JP2019216330A - ビット誤り訂正率推定装置及びビット誤り訂正率推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】前方誤り訂正によるビット誤り訂正率を容易に推定することができるビット誤り訂正率推定装置及びビット誤り訂正率推定方法を提供する。【解決手段】ＤＵＴ１００から送信されたＯＦＤＭ信号に含まれるデータサブキャリア信号を軟判定データに変換して出力する軟判定データ変換部１６と、軟判定データに対してＦＥＣ復号を行った後にＭＰＤＵに変換して出力するＦＥＣデコーダ１７と、ＭＰＤＵに対してＦＥＣ符号化を行って誤り訂正符号化データを生成するＦＥＣエンコーダ１９と、軟判定データ変換部１６により出力された軟判定データと、ＦＥＣエンコーダ１９により生成された誤り訂正符号化データとを比較することにより、軟判定データにおいてＦＥＣデコーダ１７によりＦＥＣ復号が行われたビット数の割合を示すビット誤り訂正率を推定するビット誤り訂正率推定部２０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ビット誤り訂正率推定装置及びビット誤り訂正率推定方法に関し、特に、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ）、ＤＳＲＣ Ｖ２Ｘ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ）、ＬＴＥ（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２０１）など、前方誤り訂正を使用する通信規格に基づいた通信を行う無線通信機器の出力信号品質を評価するビット誤り訂正率推定装置及びビット誤り訂正率推定方法に関する。

近年、通信システムは高速化の一途をたどっており、通信システムを構成する無線通信機器の高性能化が進んでいる。無線通信機器の出力信号品質の評価に当たっては、パワー確度や周波数誤差などの様々な評価項目があるが、特にフレーム単位やビット単位でどの程度正確に信号を送信できているかを評価することは非常に重要である。

図１３に示すように、被試験対象（Device Under Test：ＤＵＴ）としての無線通信機器の出力信号の品質を評価するための従来の試験装置４０は、例えば、受信アンテナ４１と、ＲＦ受信部４２と、シンボル検出部４３と、ＦＦＴ処理部４４と、データサブキャリア抽出部４５と、軟判定データ変換部４６と、ＦＥＣデコーダ４７と、フレーム誤り検出部４８と、ＰＥＲ測定部４９と、ＥＶＭ測定部５０と、表示部５１と、を備える（例えば、非特許文献１，２参照）。

受信アンテナ４１は、ＤＵＴ１００の送信アンテナ１１０から送信された無線信号（例えばＯＦＤＭ信号）の電磁波を受信するようになっている。ＤＵＴ１００は、例えばＤＳＲＣ Ｖ２Ｘ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ）用の無線通信機器である。

ＲＦ受信部４２は、ＤＵＴ１００から送信された無線信号をアナログのベースバンド信号にダウンコンバートした後に直交検波し、直交検波したアナログのベースバンド信号をアナログディジタル変換（Ａ／Ｄ）によってディジタルの複素ベースバンド信号に変換する受信処理を行うようになっている。

シンボル検出部４３は、ＲＦ受信部４２により受信処理された複素ベースバンド信号からＯＦＤＭシンボルを検出するようになっている。

ＦＦＴ処理部４４は、シンボル検出部４３により検出されたＯＦＤＭシンボルに対して、例えば１０ＯＦＤＭシンボルごとにＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行うことにより、サブキャリア信号を抽出するようになっている。

データサブキャリア抽出部４５は、ＦＦＴ処理部４４により抽出されたサブキャリア信号からデータサブキャリア信号を抽出するようになっている。

軟判定データ変換部４６は、データサブキャリア抽出部４５により抽出されたデータサブキャリア信号をデマッピングして、軟判定データに変換するようになっている。例えば、軟判定データは、データサブキャリア信号のビット列において、最もビット値"０"らしいビットに"−７"、最もビット値"１"らしいビットに"７"を割り当てたものである。

ＦＥＣデコーダ４７は、前方誤り訂正（Forward Error Correction：ＦＥＣ）により、軟判定データ変換部４６で得られた軟判定データに対して前方誤り訂正復号（以下、「ＦＥＣ復号」とも称する）を行った後にＭＡＣフレームデータ（MAC Protocol Data Unit：ＭＰＤＵ）に変換するようになっている。

フレーム誤り検出部４８は、ＦＥＣデコーダ４７から出力されたＭＰＤＵに対してフレーム誤りを検出するようになっている。例えば、フレーム誤り検出部４８は、ＭＰＤＵに付与されたＦＣＳ（Frame Check Sequence）を用いた誤り検出を行う。

ＰＥＲ測定部４９は、フレーム誤り検出部４８の検出結果に基づいて、パケット誤り率（Packet Error Ratio：ＰＥＲ）測定を行うようになっている。ＰＥＲ測定部４９は、ＤＵＴ１００から例えば１０００フレーム分のＭＰＤＵを送信させた場合に、試験装置４０で何フレームを正常に受信できるかを測定する。例えば、試験装置４０で１０００フレームのうち９９８フレームが正常に受信された場合には、ＰＥＲは０．２％となる。

