JP2002044057A - 通信路誤り率測定器 - Google Patents

通信路誤り率測定器

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JP2002044057A
JP2002044057A JP2000228904A JP2000228904A JP2002044057A JP 2002044057 A JP2002044057 A JP 2002044057A JP 2000228904 A JP2000228904 A JP 2000228904A JP 2000228904 A JP2000228904 A JP 2000228904A JP 2002044057 A JP2002044057 A JP 2002044057A
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signal
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Hidenobu Fukumasa
英伸 福政
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲で高精度なチャネル誤り率の測定を行
う誤り率測定器を提供する。 【解決手段】 誤り訂正復号後に再度符号化した系列と
誤り訂正復号前に硬判定した系列とを比較して誤り率を
計測する再符号化後の誤り率測定系に加え、通信路の通
信対干渉+雑音比(SIR)に基づく誤り率測定系を用
い、復号後の誤り検出結果および再符号化後の誤り率測
定系の誤り率測定結果によって、再符号化後の誤り率測
定系と通信路の通信対干渉+雑音比(SIR)に基づく
誤り率測定系の測定結果、何れか一方を選択しながら
(時間軸上で組み合わせてながら)誤り率を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル通信の分
野に用いる通信路誤り率測定器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、通信路の誤り率は通信品質を決定
する重要なパラメータである。しかし、無線通信路のよ
うな通信路状態が刻々と変化する通信路ではあらかじめ
通信品質を測定することが困難であり、通信中に同時に
誤り率の測定を行なう必要がある。さらに、測定された
誤り率をもとに回線状態の制御を行なう場合には高速で
高精度な測定が要求される。正確なチャネルの誤り率を
計測するためには、送受信機間で既知のパターンをやり
とりして誤りを計測する必要があるが、長い既知パター
ンを送信すると通信効率が低下する。
【0003】誤り率の計測方法として、特開平11−2
25132号公報の「ビット誤り率推定方法および装
置」(以下、「従来例」と言う)では復号前信号のビッ
ト誤り率と復号後信号のビット誤り率との関係をあらか
じめ求めておき、復号前の誤り率から復号後の誤り率を
換算することが示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の方法は、復号後の誤り率を得るための中間的な値とし
て通信路の誤り率を求めている。そのため、実際の通信
路誤り率とは以下のような違いがある。すなわち、従来
例の復号前の誤り率は、復号によって誤りが取り除かれ
なかったブロックのみの誤りが計測されたものであり、
誤りの訂正できたブロックは含まれない。また、一旦誤
り訂正復号を行なった後に再度符号化し、復号前のパタ
ーンとの差を求めるものである。
【0005】本発明は、前記の問題点を解消するために
なされたものであって、復号前の誤りを高精度に計測す
る通信路の誤り率測定器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、次の構成を有する。本発明の第1の要旨
は、送信機においてブロック化された情報に誤り検出符
号化及び誤り訂正符号化された信号に、雑音及び干渉の
付加された信号を受信する受信機の通信路誤り率測定器
において、通信路の誤り率を推定する誤り率推定ブロッ
クと、受信信号の復号データの再符号化後の誤り率を測
定する誤り率測定ブロックと、を設け、前記誤り率推定
ブロックより得られる誤り率と前記誤り率測定ブロック
により得られる誤り率の一方を出力することを特徴とす
る請求項1に記載の通信路誤り率測定器にある。
【0007】本発明の第2の要旨は、前記誤り率測定ブ
ロックは、受信器において受信した信号を誤り訂正復号
する手段、誤り検出する誤り検出手段及び誤り訂正符号
化する手段を有し、復号データを誤りの訂正できたブロ
ックも含めて再度符号化し、誤り訂正前の信号と比較す
ることにより通信路の誤り率を測定し、前記誤り検出手
