虚设的软判定值，从而进行补满处理。由此，补满处理后的软判定值串成为相当于240比特。在维特比处理单元212中，使用获得的软判定值串进行规定的维特比解码处理，并输出相当于120比特的纠错后的解码比特数据，在后级以与前述的实施方式1同样的方式，使用CRC码检测是否存在解码后比特差错。

另一方面，在虚拟解码后差错估计单元120中，在虚拟补满处理单元221中通过使用所输入的软判定值串，在每四个软判定值输入的规定的两个位置上插入虚设的软判定值，从而进行与删截率4/6的处理对应的补满处理。由此，从相当于180比特的软判定值串生成相当于270比特的补满后的软判定值串，将其中相当于240比特的部分提供给虚拟维特比解码处理单元222。在虚拟维特比处理单元222中，使用输入的软判定值串进行维特比解码处理，将解码结果作为虚拟接收数据串156而输出。

这里，获得的虚拟接收数据串表示，虚拟地故意生成在编码率比第一通信方式的通信中进行的删截卷积编码高的状态，即，删截更多的卷积编码比特数据的状态，并在此状态下进行纠错解码后的数据。通过在解码后比特差错检测单元124中，对该虚拟接收比特数据串156进行CRC差错检测处理，从而能够虚拟地检测在以编码率R＝3/4传输时是否可能产生解码后比特差错。

如上所述，根据实施方式2，能够使用从以编码率R＝2/3进行了删截卷积编码并进行了QPSK调制的信号的接收解调结果获得的软判定值，虚拟地检测在相同的传输路径环境下使用编码率不同的纠错编码，例如使用编码率R＝3/4进行传输的情况下，在纠错解码后是否产生残留比特差错。

另外，在本实施方式中说明了以下情况的实施方式，即，在虚拟解码后差错估计单元中，使用第一通信方式的接收信号，虚拟地检测在相同的传输路径环境下以与所述第一通信方式编码率不同的第二通信方式进行通信时，在纠错解码后是否产生残留比特差错的情况下的实施方式。但本发明的适用范围不限于此结构和动作。

例如，在本实施方式中，在第一通信方式和第二通信方式中使用相同的调制方式，但并不限于此，也可适用于如实施方式1那样，第二通信方式的调制方式的调制阶数高于第一通信方式的调制方式的调制阶数的情况下的虚拟估计。例如，可以适用于以下情况，即，在作为第一通信方式，进行调制方式为QPSK、编码率R＝2/3的通信时，虚拟地检测在作为第二通信方式，进行调制方式为16值QAM、编码率R＝1/2的通信时的纠错解码后的残留比特差错的情况。

图8是表示实施方式2的无线通信装置的另外一个结构例的图。如图8所示，无线通信装置200A在虚拟解码处理单元122的前级设置在图1中所使用的虚拟似然生成单元121，在虚拟地生成在以16值QAM传输信号时被预测能获得的软判定值的基础上，进行如在本实施方式中说明那样的虚拟解码处理即可。

另外，在解码处理单元112和虚拟解码处理单元122中的处理不限于上述的说明，也可通过其它方法来实现。例如，可以采用以下结构，即，通过在维特比解码处理单元212中进行处理以不使用被输入到规定的删截位置上的似然值，以此代替上面说明的补满处理，从而等效地进行补满处理。另外，在本实施方式中，未明确提出删截和卷积编码以外的编解码处理，但是，即使采用根据需要进行交织和扰码等处理的结构，也在解码处理单元112和虚拟解码处理单元122中设置与上述结构相应的规定的接收端处理单元即可，不会对本发明造成影响。

另外，在本实施方式中，提出了对于使用卷积编码和删截处理的系统的实施方式，但本发明不限于此，还可适用于例如使用低密度校验码或里德索罗门码那样的分组码以及删截处理的系统。另外，使用分组码的这些系统中，还可以设想不是通过变更删截率而是通过变更分组码的生成多项式来变更编码率的系统。对于这种系统，也能够通过使用使编码率等效地成为相同的删截处理而虚拟地进行残留差错检测处理，从而虚拟地估计是否产生残留比特差错。

(实施方式3)

说明了通过在实施方式1和2中说明的结构和动作，能够实现在相同的传输路径环境下，在通过与当前不同的调制方式或者编码率不同的纠错编码进行通信时，虚拟地估计在纠错解码后是否产生解码后差错的情况。下面说明基于如此获得的虚拟差错检测结果，进行控制以适当地变更用于通信的调制方式或编码率的情况下的结构和动作的形态。