ＥＶＭ測定部５０は、軟判定データ変換部４６から出力された軟判定データに基づいて、ＤＵＴ１００から送信されたデータサブキャリア信号の変調シンボルがＩＱ平面上の理想位置からどの程度ずれているかを示す変調精度（Error Vector Magnitude：ＥＶＭ）を算出するようになっている。この変調シンボルが大きく理想位置からずれると、ビット化けが発生するが、ＦＥＣデコーダ４７によって多少の誤りは回復されるため、必ずしもフレーム誤り検出部４８でフレーム誤りが検出されるとは限らない。

しかしながら、図１３に示した構成では、フレーム単位の誤り率しか分からず、ビット単位での誤り率を評価することは不可能である。

ビット単位での誤り率を評価できる試験装置としては、ＤＵＴから送信されたフレームを構成するビット列のパターンと、あらかじめ装置内に記憶されたパターンとを比較した結果に基づいて、ＤＵＴから送信されたフレームに含まれるビットの誤りを検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２２８５９９号公報

IEEE Std 802.11-2012, IEEE Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks-Specific requirements, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications Joachim Hagenauer, Peter Hoeher, "A Viterbi algorithm with soft-decision outputs and its applications", IEEE GLOBECOM, 1989

しかしながら、特許文献１並びに非特許文献１，２に開示された構成では、ＦＥＣによるビット誤り訂正がどの程度行われたかを評価できないという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、ＦＥＣによるビット誤り訂正率を容易に推定することができるビット誤り訂正率推定装置及びビット誤り訂正率推定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るビット誤り訂正率推定装置は、被試験対象から送信されたＯＦＤＭ信号をディジタルの複素ベースバンド信号に変換するＲＦ受信部と、前記複素ベースバンド信号からＯＦＤＭシンボルを検出するシンボル検出部と、前記シンボル検出部により検出された前記ＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理を行うことにより、サブキャリア信号を抽出するＦＦＴ処理部と、前記サブキャリア信号からデータサブキャリア信号を抽出するデータサブキャリア抽出部と、前記データサブキャリア信号を軟判定データに変換して出力する軟判定データ変換部と、前記軟判定データに対して前方誤り訂正復号を行った後にＭＡＣフレームデータに変換して出力するＦＥＣデコーダと、前記ＭＡＣフレームデータに対して前方誤り訂正符号化を行って誤り訂正符号化データを生成するＦＥＣエンコーダと、前記軟判定データ変換部により出力された前記軟判定データと前記誤り訂正符号化データとを比較することにより、前記軟判定データにおいて前記ＦＥＣデコーダにより前方誤り訂正復号が行われたビット数の割合を示すビット誤り訂正率を推定するビット誤り訂正率推定部と、を備える構成である。

この構成により、本発明に係るビット誤り訂正率推定装置は、特別な設定や接続を必要とせずにＦＥＣによるビット誤り訂正率を容易に推定することができる。これにより、例えば、被試験対象におけるＦＥＣエンコード処理に異常があるか否かをユーザが判断することが可能となる。

また、本発明に係るビット誤り訂正率推定装置は、前記ＭＡＣフレームデータに対してフレーム誤りを検出するフレーム誤り検出部と、前記フレーム誤り検出部により前記ＭＡＣフレームデータのフレーム誤りが検出された場合に、前記ＦＥＣデコーダにより出力された前記ＭＡＣフレームデータのビット誤り率が０となる前記ビット誤り訂正率の上限値を示す符号化利得を、前記ビット誤り訂正率推定部により推定された前記ビット誤り訂正率から減算した値に所定係数を乗じることにより、前記ビット誤り訂正率に対する前記ＭＡＣフレームデータのビット誤り率を推定するＢＥＲ推定部と、を更に備える構成である。

この構成により、本発明に係るビット誤り訂正率推定装置は、ＢＥＲ推定値を提示することで、より少ないサンプル、試行回数で被試験対象の実力を測定できる。また、本発明に係るビット誤り訂正率推定装置は、ＢＥＲ測定で一般に必要となる、既知のデータパターンや被試験対象から試験装置に送信データを通知する仕組みが不要であるため、被試験対象から任意のデータを送信させるだけで、簡易にＢＥＲ測定を行うことができる。

また、本発明に係るビット誤り訂正率推定装置においては、ビット誤り訂正率推定部は、前記軟判定データ変換部により出力された前記軟判定データを硬判定データに変換する硬判定データ変換部と、前記誤り訂正符号化データと前記硬判定データとで不一致となるビット数を検出するビット数検出部と、前記ビット数検出部により検出されたビット数を前記硬判定データのビット数で除した値を前記ビット誤り訂正率として算出するビット誤り訂正率算出部と、を備える構成であってもよい。