段の検出結果を基に、前記誤り率推定ブロックより得ら
れる誤り率と前記誤り率測定ブロックにより得られる誤
り率の一方を選択、出力することを特徴とする第1の要
旨に記載の通信路誤り率測定器にある。
【0008】本発明の第3の要旨は、前記誤り率測定ブ
ロックは、受信器において受信した信号を誤り訂正復号
する手段、誤り検出する誤り検出手段及び誤り訂正符号
化する手段を有し、誤り検出手段において誤りが検出さ
れなかった場合に、復号データを誤りの訂正できたブロ
ックのみを再度符号化し、誤り訂正前の信号と比較する
ことにより通信路の誤り率を測定することを特徴とする
第1の要旨に記載の通信路誤り率測定器にある。
【0009】本発明の第4の要旨は、前記誤り率推定ブ
ロックは、復調前の信号電力と雑音と干渉電力を測定
し、該測定値を数式あるいは数表にあてはめることによ
って通信路の誤り率を推定することを特徴とする第1乃
至第3の要旨に記載の通信路誤り率測定器にある。
【0010】本発明の第1の要旨によれば、復号後の誤
り検出結果と再符号化による誤り率測定結果と誤り率推
定結果を組み合わせることで、現実的な測定時間内で広
範囲、高精度、且つより良い誤り率の測定を可能とす
る。本発明の第2の要旨によれば、誤り率ブロックに誤
り検出手段装置を設けることで装置の小型化、軽量化を
図ることができる。
【0011】本発明の第3の要旨によれば、誤り検出手
段において誤りが検出されなかった場合に、復号データ
を誤りの訂正できたブロックのみを再度符号化するの
で、無駄な処理を無くし効率的な処理が可能となり、装
置の小型化、軽量化等に寄与する。本発明の第4の要旨
によれば、簡単に通信路の誤り率を推定できる。
【0012】
【発明の実施の形態】[信号/(雑音+干渉)比を用い
た誤り率の推定]信号電力と、雑音+干渉電力の比(S
IR:Signal to Interference Ratio)は、誤り率を決
定する重要なパラメータであり、AWGN(Additive W
hite Gaussian Noise:加法性白色ガウス雑音)スタテ
ィックチャネルでは数式的に誤り率が求まることが多
い。例えばQPSK変調の場合、ビット誤り率は
【0013】
【数1】
【0014】で求められる。フェージングチャネルでも
SNR(Signal to Noise ratio:信号対雑音電力比)
の測定がフェージングによるチャネル変動より短時間で
行なわれれば、同様にして求めたBER(Bit Error Ra
te:ビット誤り率)を平均して平均BERを求めること
が出来る。また、この平均BERの値は、数表をあては
めることによって求めてもよい。
【0015】[復号後誤りの無いフレームを再符号化し
て用いる測定法]一般に無線通信では、誤り検出符号化
と誤り訂正符号化が行なわれる。よって、受信機では誤
り訂正符号の復号を行なった後、誤り検出符号で誤りの
検出を行なう。ここで、誤り訂正符号は通信路の品質が
低い場合にはしばしば正しくない訂正を行なうが、その
場合は誤り検出符号で検出される。一般に誤り検出符号
の見逃し率は非常に低い。従って、誤り検出符号で誤り
が検出されない場合には、復号された情報系列は正しい
ものとみなすことが出来、これを再符号化することによ
って送信された符号系列を再生することが出来る。これ
より、復号前の硬判定シンボルと比較することにより誤
り率を計測することが出来る。
【0016】以上説明したように再符号化して誤り数を
計測する方法では、測定するシンボル数で誤り率の下限
が決まる。そのため、低い誤り率を測定するにはそれだ
け多くのデータを観測しなければならない。また、復号
後の誤りが頻発する場合には、実際の誤り率との差が生
じたり、測定不能になったりする。すなわち、誤りが検
出された場合には、参照する送信系列を生成することが
出来ないために、測定が不可能になる。
【0017】一方で、SNRを用いる方法は、広い範囲
の誤りの測定が可能である。また、SNRが非常に良い
場合でも、計算によって誤り率を得ることが出来るた
め、長い計測時間を必要としない。更に、誤りの多い状
況下でも計算によって誤り率を得ることが出来る。だだ
し、その中間の領域では一般に再符号化して誤りを計測
する方法の方が測定精度は高い。
【0018】以上のように、SNRを用いる方法と再符
号化して誤り数を計測する方法とは、各々利点、欠点を
有する。
【0019】そこで、本実施の形態では、誤り訂正復号
後に再度符号化した系列と誤り訂正復号前に硬判定した
系列とを比較して誤り率を計測する再符号化後の誤り率
測定系に加え、通信路の通信対干渉+雑音比(SIR)
に基づく誤り率測定系を用い、復号後の誤り検出結果お
よび再符号化後の誤り率測定系の誤り率測定結果によっ