图9是表示本发明实施方式3的无线通信装置的结构的方框图。在本实施方式的说明中，对与图1的结构要素相同的结构以及进行同样动作的要素，附加了相同的标号。

在图9中，无线通信装置300在图1的无线通信装置100上还添加发送处理单元310而被构成。另外，高层处理单元130包括通信方式变更请求控制单元301以及发送数据生成单元302而被构成，发送处理单元310包括对来自高层处理单元130的发送数据进行编码的编码处理单元311以及对编码后的数据进行调制的调制处理单元312而被构成。

无线通信装置300通过具有与图1相同的虚拟解码后差错估计单元120，从而能够获得虚拟残留比特差错检测结果157，该虚拟残留比特差错检测结果157表示，在与当前相同的传输路径环境下使调制方式为16值QAM而进行传输时，是否产生解码后差错。

由此，在所述虚拟残留比特差错检测结果157的估计结果为不会产生残留比特差错时，在高层处理单元130中的通信方式变更请求控制单元301中，判断为将通信方式从QPSK调制方式变更为16值QAM。

另外，相反地，在估计结果为会产生残留比特差错时，判断为通过当前的通信方式继续通信。

基于所述判断的通信方式变更请求信息158经由发送数据生成单元302和发送处理单元310被反馈给无线发送的提供源，从而能够将以后的通信方式变更为16值QAM，进行效率更高的通信。

图10是表示在上述通信方式变更请求控制单元301中，基于输入的虚拟残留比特差错检测结果157的通信方式变更的判断内容的一个例子的图。

在图10中，作为解码后比特差错检测结果，判断在当前接收的调制方式和编码率的情况下是否有解码后的残留比特差错时，或者在作为虚拟残留比特差错检测结果，判断在提高调制方式的阶数或编码率的情况下是否有解码后的残留比特差错时，通信方式控制的判断内容具体地为传输速度的变更请求内容。

如图10所示，在所述当前接收的调制方式和编码率的情况下，在解码后的残留比特差错为“有”时，所述传输速度的变更请求为“降低”。另外，在所述当前接收的调制方式和编码率的情况下，解码后的残留比特差错为“无”时，根据在提高所述调制方式的阶数或编码率的情况下“有”或“无”解码后的残留比特差错，所述传输速度的变更请求不同，在前者时变更请求为“无变更”，在后者时变更请求为“提高”。

这里，以适用于图1的实施方式1的情况作为例子进行说明，但是，当然也可以适用于图7或图8的实施方式2。

如上所述，根据实施方式3，能够基于以在实施方式1或实施方式2提出的方式所获得的虚拟残留比特差错估计结果，将用于数据传输的通信方式变更为更合适的通信方式，从而实现通信的高效率化。

以上的说明是本发明的优选实施方式的例证，本发明的范围不限于此。

例如，在本实施方式中，说明以下结构和动作的形态，即，在无线通信装置300的高层处理单元130中，使用解码后比特差错检测结果154和虚拟残留比特差错检测结果157，自主地判定是否需要变更所使用的通信方式，并将变更请求发送(反馈)到对方的无线站的结构和动作的形态，但本发明不限于此。

另外，也可采用如下的结构和动作，即，将在接收处理单元110中获得的解码后比特差错检测结果154和虚拟残留比特差错检测结果157作为表示传输链路的质量的参数，通过发送处理单元310发送到对方的无线站，并在对方的无线站中，判定是否需要变更用于通信链路的通信方式。

此时，解码后比特差错检测结果154和虚拟残留比特差错检测结果157分别可以表示为1比特的标记信息，将其分配到发送数据的帧结构中的规定的位置而发送即可。也可采用不使用其中的解码后比特差错检测结果154的结构。再者，也可采用如下结构，即，在无线通信装置300中，假设多个不同的调制方式和编码率，并进行各自情况下的虚拟残留比特差错的检测处理，然后将所述获得的多种情况下的虚拟残留解码后差错的检测结果通知给对方的无线站。

