JP2003338851A - 通信品質推定方法、通信品質推定装置及び通信システム - Google Patents
通信品質推定方法、通信品質推定装置及び通信システムInfo
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Abstract
の受信時に、ビット誤り率の高いディジタル変調方式を
受信した場合のビット誤り率を迅速かつ的確に算出する
こと。 【解決手段】 平均信号点振幅検出部15Aにおいて、
受信したQPSK変調信号を復調したときのI成分及び
Q成分の平均位置を求め、しきい値算出部15Bにおい
て、受信QPSK変調信号の平均信号点位置と16値Q
AM信号の信号点の理論上の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を求める。
そしてしきい値判定部14Aにおいて、このしきい値t
hsを使って、順次受信する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
の擬似的なビット誤り率を求める。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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B
ER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。
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。
dB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。
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。
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。
め本発明は、以下の構成を採る。
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。
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。
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I
Q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。
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。
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I
Q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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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/NA
CK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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
照して詳細に説明する。
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D
2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。
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Q
AM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1
5の平均信号点振幅検出部15Aに送出する。
SK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。
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。
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。
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15
Aで検出した平均信号点振幅aとに基づいて、16値Q
AM信号に対する擬似的なしきい値を算出する。
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Q
AM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, ±3
a/√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Q
AM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。
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t
hs 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。
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、1
6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。
力される各受信シンボルのベクトルrx=(ri,r
q)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。
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。
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」) Ps=(1/2)×Pa ………… (4) Pe=(Pa+Ps)/2 =(3/4)×Pa ………… (5) 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。
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。
T0でビット誤り率算出処理を開始すると、ステップS
T1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。
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QA
M信号に対するしきい値ths i、ths qを算出
する。
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。
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。
8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。
10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。
ては、受信したQPSK変調信号に基づいて、もしも1
6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。
SK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。
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QA
M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。
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。
PSK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、t
hs 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QA
M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。
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。
PSK変調信号の受信時に、同じ受信電力の状況下で6
4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。
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Q
AM信号を受信した場合における64値QAM信号のI
Q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、6
4値QAM信号に対する擬似的なしきい値thsを算出
する。
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。
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。
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QA
M信号を受信する場合を想定する。この場合、64値Q
AM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。
4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。
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。
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2
4A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24
B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。
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。
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。
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。
PSK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。
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。
おける通信システム100の構成を示し、送受信局A2
00と送受信局B300との間で、時分割複信(TD
D)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A20
0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。
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。
たビット誤り率算出装置10を有する。送受信局A20
0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。
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。
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QPS
K変調方式に切り替えることを指示する切替制御信号S
1を出力する。
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。
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。
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。
は、ダウンリンク送信において通信品質に応じてQPS
K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。
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。
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1
6値QAM信号の擬似的なビット誤り率Peを求める。
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1
6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。
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P
e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。
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。
おける通信システム400の構成を示し、送受信局A5
00と送受信局B600との間で、周波数分割複信(F
DD)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B
600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。
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。
たビット誤り率算出装置10を有する。送受信局B60
0は、適応復調受信部601によって、受信したQPS
K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。
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60
3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。
は、誤り訂正符号化処理が施され一旦適応復調受信部6
01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。
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。
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。
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。
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。
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QA
M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。
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、QPS
K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。
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、P
e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。
発明による通信品質推定方法を、自動再送要求(AR
Q:Automatic Repeat Request)を行う通信システムに
適用することを提案する。
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/NAC
K信号)を送信側へ返信し、この送達確認信号がNAC
K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。
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。
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。
して、端末局から基地局への送達確認信号(ACK/N
ACK)の状況を用いることを考える。例えば16値Q
AM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。
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。
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。
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。
00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。
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。
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1
005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11
04は、疑似誤り検出器1106と、誤り検出器110
7と、検出結果出力部1108と、から主に構成され
る。
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。
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。
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。
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。