て、再符号化後の誤り率測定系と通信路の通信対干渉+
雑音比(SIR)に基づく誤り率測定系の測定結果、何
れか一方を選択しながら(時間軸上で組み合わせてなが
ら)誤り率を得る。これにより、現実的な測定時間内で
広範囲、高精度、且つより良い誤り率の測定を可能とす
る。
【0020】以下、図面を参照して本発明の実施形態を
詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る通信
路誤り率測定器の概略ブロック図である。誤り率測定器
は、送信されたデータを受信するアンテナ1と、受信デ
ータ1aを復調してベースバンド信号3aに変換する復
調器3と、前記ベースバンド信号に復調した信号3aの
復号後誤り検出処理と再符号化してビット誤り率BER
1(以下、「BER1」と略記する)の算出とを可能と
する誤り率測定ブロック5と、前記誤り率測定ブロック
5に並列に、同じく前記ベースバンド信号に復調した信
号3aをSIRからビット誤り率BER2(以下、「B
ER2」と略記する)を計算する誤り率推定ブロック
7、及び前記誤り率測定ブロック5で算出した復号後誤
り検出結果5aとBER1と誤り率推定ブロック7で算
出したBER2を入力し、何れかのビット誤り率BER
1、BER2を選択、出力するBER選択ブロック9
と、を有している。
【0021】以上の構成により、誤り率測定器では、ま
ず、復調器3でベースバンド信号に復調された信号3a
が誤り率測定ブロック5と誤り率推定ブロック7に送ら
れる。そして、それぞれのブロック5、7から得られる
ビット誤り率BER1、BER2はBER選択ブロック
9で合成されて最終的なBERを求めることとなる。
【0022】まず、BER選択ブロック9での復号後誤
り検出結果5aに基づくBER選択条件を、以下に説明
する。 (条件1)復号後誤り検出で誤りが検出された場合に
は、BER2をBERに選択する。 (条件2)上記の条件1以外で、BER1が「0」でな
い場合には、BER1をBERに選択する。 (条件3)上記の条件1、2以外の場合、BER2をB
ERとする。
【0023】次に、再符号化してBERを計算する誤り
率測定ブロック5の詳細なブロック図である図2を参照
しつつ、誤り率測定ブロック5を説明する。誤り率測定
ブロック5は、誤り訂正復号器51、誤り検出部53、
誤り訂正符号器55、比較部57、硬判定部59、及び
遅延部61を有している。
【0024】誤り率測定ブロック5では、誤り訂正復号
器51にてベースバンド信号に対して誤り訂正復号を行
なった後、誤り検出部53により誤り検出を行なう。こ
の誤り検出部53での誤り検出結果5aをBER選択ブ
ロック9に送る。誤り検出部53で誤りが検出されなか
った場合には、誤り訂正符号器55により再度誤り訂正
符号化を行なう。この誤り訂正符号器55での再符号化
された系列と、ベースバンド信号3aを硬判定部59で
そのまま硬判定した系列を遅延部61により遅延させた
系列と、を比較部57にて比較して誤り率BER1を求
める。尚、本実施例では、誤り検出部53で誤りが検出
されなかった場合に、誤り訂正符号器55により再度誤
り訂正符号化を行なうものとしたが、それに限定され
ず、常に、誤り訂正符号器55により再度誤り訂正符号
化を行ない、誤りが検出されなかった場合にBER選択
ブロック9が誤り率BER1を選択しないようにしても
よい。
【0025】次に、SIRからBERを計算する誤り率
推定ブロック7の詳細なブロック図である図3を参照し
つつ、誤り率推定ブロック7を説明する。図3に示すよ
うに誤り率推定ブロック7は、SIR測定部71と誤り
率計算部73とを有している。
【0026】SIR測定部71でのSIRの計算方法と
しては、フレーム中に含まれるパイロットシンボルや同
期パターンなどの既知パターンを用いて、チャネル推定
値を求め、これからのずれを計測する。誤り率計算部7
3では、SIR測定部71で求められたSIRを誤り率
の計算式に代入して誤り率の推定値BER2を求める。
【0027】図4に再符号化してBERを計算するブロ
ックのみ用いる時のBER推定特性、図5にSIRから
BERを計算するブロックのみを用いる時のBER推定
特性、および図6に本実施形態で説明した構成によるB
ER特性を示す。環境条件はスタティックチャネル環境
で、1220ビットの情報を5フレームに分割し、符号
化して3440ビットとして通信した時の結果である。
【0028】図4は、再符号化する方法で、精度は高い
が0.001〜0.1の範囲しか測定が出来ない。図5
は、SIRからBERを推定する方法で、若干精度は落
ちるが広い範囲の測定が可能である。0.001以下の
誤り率が表示されていないのは実測したBERがそれ以
下では0になってしまったためである。図6は、横軸に