また、本発明に係るビット誤り訂正率推定装置においては、前記ＦＥＣデコーダによる前記前方誤り訂正復号は、ビタビアルゴリズムに基づく復号であり、前記ＦＥＣエンコーダによる前記前方誤り訂正符号化は、畳み込み符号化であってもよい。

また、本発明に係るビット誤り訂正率推定方法は、被試験対象から送信されたＯＦＤＭ信号をディジタルの複素ベースバンド信号に変換するＲＦ受信ステップと、前記複素ベースバンド信号からＯＦＤＭシンボルを検出するシンボル検出ステップと、前記シンボル検出ステップにより検出された前記ＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理を行うことにより、サブキャリア信号を抽出するＦＦＴ処理ステップと、前記サブキャリア信号からデータサブキャリア信号を抽出するデータサブキャリア抽出ステップと、前記データサブキャリア信号を軟判定データに変換して出力する軟判定データ変換ステップと、前記軟判定データに対して前方誤り訂正復号を行った後にＭＡＣフレームデータに変換して出力するＦＥＣデコードステップと、前記ＭＡＣフレームデータに対して前方誤り訂正符号化を行って誤り訂正符号化データを生成するＦＥＣエンコードステップと、前記軟判定データ変換ステップにより出力された前記軟判定データと前記誤り訂正符号化データとを比較することにより、前記軟判定データにおいて前記ＦＥＣデコードステップにより前方誤り訂正復号が行われたビット数の割合を示すビット誤り訂正率を推定するビット誤り訂正率推定ステップと、を含む構成である。

この構成により、本発明に係るビット誤り訂正率推定方法は、特別な設定や接続を必要とせずにＦＥＣによるビット誤り訂正率を容易に推定することができる。これにより、例えば、被試験対象におけるＦＥＣエンコード処理に異常があるか否かをユーザが判断することが可能となる。

また、本発明に係るビット誤り訂正率推定方法は、前記ＭＡＣフレームデータに対してフレーム誤りを検出するフレーム誤り検出ステップと、前記フレーム誤り検出ステップにより前記ＭＡＣフレームデータのフレーム誤りが検出された場合に、前記ＦＥＣデコードステップにより出力された前記ＭＡＣフレームデータのビット誤り率が０となる前記ビット誤り訂正率の上限値を示す符号化利得を、前記ビット誤り訂正率推定ステップにより推定された前記ビット誤り訂正率から減算した値に所定係数を乗じることにより、前記ビット誤り訂正率に対する前記ＭＡＣフレームデータのビット誤り率を推定するＢＥＲ推定ステップと、を更に含む構成である。

この構成により、本発明に係るビット誤り訂正率推定方法は、ＢＥＲ推定値を提示することで、より少ないサンプル、試行回数で被試験対象の実力を測定できる。また、本発明に係るビット誤り訂正率推定方法は、ＢＥＲ測定で一般に必要となる、既知のデータパターンや被試験対象から試験装置に送信データを通知する仕組みが不要であるため、被試験対象から任意のデータを送信させるだけで、簡易にＢＥＲ測定を行うことができる。

本発明は、ＦＥＣによるビット誤り訂正率を容易に推定することができるビット誤り訂正率推定装置及びビット誤り訂正率推定方法を提供するものである。

本発明の第１の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置の構成を示すブロック図である。 １６ＱＡＭで変調されたデータサブキャリア信号の理想的なコンスタレーションを示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置が備えるビット誤り訂正率推定部の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置が備えるビット数検出部の動作を説明するための表である。 本発明の第１の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置が備える受信アンテナにより受信されたＯＦＤＭ信号のＳＮＲに対するＥＶＭとＦＥＣビット訂正率の変化の一例を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置が備える受信アンテナによりＯＦＤＭ信号とそれに対する干渉波が受信された場合における、ＯＦＤＭ信号のＳＮＲに対するＥＶＭとＦＥＣビット訂正率の変化の一例を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置が備えるフレーム誤り検出部によりフレーム誤りが検出されない場合のコンスタレーションの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置が備えるフレーム誤り検出部によりフレーム誤りが検出された場合のコンスタレーションの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置が備える表示部の表示例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置が備えるＢＥＲ推定部により推定されたＢＥＲの推定値と実測値を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置を用いるビット誤り訂正率推定方法の処理を示すフローチャートである。 従来の試験装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明に係るビット誤り訂正率推定装置及びビット誤り訂正率推定方法の実施形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置１は、受信アンテナ１１と、ＲＦ受信部１２と、シンボル検出部１３と、ＦＦＴ処理部１４と、データサブキャリア抽出部１５と、軟判定データ変換部１６と、ＦＥＣデコーダ１７と、フレーム誤り検出部１８と、ＦＥＣエンコーダ１９と、ビット誤り訂正率推定部２０と、制御部２１と、表示部２２と、を備える。

