JP2022153920A - 干渉波判定装置、干渉波判定方法、干渉波判定プログラム及び受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】干渉波を高精度に判定することができる干渉波判定装置、干渉波判定方法、干渉波判定プログラム及び受信機を提供する。【解決手段】実施形態の干渉波判定装置３０は、畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機１０から受信した受信機２０に設けられ、複数回受信することにより複数回誤り訂正復号された各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において順番に最尤系列と最尤系列以外の系列との尤度の差を算出する誤り訂正復号部２２と、算出した差が第１閾値未満の場合に、受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、初めに低信頼度シンボル系列と判定されたシンボル位置を低信頼度シンボル位置とするとともに、低信頼度系列数が第２閾値以上かを判定する信頼度判定部３１と、低信頼度シンボル系列における低信頼度シンボル位置の分散が第３閾値未満の場合に干渉波が存在すると判定する干渉波判定部３２とを備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、干渉波判定装置、干渉波判定方法、干渉波判定プログラム及び受信機に関する。

特許文献２には、送信局で生成される送信信号を復元し、復元した送信信号と復調部から得られた受信信号とをキャリア単位で比較し、比較結果から求まるユークリッド距離の積算値を、キャリア毎に含まれる妨害信号量とみなす受信装置が記載されている。

特許文献３には、受信シンボルの雑音電力を算出し、閾値と比較することで、干渉波を検出する受信装置が記載されている。

特開２０１１－０７８１０５号公報 特開２０１３－０５５３６８号公報 特開２００９－２８４１５６号公報

電子攻撃（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ａｔｔａｃｋ、以下、ＥＡと呼ぶ。）の通信妨害（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｊａｍｍｉｎｇ、以下、ＣＯＭＪＡＭと呼ぶ。）手法として周波数掃引妨害がある。これは、通信に使用している周波数を特定し、その周波数に対してノイズ電波を放射することで通信を妨害する。対策として、例えば、妨害される前に周波数を切り替える周波数ホッピング（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ、以下、ＦＨと呼ぶ。）手法等がある。しかしながら、例えば、ＦＨにおけるＦＨ速度を超える性能で妨害を受けた場合には、通信不能となるだけでなく、妨害を受けているのか、そもそも空間雑音が大きく通信できないのか、判断することができず対処が困難となる。

本開示の目的は、上述した課題を鑑み、干渉波を高精度に判定することができる干渉波判定装置、干渉波判定方法、干渉波判定プログラム及び受信機を提供することにある。

一実施の形態に係る干渉波判定装置は、畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から受信した受信機に設けられ、複数回受信することにより、前記複数回誤り訂正復号された各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出する誤り訂正復号部と、算出した前記差が第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするとともに、前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上かを判定する信頼度判定部と、前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出し、前記分散が第３閾値未満の場合に干渉波が存在すると判定する干渉波判定部と、を備える。

一実施の形態に係る干渉波判定方法は、畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から複数回受信するステップと、前記複数回受信することにより、前記送信シンボル系列を前記複数回誤り訂正復号し、各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出するステップと、算出した前記差が第１閾値未満か判定するステップと、前記差が前記第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするステップと、前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上か判定するステップと、前記低信頼度系列数が前記第２閾値以上の場合に、前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出するステップと、前記分散が第３閾値未満か判定するステップと、前記分散が第３閾値未満の場合に、干渉波が存在すると判定するステップと、を備える。

一実施の形態に係る干渉波判定プログラムは、畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から複数回受信させるステップと、前記複数回受信することにより、前記送信シンボル系列を前記複数回誤り訂正復号させ、各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出させるステップと、算出した前記差が第１閾値未満か判定させるステップと、前記差が前記第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするステップと、前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上か判定させるステップと、前記低信頼度系列数が前記第２閾値以上の場合に、前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出させるステップと、前記分散が第３閾値未満か判定させるステップと、前記分散が第３閾値未満の場合に、干渉波が存在すると判定させるステップと、をコンピュータに実行させる。

一実施の形態に係る受信機は、畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から複数回受信する復調部と、前記復調部が復調した複数の前記送信シンボル系列を、複数の受信シンボル系列に前記複数回誤り訂正復号し、各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出する誤り訂正復号部と、算出した前記差が第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするとともに、前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上か判定する信頼度判定部と、前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出し、前記分散が第３閾値未満の場合に干渉波が存在すると判定する干渉波判定部と、を備える。