而且，本发明例如可以配备在无线终端中，作为具备本接收质量估计装置和接收质量估计方法的移动通信系统而实现。

另外，在上述实施方式中使用了接收质量估计装置和接收质量估计方法的名称，但这是说明上的方便，当然也可以是接收装置、无线通信系统和接收方法等。

另外，构成上述无线通信装置的各个电路部分的种类、数目和连接方法等均不限于上述的实施方式。

本说明书是基于2005年5月27日申请的日本专利申请第2005-156082号及2006年5月19日申请的日本专利申请第2006-140472号。其内容全部包含于此。

工业实用性

本发明的接收质量估计装置和接收质量估计方法具有以下效果：通过使用以当前接收的调制方式、编码率或空时复用方式无线传输的信号，虚拟地估计在与当前相同的无线通信链路的状况下，提高用于通信的调制方式、编码率或空时复用的复用度时是否产生解码处理后的残留比特差错，从而能够确切地判断是否为提高调制阶数、编码率或空时复用的复用度也可以进行通信的良好状况，可进行更确切且高效率的自适应通信控制，能够提高传输效率。它作为自适应地控制通信方式的无线通信系统的无线通信装置中的接收质量估计单元的结构极为有用。此外，并不限于无线通信领域，只要使用调制和纠错编码，也可适用于通过有线传输路径进行通信的有线通信领域的用途。

Claims (12)

1.一种接收质量估计装置，包括：

接收单元，接收以第一通信方式传输的信号；

生成单元，基于接收到的所述第一通信方式的接收解调结果，生成特征量，所述特征量相当于在以与所述第一通信方式不同的第二通信方式传输信号时所获得的解调结果；以及

估计单元，基于所述特征量，虚拟地估计在以所述第二通信方式接收、解调并纠错解码后是否产生残留比特差错。

2.如权利要求1所述的接收质量估计装置，其中，

所述接收单元包括：解调单元，对接收的信号进行对应于规定的调制方式的解调处理，获得各个接收码元的正交向量数据串，

所述生成单元包括：虚拟似然生成单元，使用所述正交向量数据串，虚拟地生成在以与所述第一通信方式不同的第二通信方式进行无线传输时能获得的似然值。

3.如权利要求1所述的接收质量估计装置，其中，

所述生成单元使用所述第一通信方式的接收解调结果，虚拟地生成在通过所述第二通信方式进行通信时能获得的似然值，

所述估计单元使用所生成的虚拟的所述似然值，虚拟地进行与所述第一通信方式对应的纠错解码处理，并基于虚拟的所述纠错解码处理的结果，虚拟地估计是否产生残留比特差错。

4.如权利要求1所述的接收质量估计装置，其中，

所述估计单元基于获得的是否产生残留比特差错的估计结果，估计差错率。

5.如权利要求1所述的接收质量估计装置，其中，

所述第二通信方式为，在与利用所述第一通信方式的接收信号被无线传输的无线传输路径环境相同的无线传输路径环境下，替代所述第一通信方式而被使用的通信方式。

6.如权利要求1所述的接收质量估计装置，其中，

所述第二通信方式中所使用的调制方式的调制阶数大于所述第一通信方式中所使用的调制方式的调制阶数。

7.如权利要求1所述的接收质量估计装置，其中，

所述第二通信方式中所使用的纠错编码的编码率与所述第一通信方式中所使用的纠错编码的编码率不同。

8.如权利要求1所述的接收质量估计装置，其中，

在所述第一通信方式和所述第二通信方式中进行通过空时复用的复用传输，所述第二通信方式的空时复用的复用度大于所述第一通信方式的空时复用的复用度。

9.如权利要求1所述的接收质量估计装置，其中，

还包括：通信方式变更判断单元，基于所述估计单元所估计的、在所述第二通信方式的情况下的纠错解码后的残留比特差错的虚拟估计结果而决定传输链路中使用的通信方式。

10.如权利要求1所述的接收质量估计装置，其中，

还包括：通知单元，将所述估计单元所估计的、在所述第二通信方式的情况下的纠错解码后的残留比特差错的虚拟估计结果，作为传输链路的质量信息而通知给对方的无线站。

11.一种无线通信系统，包括权利要求1所述的接收质量估计装置。

12.一种接收质量估计方法，包括：

接收步骤，接收以第一通信方式传输的信号；

生成步骤，基于接收到的所述第一通信方式的接收解调结果，生成特征量，所述特征量相当于在以与所述第一通信方式不同的第二通信方式传输信号时所获得的解调结果；以及

估计步骤，基于所述特征量，虚拟地估计在通过所述第二通信方式接收、解调并纠错解码后是否产生残留比特差错。

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