受信アンテナ１１は、ＤＵＴ１００の送信アンテナ１１０から送信されたＯＦＤＭ信号の電磁波を受信するようになっている。

ＤＵＴ１００は、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ）、ＤＳＲＣ Ｖ２Ｘ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ）、ＬＴＥ（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２０１）など、ＦＥＣを使用する通信規格に基づいた通信を行うものであり、例えば無線通信アンテナとＲＦ回路を有する無線通信機器である。なお以降では、ＤＵＴ１００がＤＳＲＣ Ｖ２Ｘ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ）用の無線通信機器である場合を例に挙げて説明する。

ＲＦ受信部１２は、ＤＵＴ１００から送信されたＯＦＤＭ信号をアナログのベースバンド信号にダウンコンバートした後に直交検波し、直交検波したアナログのベースバンド信号をアナログディジタル変換（Ａ／Ｄ）によってディジタルの複素ベースバンド信号に変換する受信処理を行うようになっている。

シンボル検出部１３は、ＲＦ受信部１２により受信処理された複素ベースバンド信号からＯＦＤＭシンボルを検出するようになっている。

ＦＦＴ処理部１４は、シンボル検出部１３により検出されたＯＦＤＭシンボルに対して、例えば１０ＯＦＤＭシンボルごとにＦＦＴ処理を行うことにより、サブキャリア信号を抽出するようになっている。

データサブキャリア抽出部１５は、ＦＦＴ処理部１４により抽出されたサブキャリア信号からデータサブキャリア信号を抽出するようになっている。例えば、データサブキャリア信号の変調方式が１６ＱＡＭでＥＶＭが０％の理想的な状態では、図２の黒丸で示すシンボル点にデータサブキャリア信号がマッピングされる。

軟判定データ変換部１６は、データサブキャリア抽出部１５により抽出されたデータサブキャリア信号をデマッピングして、軟判定データに変換して出力するようになっている。例えば、軟判定データは、データサブキャリア信号のビット列において、最もビット値"０"らしいビットに"−７"、最もビット値"１"らしいビットに"７"を割り当てたものである。例えば、図２におけるシンボル点"１，１，１，０"は、軟判定データの表現では"７，７，７，−７"となる。また、本来"１，１，１，０"の位置にあるべきシンボル点が、図２に白丸で示すようにシンボル点"１，１，１，０"と"１，０，１，０"の中間付近に位置する場合には、２番目のビットが不確かであるため、軟判定データの表現では"７，１，７，−７"となる。

ＦＥＣデコーダ１７は、軟判定データ変換部１６で得られた軟判定データに対してＦＥＣ復号を行った後にＭＰＤＵに変換して出力するようになっている。ＦＥＣデコーダ１７によるＦＥＣ復号は、例えば、ビタビアルゴリズムに基づく復号である。受信アンテナ１１により受信されたＯＦＤＭ信号のＥＶＭが悪いために、軟判定データ変換部１６から出力された軟判定データにおいてビットレベルで誤りが発生していても、ＦＥＣデコーダ１７によりある程度その誤りが回復される。

フレーム誤り検出部１８は、ＦＥＣデコーダ１７から出力されたＭＰＤＵに対してフレーム誤りを検出するようになっている。例えば、フレーム誤り検出部１８は、ＭＰＤＵに付与されたＦＣＳを用いた誤り検出を行う。

ＦＥＣエンコーダ１９は、ＦＥＣデコーダ１７から出力されたＭＰＤＵに対して前方誤り訂正符号化（以下、「ＦＥＣ符号化」とも称する）を行って誤り訂正符号化データを生成するようになっている。ＦＥＣエンコーダ１９によるＦＥＣ符号化は、例えば、所定の符号化率及び拘束長での畳み込み符号化である。

ビット誤り訂正率推定部２０は、軟判定データ変換部１６により出力された軟判定データと、ＦＥＣエンコーダ１９により生成された誤り訂正符号化データとを比較することにより、軟判定データ変換部１６から出力された軟判定データにおいて、ＦＥＣデコーダ１７によりＦＥＣ復号が行われたビット数、あるいは、ＦＥＣデコーダ１７によりＦＥＣ復号が行われたビット数の割合を示すＦＥＣビット訂正率（ビット誤り訂正率）を推定するようになっている。

例えば、図３に示すように、ビット誤り訂正率推定部２０は、硬判定データ変換部３１と、硬判定データバッファ３２と、ビット数検出部３３と、ビット誤り訂正率算出部３４と、を含む。

硬判定データ変換部３１は、軟判定データ変換部１６により出力された軟判定データに対して硬判定を行って硬判定データに変換するようになっている。例えば、軟判定データのビット列"−７，７，７，−１，−７，２，１，２，３，７"に対して硬判定データ変換部３１が硬判定を行うと、出力ビット列は"０，１，１，０，０，１，１，１，１，１"となる。