一実施の形態によれば、干渉波を高精度に判定することができる干渉波判定装置、干渉波判定方法、干渉波判定プログラム及び受信機を提供する。

比較例に係る送信機、受信機及びＥＡ装置を例示した構成図である。 比較例に係る送信機及び受信機を例示したブロック図である。 比較例に係る送信方法を例示したフローチャート図である。 比較例に係る畳み込み符号化器の構成を例示した図である。 比較例に係る畳み込み符号化器の状態遷移及び各状態の状態定義を例示した図である。 比較例に係る受信方法を例示したフローチャート図である。 比較例に係る復号方法において、畳み込み符号化器の内部状態遷移を示すトレリス線図を例示した図である。 比較例に係る信頼度の判定方法において、ビタビアルゴリズムにおける尤度計算及び信頼度判定を例示した図である。 実施形態１に係る送信機及び受信機を例示したブロック図である。 実施形態１に係る干渉波判定装置を例示したブロック図である。 実施形態１に係る干渉波判定部が判定する分散を例示したグラフであり、横軸は、低信頼度シンボル系列の各要素番号を示し、縦軸は、低信頼度シンボル位置を示す。 実施形態１に係る干渉波判定部が判定する分散を例示したグラフであり、横軸は、低信頼度シンボル系列の各要素番号を示し、縦軸は、低信頼度シンボル位置を示す。 実施形態１に係る受信方法を例示したフローチャート図である。

以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

実施形態をより明確にするために、まず、比較例を説明する。その後、比較例と対比させて、実施形態１を説明する。

（比較例）
比較例に係る送信機及び受信機を説明する。図１は、比較例に係る送信機、受信機及びＥＡ装置を例示した構成図である。図１に示すように、送信機１００は、受信機２００に対して、シンボル系列を送信する。送信機１００が送信する送信シンボル系列［ｖ］は、ｖ_１、ｖ_２、ｖ_３、・・・、ｖ_ｌ、・・・、ｖ_Ｌを含む。送信機１００は、デジタル変調を施した電波を発射することによって、送信シンボル系列［ｖ］を受信機２００に送信する。

受信機２００は、送信機１００から送信された送信シンボル系列［ｖ］を受信する。受信機２００は、送信シンボル系列［ｖ］を受信シンボル系列［ｒ］として受信する。受信シンボル系列［ｒ］は、ｒ_１、ｒ_２、ｒ_３、・・・、ｒ_ｌ、・・・、ｒ_Ｌを含む。

ＥＡ装置３００は、送信機１００から発射された電波から周波数を特定し、特定した周波数を用いた妨害電波を送信する。ここで、仮定１として、妨害電波は、雑音波形とする。また、仮定２として、妨害電波発射タイミングは一定とする。そうすると、受信機２００は、ＥＡ装置３００からの妨害により、受信シンボル系列［ｒ］の後半部分にシンボル誤りが集中する。例えば、太枠で囲んだｒ_ｌ、・・・、ｒ_Ｌは、誤りを含むようになる。比較例の受信機２００は、このような受信シンボル系列［ｒ］の誤りを検出する。以下で、＜送信機の構成＞及び＜受信機の構成＞を説明した後で、＜送信機の動作＞及び＜受信機の動作＞を説明する。

＜送信機の構成＞
図２は、比較例に係る送信機１００及び受信機２００を例示したブロック図である。図２に示すように、送信機１００は、誤り訂正符号化部１１０及び変調部１２０を有している。誤り訂正符号化部１１０及び変調部１２０は、それぞれ、誤り訂正符号化手段及び変調手段としての機能を有している。誤り訂正符号化部１１０は、情報シンボルを誤り訂正符号によって符号化し、送信用のシンボル列を生成する。例えば、誤り訂正符号化部１１０は、畳み込み符号を用いて、情報シンボルを符号化する。変調部１２０は、生成されたシンボル列を送信シンボル系列として無線通信用の信号に変調し、受信機２００に送信する。