BERの理論値を用い、本実施形態の方法の特性を示し
たものである。本実施形態の方法によれば、現実的な測
定時間内で広範囲かつ高精度な誤り率の測定が可能にな
ることがわかる。
【0029】尚、上記実施の形態では、構成を簡単化
し、装置の小型化、軽量化等を図るためにBER選択ブ
ロック9での選択処理に使用する復号後誤り検出結果5
aは誤り率測定ブロック5の検出部53で検出したが、
検出部53を誤り率測定ブロック5とは別個に設けても
よいことはいうまでもない。
【0030】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の第1の要旨
によれば、復号後の誤り検出結果と再符号化後の誤り測
定結果を用いて、2つの誤り率測定結果を組み合わせる
ことで、現実的な測定時間内で広範囲、高精度、且つよ
り良い誤り率の測定を可能とする。本発明の第2の要旨
によれば、誤り率ブロックに誤り検出手段装置を設ける
ことで装置の小型化、軽量化を図ることができる。
【0031】本発明の第3の要旨によれば、誤り検出手
段において誤りが検出されなかった場合に、復号データ
を誤りの訂正できたブロックも含めて再度符号化するの
で、無駄な処理を無くし効率的な処理が可能となり、装
置の小型化、軽量化等に寄与する。本発明の第4の要旨
によれば、簡単に通信路の誤り率を推定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る受信機の誤り率測定器
のブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係る再符号化してBERを
計算する誤り率測定ブロック5のブロック図である。
【図3】本発明の実施形態に係るSIRからBERを計
算する誤り率推定ブロック7のブロック図である。
【図4】実測したBERに対する再符号化する方法で測
定したBERの特性図である。
【図5】実測したBERに対するSIRから推定する方
法で求めたBERの特性図である。
【図6】BERの理論値に対する本発明の実施形態に係
る誤り率測定器により求めたBERの特性図である。
【符号の説明】
3 復調器 5 誤り率測定ブロック 7 誤り率推定ブロック 9 BER選択ブロック 51 誤り訂正復号器 53 誤り検出部 55 誤り訂正符号器 57 比較部 59 硬判定部 61 遅延部 71 SIR測定部 72 誤り率計算部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信機においてブロック化された情報に
    誤り検出符号化及び誤り訂正符号化された信号に、雑音
    及び干渉の付加された信号を受信する受信機の通信路誤
    り率測定器において、 通信路の誤り率を推定する誤り率推定ブロックと、 受信信号の復号データの再符号化後の誤り率を測定する
    誤り率測定ブロックと、を設け、 前記誤り率推定ブロックより得られる誤り率と前記誤り
    率測定ブロックにより得られる誤り率の一方を出力する
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信路誤り率測定
    器。
  2. 【請求項2】 前記誤り率測定ブロックは、受信器にお
    いて受信した信号を誤り訂正復号する手段、誤り検出す
    る誤り検出手段及び誤り訂正符号化する手段を有し、復
    号データを誤りの訂正できたブロックも含めて再度符号
    化し、誤り訂正前の信号と比較することにより通信路の
    誤り率を測定し、 前記誤り検出手段の検出結果を基に、前記誤り率推定ブ
    ロックより得られる誤り率と前記誤り率測定ブロックに
    より得られる誤り率の一方を選択、出力することを特徴
    とする請求項1に記載の通信路誤り率測定器。
  3. 【請求項3】 前記誤り率測定ブロックは、受信器にお
    いて受信した信号を誤り訂正復号する手段、誤り検出す
    る誤り検出手段及び誤り訂正符号化する手段を有し、誤
    り検出手段において誤りが検出されなかった場合に、復
    号データを誤りの訂正できたブロックのみを再度符号化
    し、誤り訂正前の信号と比較することにより通信路の誤
    り率を測定することを特徴とする請求項1に記載の通信
    路誤り率測定器。
  4. 【請求項4】 前記誤り率推定ブロックは、復調前の信
    号電力と雑音と干渉電力を測定し、該測定値を数式ある
    いは数表にあてはめることによって通信路の誤り率を推
    定することを特徴とする請求項1乃至3に記載の通信路
    誤り率測定器。
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