硬判定データバッファ３２は、硬判定データ変換部３１から出力された硬判定データを、例えばＭＰＤＵの１フレーム分だけ順次蓄積するようになっている。

ビット数検出部３３は、ＦＥＣエンコーダ１９から出力された硬判定ビット列からなる誤り訂正符号化データを正解データとして、硬判定データバッファ３２から読み出した例えば１フレーム分の硬判定データと比較して不一致となるビット数を検出するようになっている。つまり、不一致となるビットはＦＥＣデコーダ１７により訂正されたビットである。

例えば、図４に示すように、ＦＥＣエンコーダ１９からの誤り訂正符号化データのビット列を系列Ａ、硬判定データバッファ３２からの硬判定データのビット列を系列Ｂとしたときには、系列Ｂが３ビット訂正されたことが分かる。

ビット誤り訂正率算出部３４は、ビット数検出部３３により検出されたビット数を、ビット数検出部３３により誤り訂正符号化データと比較された硬判定データのビット数で除した値をＦＥＣビット訂正率として算出するようになっている。

図５は、受信アンテナ１１により受信されたＯＦＤＭ信号のＳＮＲ（Signal Noise Ratio）に対するＥＶＭとＦＥＣビット訂正率の変化の一例を示すグラフである。ここでのＥＶＭは、軟判定データ変換部１６から出力された軟判定データに基づいて算出されたものである。

図５における領域Ａ１，Ｂ１は、フレーム誤り検出部１８によりＭＰＤＵのフレーム誤りが検出されないＳＮＲの範囲を示している。低ＳＮＲ側の領域Ａ１では、ＦＥＣデコーダ１７によるＭＰＤＵの誤り訂正も行われず、ＦＥＣビット訂正率は０である。高ＳＮＲ側の領域Ｂ１では、領域Ａ１と比較してＥＶＭが悪化するとともに、ＦＥＣビット訂正率も上昇している。つまり、領域Ｂ１では、ＦＥＣデコーダ１７の誤り訂正により、ＭＰＤＵのビット誤りが完全に訂正されている。なお、この領域Ｂ１が極端に狭い場合には、ＤＵＴ１００におけるＦＥＣエンコード処理に異常があると考えられる。

図５における領域Ｃ１は、領域Ｂ１よりも更にＥＶＭが悪化して、ＦＥＣデコーダ１７によるＭＰＤＵの誤り訂正が追い付かず、フレーム誤り検出部１８によりＭＰＤＵのフレーム誤りが検出されるＳＮＲの範囲を示している。

図６は、受信アンテナ１１によりＯＦＤＭ信号とそれに対する干渉波が受信された場合における、ＯＦＤＭ信号のＳＮＲに対するＥＶＭとＦＥＣビット訂正率の変化の一例を示すグラフである。ここでのＥＶＭも図５のグラフと同様に、軟判定データ変換部１６から出力された軟判定データに基づいて算出されたものである。

図６における領域Ａ２，Ｂ２は、フレーム誤り検出部１８によりＭＰＤＵのフレーム誤りが検出されないＳＮＲの範囲を示している。低ＳＮＲ側の領域Ａ２では、ＥＶＭが比較的良好であるにもかかわらず、ＦＥＣデコーダ１７によるＭＰＤＵの誤り訂正が行われて、ＦＥＣビット訂正率が０ではない値となる。高ＳＮＲ側の領域Ｂ２では、領域Ａ２と比較してＥＶＭが悪化するとともに、ＦＥＣビット訂正率も上昇している。つまり、領域Ａ２，Ｂ２では、ＦＥＣデコーダ１７の誤り訂正により、ＭＰＤＵのビット誤りが完全に訂正されている。

図６における領域Ｃ２は、領域Ｂ２よりも更にＥＶＭが悪化して、ＦＥＣデコーダ１７によるＭＰＤＵの誤り訂正が追い付かず、フレーム誤り検出部１８によりＭＰＤＵのフレーム誤りが検出されるＳＮＲの範囲を示している。

図７は、データサブキャリア信号の変調方式が１６ＱＡＭの場合に、領域Ｂ１，Ｂ２に相当する領域でのコンスタレーションの一例を示している。また、図８は、データサブキャリア信号の変調方式が１６ＱＡＭの場合に、領域Ｃ１，Ｃ２に相当する領域でのコンスタレーションの一例を示している。

制御部２１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、ビット誤り訂正率推定装置１を構成する上記各部の動作を制御する。

なお、ビット誤り訂正率推定部２０は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのディジタル回路で構成することや、制御部２１による所定のプログラムの実行によりソフトウェア的に構成することが可能である。あるいは、ビット誤り訂正率推定部２０は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。