＜受信機の構成＞
受信機２００は、復調部２１０、誤り訂正復号部２２０及び誤り検出部２３０を有している。復調部２１０、誤り訂正復号部２２０及び誤り検出部２３０は、それぞれ、復調手段、誤り訂正復号手段及び誤り検出手段としての機能を有している。復調部２１０は、受信した送信シンボル系列を受信シンボル系列として復調する。誤り訂正復号部２２０は、復調されたシンボル列を誤り訂正復号によって復号する。例えば、誤り訂正復号部２２０は、畳み込み符号を用いて符号化されたシンボル列を復号する。一般的に、誤り訂正復号を用いて復号した場合には、誤って受信された符号が修正される。これにより、復号されたシンボル系列は、高い信頼性を有することができる。しかしながら、例えば、あるシンボル位置ｌ以降に妨害電波による誤りを含むようになると（ｒ_ｌ、・・・、ｒ_Ｌ）、誤り訂正復号を用いても誤って受信された符号が修正しきれない場合がある。後述するように、比較例の誤り検出部２３０は、受信シンボル系列中の誤りの有無を検出する。

＜送信機の動作＞
次に、比較例の送信機１００の動作として、送信方法を説明する。図３は、比較例に係る送信方法を例示したフローチャート図である。図３のステップＡ１１０に示すように、情報シンボルを符号化する。例えば、送信機１００の誤り訂正符号化部１１０は、畳み込み符号を用いて情報シンボルを符号化する。

図４は、比較例に係る誤り訂正符号化部１１０において、畳み込み符号化器の構成を例示した図である。図５は、比較例に係る誤り訂正符号化部１１０において、畳み込み符号化器の状態遷移及び各状態の状態定義を例示した図である。図４及び図５に示すように、誤り訂正符号化部１１０は、例えば、畳み込み符号化器を含む。誤り訂正符号化部１１０は、畳み込み符号化器を用いて、情報シンボルを符号化シンボルに符号化する。

畳み込み符号は、直近の複数のシンボルに基づいて、符号化して冗長シンボルを生成する。図４に示すように、畳み込み符号化器は、例えば、０または１の情報シンボルｕ_ｌに対して、ｕ_ｌよりも１つ前のシンボル、及び、ｕ_ｌよりも２つ前のシンボルを用いて、ｖ_ｌ ^１及びｖ_ｌ ^２という２つの符号化シンボルｖ_ｌ＝ｖ_ｌ ^１、ｖ_ｌ ^２を生成する。このように、畳み込み符号は、冗長な符号化を行って、誤り訂正をすることができるような情報を付与する。

復号方法を説明する際に用いる畳み込み符号化器の表し方を説明する。畳み込み符号化器は、直近のデータを記憶するためのシフトレジスタ†１及び†２を有している。畳み込み符号化器の状態遷移を、シフトレジスタの状態で定義されたノードとして表すのが一般的である。例えば、図５に示すように、Ｓ_０からＳ_２に状態が遷移する場合には、情報シンボルとして１が入力され、１、１が出力される。状態としては、Ｓ_０におけるシフトレジスタ†１が０、シフトレジスタ†２が０の状態から、Ｓ_２におけるシフトレジスタ†１が１、シフトレジスタ†２が０の状態に遷移する。

なお、図４及び図５では、最近のＫ個の情報シンボルを用いた誤り訂正符号として、符号化率１／２、拘束長Ｋ＝３の場合を示しているが、符号化率及び拘束長は、これらに限らない。

次に、図３のステップＡ１２０に示すように、符号化したシンボル系列を送信シンボル系列として、受信機２００に対して送信する。例えば、送信機１００の変調部１２０は、符号化したシンボル系列を送信シンボル系列として無線通信用の信号に変調し、受信機２００に対して送信する。このようにして、送信機１００は、受信機２００に対して、送信シンボル系列を送信する。

＜受信機の動作＞
次に、比較例の受信機２００の動作として、受信方法を説明する。図６は、比較例に係る受信方法を例示したフローチャート図である。図６のステップＡ２１０に示すように、シンボル系列を受信する。例えば、受信機２００の復調部２１０は、送信シンボル系列を受信し、受信した送信シンボル系列を受信シンボル系列として復調する。