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。
SK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。
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。
信システム900について説明する。無線受信部100
1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。
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1
004に出力する。具体的には、適応変調制御器100
2は、ACK信号とNACK信号の受信回数からNAC
K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。
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。
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。
において符号化されたデータを変調して無線送信部10
05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。
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。
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。
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。
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Q
AM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110
6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。
い変調方式で信号が伝送されている場合、誤り検出器1
107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1
105に出力する。
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QA
Mの誤り検出結果として出力する。
108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(A
CK/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。
900の動作について説明する。
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11
06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。
所定値よりも高ければ、変調方式をQPSK変調から1
6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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
施の形態5における通信装置1000、通信装置110
0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。
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。
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。
03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100
3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。
003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。
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。
503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116
02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。
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。
4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。
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。
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1
602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。
602は、誤り計数器1601において計数されたBC
H符号ブロック毎の誤り判定ビット数が、BCH(6
3,51)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。
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1
602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。
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。
500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。
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。
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。
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。
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。
変調方式に相当するQPSK変調信号の代わりにBPS
K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QA
Mの代わりに、16値以上の多値QAMや8値以上のP
SK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。
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。
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。
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。
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1
702に出力する。例えば、平均信号点振幅算出部17
01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。
変調信号受信時の受信電力と同一受信電力で64値QA
M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、6
4値QAM信号に対する複数通りのしきい値thsを算
出する。
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。
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。
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Q
AM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。
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。
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。
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。
きい値判定誤りの判定のためのしきい値として、QPS
K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。
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。
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。
きい値判定誤り率Paを求めた後、この値に基づいて1
6QAM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。
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、th
s 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,r
q)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P
a’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(1
5)式を用いればよい。
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P
a’’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。
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。
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。
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。
4QAM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。
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。
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。
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110
0、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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Q
AM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。
4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。
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。
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(OFD
M(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。
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。
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 Gat
e Array)、ASIC(Application Specific Integrat
ed 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。
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。
するプログラムを予めROM(ReadOnly Memory)に格
納しておき、そのプログラムをCPU(Central Proces
sorUnit)によって動作させるようにしてもよい。
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。
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。
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。
出装置の構成を示すブロック図
を示す図
信号点配置を示す図
値の設定例を示す図
説明に供するフローチャート
4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
示すブロック図
信号点配置を示す図
値の設定例を示す図
ロック図
ロック図
ロック図
ブロック図
ロック図
ブロック図
すブロック図
式の信号点配置の一例を示す図
似的誤りを検出するためのしきい値の説明に供する図
供する図
供する図
ロック図
率を示す特性曲線図
を示す図
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
Claims (36)
- 【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、 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、前記第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MS
K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FS
K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する受信手段と、 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、前記第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する受信手段と、 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、前記第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、 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
を送信する送信手段とを具備する通信装置。 - 【請求項25】 送信する信号を第1の変調方式で変調
する変調手段と、変調された信号を送信する送信手段
と、通信相手が前記変調信号を受信して前記第1の変調
方式で復調した結果から前記第1の変調方式と異なる第
2の変調方式で前記信号を変調して伝送した場合の誤り
を推定して検出する検出結果を受信する受信手段と、を
具備し、前記変調手段は、前記検出結果が誤りを検出し
ない結果である場合、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通信装置。 - 【請求項26】 受信側において、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、前記復調の結果から前記第1の変調方式と
異なる第2の変調方式で前記信号を変調して伝送した場
合の誤りを推定して検出し、前記検出結果を送信し、送
信側において前記検出結果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27】 前記送信手段は、前記通信品質擬似推
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25に記載の通信装置。 - 【請求項28】 互いに通信可能な第1及び第2の送受
信局と、 前記第1の送受信局に設けられ、前記第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、 前記第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前記第2の送受信局に送
信する送信手段と、 前記受信手段により受信した前記第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、前記第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、 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通信システム。 - 【請求項29】 互いに通信可能な第1及び第2の送受
信局と、 前記第2の送受信局に設けられ、前記第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、 前記第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前記第2の送受信局に送
信する送信手段と、 前記第2の送受信局に設けられ、前記受信手段により受
信された前記第1の変調方式のディジタル変調信号の信
号点位置に基づいて、前記第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、 前記第2の送受信局に設けられ、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、 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、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。
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