表示部２２は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、制御部２１からの制御信号に応じて、ビット誤り訂正率推定部２０により推定されたＦＥＣビット訂正率の値などの各種表示内容を表示するようになっている。例えば図９の表示部２２の表示例において下から２行目に示されているように、ＦＥＣビット訂正率は"CorrectedBitsByFEC：3.65％"のように表示される。

以上説明したように、本実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置１は、受信したＯＦＤＭ信号に対するＦＥＣによる誤り訂正前後でのビット列の変化を検出することにより、特別な設定や接続を必要とせずにＦＥＣビット訂正率を容易に推定することができる。これにより、例えば、ＤＵＴ１００におけるＦＥＣエンコード処理に異常があるか否かをユーザが判断することが可能となる。

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置２について図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、第１の実施形態と同様の動作についても適宜説明を省略する。

図１０に示すように、本発明の第２の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置２は、第１の実施形態の構成に加えて、ＢＥＲ推定部２３を備える。

ＢＥＲ推定部２３は、ＦＥＣデコーダ１７から出力されたＭＰＤＵのフレーム誤りがフレーム誤り検出部１８により検出されなかった場合に、ＭＰＤＵのビット誤り率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）の推定値（ＢＥＲ推定値）が０％であると推定する。

また、ＢＥＲ推定部２３は、ＦＥＣデコーダ１７から出力されたＭＰＤＵのフレーム誤りがフレーム誤り検出部１８により検出された場合に、ＦＥＣビット訂正率に対するＭＰＤＵのＢＥＲを推定するようになっている。

ＦＥＣデコーダ１７により出力されたＭＰＤＵのＢＥＲが０となるＦＥＣビット訂正率の上限値は符号化利得と呼ばれ、符号の種類、拘束長、符号化率などに基づいて定まる。ＦＥＣビット訂正率が、符号化利得を超えている場合には、ＦＥＣデコーダ１７での誤り訂正が間に合わないためにＭＰＤＵにおいてビット化けが残った状態となる。そのため、ＦＥＣビット訂正率とＭＰＤＵのＢＥＲには比例関係がある。

よって、ＢＥＲ推定部２３は、下記の式（１）によりＭＰＤＵのＢＥＲ推定値を算出する。
ＢＥＲ推定値＝（ＦＥＣビット訂正率−符号化利得）×ｃ［％］ ・・・（１）

すなわち、ＢＥＲ推定部２３は、ビット誤り訂正率推定部２０により推定されたＦＥＣビット訂正率から符号化利得を減算した値に所定係数ｃ（＝２）を乗じることにより、ＢＥＲ推定値を算出する。

また、所定係数ｃが２となる理由は次に述べるとおりである。ＦＥＣデコーダ１７により誤り訂正しきれなかったＭＰＤＵのビットは、訂正後のビット列内でランダムビットになる。このため、ビット誤り訂正率推定部２０のビット数検出部３３における誤り訂正符号化データと硬判定データとの間でのビット列の比較は、ランダムビットと定数ビットとの比較となるため、ビット数検出部３３において実際のビット誤り数のおよそ半分のみが検出されることになる。よって、ビット数検出部３３により検出されたビット誤り数を所定係数ｃにより２倍にする必要がある。なお、符号化利得領域内では、ＦＥＣデコーダ１７により完全に誤り訂正が行われて、ＭＰＤＵの訂正後のビット列は定数となるので、ビット誤り数を補正する必要はない。

例えば、ＤＳＲＣ Ｖ２Ｘ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ）に基づくＯＦＤＭ信号は、拘束長７、符号化率１／２の畳み込み符号で符号化されており、符号化利得は９％となる。このＯＦＤＭ信号をＦＥＣデコーダ１７がビタビアルゴリズムで訂正した場合の、ＦＥＣビット訂正率に対するＢＥＲ推定値及びＢＥＲ実測値は図１１のグラフに示すようなものとなる。

図１１のグラフにおいては、ＦＥＣビット訂正率が符号化利得の９％以下であるときには、ＢＥＲ推定値及びＢＥＲ実測値は共に０％となる。ＦＥＣビット訂正率がおよそ９％から１５％の範囲では、式（１）で表現されるＢＥＲ推定値とＢＥＲ実測値とがよく一致していることが分かる。

例えば、ＦＥＣビット訂正率が１４．８％の場合は、下記に示すようにＢＥＲ推定値とＢＥＲ実測値はおおむね合致する。
ＢＥＲ推定値＝（１４．８−９）×２＝１１．６％
ＢＥＲ実測値＝１０．８％

なお、ＢＥＲ推定部２３は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのディジタル回路で構成することや、制御部２１による所定のプログラムの実行によりソフトウェア的に構成することが可能である。あるいは、ＢＥＲ推定部２３は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。

表示部２２は、本実施形態においては、制御部２１からの制御信号に応じて、ＢＥＲ推定部２３により推定されたＢＥＲ推定値などの各種表示内容を表示するようになっている。例えば、ＢＥＲ推定値は"EstimatedBER：11.6%"などのように表示部２２に表示される。

（ビット誤り訂正率推定方法）
以下、第１及び第２の実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置１，２を用いるビット誤り訂正率推定方法について、図１２のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。

まず、ＤＵＴ１００はＯＦＤＭ信号を送信する（ステップＳ１）。

次に、ＲＦ受信部１２は、受信アンテナ１１で受信されたＯＦＤＭ信号をディジタルの複素ベースバンド信号に変換する（ＲＦ受信ステップＳ２）。

次に、シンボル検出部１３は、ＲＦ受信ステップＳ２で得られた複素ベースバンド信号からＯＦＤＭシンボルを検出する（シンボル検出ステップＳ３）。

次に、ＦＦＴ処理部１４は、シンボル検出ステップＳ３により検出されたＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理を行うことにより、サブキャリア信号を抽出する（ＦＦＴ処理ステップＳ４）。

次に、データサブキャリア抽出部１５は、ＦＦＴ処理ステップＳ４により得られたサブキャリア信号からデータサブキャリア信号を抽出する（データサブキャリア抽出ステップＳ５）。

次に、軟判定データ変換部１６は、データサブキャリア抽出ステップＳ５により抽出されたデータサブキャリア信号を軟判定データに変換して出力する（軟判定データ変換ステップＳ６）。

次に、ＦＥＣデコーダ１７は、軟判定データ変換ステップＳ６により出力された軟判定データに対してＦＥＣ復号を行った後にＭＰＤＵに変換して出力する（ＦＥＣデコードステップＳ７）。

次に、ＦＥＣエンコーダ１９は、ＦＥＣデコードステップＳ７により出力されたＭＰＤＵに対してＦＥＣ符号化を行って誤り訂正符号化データを生成する（ＦＥＣエンコードステップＳ８）。

次に、ビット誤り訂正率推定部２０は、軟判定データ変換ステップＳ６により出力された軟判定データと、ＦＥＣエンコードステップＳ８により生成された誤り訂正符号化データとを比較することにより、軟判定データ変換ステップＳ６により出力された軟判定データについてＦＥＣビット訂正率を推定する（ビット誤り訂正率推定ステップＳ９）。

次に、フレーム誤り検出部１８は、ＦＥＣデコードステップＳ７により出力されたＭＰＤＵに対してフレーム誤りを検出する（フレーム誤り検出ステップＳ１０）。

次に、ＢＥＲ推定部２３は、ビット誤り訂正率推定ステップＳ９により推定されたＦＥＣビット訂正率と、フレーム誤り検出ステップＳ１０の検出結果に応じて、ＭＰＤＵのＢＥＲ推定値を推定する（ＢＥＲ推定ステップＳ１１）。

次に、表示部２２は、ビット誤り訂正率推定ステップＳ９により推定されたＦＥＣビット訂正率と、ＢＥＲ推定ステップＳ１１により推定されたＢＥＲ推定値を表示する（ステップＳ１２）。

なお、上記のステップＳ１〜Ｓ９，Ｓ１２の処理は、ビット誤り訂正率推定装置１，２に共通の処理である。また、ステップＳ１０，Ｓ１１の処理は、ビット誤り訂正率推定装置２に関する処理である。

以上説明したように、本実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置２は、ＢＥＲ推定値を提示することで、より少ないサンプル、試行回数でＤＵＴ１００の実力を測定できる。また、本実施形態に係るビット誤り訂正率推定装置２は、ＢＥＲ測定で一般に必要となる、既知のデータパターンやＤＵＴ１００から試験装置に送信データを通知する仕組みが不要であるため、ＤＵＴ１００から任意のデータを送信させるだけで、簡易にＢＥＲ測定を行うことができる。

１，２ 誤り訂正率推定装置
１１ 受信アンテナ
１２ ＲＦ受信部
１３ シンボル検出部
１４ ＦＦＴ処理部
１５ データサブキャリア抽出部
１６ 軟判定データ変換部
１７ ＦＥＣデコーダ
１８ フレーム誤り検出部
１９ ＦＥＣエンコーダ
２０ ビット誤り訂正率推定部
２１ 制御部
２２ 表示部
２３ ＢＥＲ推定部
３１ 硬判定データ変換部
３２ 硬判定データバッファ
３３ ビット数検出部
３４ ビット誤り訂正率算出部
１００ ＤＵＴ
１１０ 送信アンテナ

Claims (6)

1. 被試験対象（１００）から送信されたＯＦＤＭ信号をディジタルの複素ベースバンド信号に変換するＲＦ受信部（１２）と、
   前記複素ベースバンド信号からＯＦＤＭシンボルを検出するシンボル検出部（１３）と、
   前記シンボル検出部により検出された前記ＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理を行うことにより、サブキャリア信号を抽出するＦＦＴ処理部（１４）と、
   前記サブキャリア信号からデータサブキャリア信号を抽出するデータサブキャリア抽出部（１５）と、
   前記データサブキャリア信号を軟判定データに変換して出力する軟判定データ変換部（１６）と、
   前記軟判定データに対して前方誤り訂正復号を行った後にＭＡＣフレームデータに変換して出力するＦＥＣデコーダ（１７）と、
   前記ＭＡＣフレームデータに対して前方誤り訂正符号化を行って誤り訂正符号化データを生成するＦＥＣエンコーダ（１９）と、
   前記軟判定データ変換部により出力された前記軟判定データと前記誤り訂正符号化データとを比較することにより、前記軟判定データにおいて前記ＦＥＣデコーダにより前方誤り訂正復号が行われたビット数の割合を示すビット誤り訂正率を推定するビット誤り訂正率推定部（２０）と、を備えることを特徴とするビット誤り訂正率推定装置。
2. 前記ＭＡＣフレームデータに対してフレーム誤りを検出するフレーム誤り検出部（１８）と、
   前記フレーム誤り検出部により前記ＭＡＣフレームデータのフレーム誤りが検出された場合に、前記ＦＥＣデコーダにより出力された前記ＭＡＣフレームデータのビット誤り率が０となる前記ビット誤り訂正率の上限値を示す符号化利得を、前記ビット誤り訂正率推定部により推定された前記ビット誤り訂正率から減算した値に所定係数を乗じることにより、前記ビット誤り訂正率に対する前記ＭＡＣフレームデータのビット誤り率を推定するＢＥＲ推定部（２３）と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のビット誤り訂正率推定装置。
3. ビット誤り訂正率推定部は、
   前記軟判定データ変換部により出力された前記軟判定データを硬判定データに変換する硬判定データ変換部（３１）と、
   前記誤り訂正符号化データと前記硬判定データとで不一致となるビット数を検出するビット数検出部（３３）と、
   前記ビット数検出部により検出されたビット数を前記硬判定データのビット数で除した値を前記ビット誤り訂正率として算出するビット誤り訂正率算出部（３４）と、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のビット誤り訂正率推定装置。
4. 前記ＦＥＣデコーダによる前記前方誤り訂正復号は、ビタビアルゴリズムに基づく復号であり、
   前記ＦＥＣエンコーダによる前記前方誤り訂正符号化は、畳み込み符号化であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のビット誤り訂正率推定装置。
5. 被試験対象（１００）から送信されたＯＦＤＭ信号をディジタルの複素ベースバンド信号に変換するＲＦ受信ステップ（Ｓ２）と、
   前記複素ベースバンド信号からＯＦＤＭシンボルを検出するシンボル検出ステップ（Ｓ３）と、
   前記シンボル検出ステップにより検出された前記ＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理を行うことにより、サブキャリア信号を抽出するＦＦＴ処理ステップ（Ｓ４）と、
   前記サブキャリア信号からデータサブキャリア信号を抽出するデータサブキャリア抽出ステップ（Ｓ５）と、
   前記データサブキャリア信号を軟判定データに変換して出力する軟判定データ変換ステップ（Ｓ６）と、
   前記軟判定データに対して前方誤り訂正復号を行った後にＭＡＣフレームデータに変換して出力するＦＥＣデコードステップ（Ｓ７）と、
   前記ＭＡＣフレームデータに対して前方誤り訂正符号化を行って誤り訂正符号化データを生成するＦＥＣエンコードステップ（Ｓ８）と、
   前記軟判定データ変換ステップにより出力された前記軟判定データと前記誤り訂正符号化データとを比較することにより、前記軟判定データにおいて前記ＦＥＣデコードステップにより前方誤り訂正復号が行われたビット数の割合を示すビット誤り訂正率を推定するビット誤り訂正率推定ステップ（Ｓ９）と、を含むことを特徴とするビット誤り訂正率推定方法。
6. 前記ＭＡＣフレームデータに対してフレーム誤りを検出するフレーム誤り検出ステップ（Ｓ１０）と、
   前記フレーム誤り検出ステップにより前記ＭＡＣフレームデータのフレーム誤りが検出された場合に、前記ＦＥＣデコードステップにより出力された前記ＭＡＣフレームデータのビット誤り率が０となる前記ビット誤り訂正率の上限値を示す符号化利得を、前記ビット誤り訂正率推定ステップにより推定された前記ビット誤り訂正率から減算した値に所定係数を乗じることにより、前記ビット誤り訂正率に対する前記ＭＡＣフレームデータのビット誤り率を推定するＢＥＲ推定ステップ（Ｓ１１）と、を更に含むことを特徴とする請求項５に記載のビット誤り訂正率推定方法。

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