次に、図６のステップＡ２２０に示すように、受信シンボル系列の復号及び信頼度判定を行う。例えば、受信機２００の誤り訂正復号部２２０は、ビタビアルゴリズムにより復号処理を実施し、復号途中の最尤系列との比較において選択されなかった推定送信系列との尤度差から信頼度を判定する。例えば、誤り訂正復号部２２０は、各シンボル位置において、順番に最尤系列と、それ以外の選択されなかった推定送信系列と、の尤度の差から信頼度を判定する。このように、誤り訂正復号部２２０は、尤度差より信頼度判定を行う処理を、復号途中に実施する。そして、誤り訂正復号部２２０は、１つの最尤系列を復号結果として出力する。

図７は、比較例に係る畳み込み符号の復号方法において、畳み込み符号化器の内部状態遷移を示すトレリス線図を例示した図である。図７に示すように、畳み込み符号を復号する方法として、例えば、ビタビアルゴリズムを用いてもよい。ビタビアルゴリズムは、受信シンボル系列に対して最尤である送信シンボル系列を効率よく探索し復号するアルゴリズムである。

ビタビアルゴリズムは、例えば、図４及図５に示した状態遷移が取り得る系列を、図７に示すように、トリレス線図で表すことができる。ビタビアルゴリズムは、トリレス線図の中で、受信した信号に対して最も確からしい経路を、送信されたであろう経路と判定し、その系列を最尤系列と判定して復号するアルゴリズムである。例えば、最尤系列として、太線の系列を探索する。

図８は、比較例に係る信頼度の判定方法において、ビタビアルゴリズムにおける尤度計算及び信頼度判定を例示した図である。図８に示すように、あるシンボル位置、例えば、シンボル位置ｌにおいて、Ｓ_０の状態になりうる経路は、シンボル位置（ｌ－１）におけるＳ_０から、シンボル位置ｌにおけるＳ_０への経路と、シンボル位置（ｌ－１）におけるＳ_１から、シンボル位置ｌにおけるＳ_０への経路との２通りがある。このような場合において、シンボル位置ｌでのＳ_０の尤度計算を以下の（１）式で実施する。

これは、２つの経路の尤度のうち、大きい値の尤度を選択することを意味する。一方の経路の尤度は、下記の（２）式に示すように、シンボル位置（ｌ－１）におけるＳ_０の状態の尤度に、シンボル位置（ｌ－１）におけるＳ_０の状態からシンボル位置ｌにおけるＳ_０の状態に遷移するときの尤度を合計した合計値である。

他方の経路の尤度は、下記の（３）式に示すように、シンボル位置（ｌ－１）におけるＳ_１の状態の尤度に、シンボル位置（ｌ－１）におけるＳ_１の状態からシンボル位置ｌにおけるＳ_０の状態に遷移するときの尤度を合計した合計値である。

ここで、パスメトリック（系列の尤度）は、下記の（４）式であり、ブランチメトリック（シンボルの尤度）は、下記の（５）式である。

したがって、最尤系列は、パスメトリック及びブランチメトリックの合計値が最も大きいものから選択される。

次に、図６のステップＡ２３０及び下記の（６）式に示すように、誤り検出部２３０は、最尤系列信頼度が閾値Ｕ_Ｒ未満か判定する。なお、閾値Ｕ_Ｒを第１閾値とも呼ぶ。

最尤系列信頼度は、最尤系列の尤度と、最尤系列以外の選択されなかった推定送信系列との尤度の差である。例えば、最尤系列信頼度は、最尤系列である一方の経路における尤度の合計値と、他方の経路における尤度の合計値と、の差である。よって、最尤系列信頼度は、最尤系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、最尤系列以外の系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、の差である。例えば、シンボル位置ｌにおけるＳ_０の最尤系列信頼度は、以下の（７）式で定義される。

ステップＡ２３０において、最尤系列信頼度が閾値Ｕ_Ｒ未満の場合には、ステップＡ２４０に示すように、誤り検出部２３０は、信頼度が低いと判定する。例えば、干渉波があり、誤りがあると判定してもよい。一方、ステップＡ２３０において、最尤系列信頼度が閾値Ｕ_Ｒ以上の場合には、ステップＡ２５０に示すように、誤り検出部２３０は、信頼度が高いと判定する。例えば、干渉波がなく、誤りがないと判定してもよい。

例えば、閾値Ｕ_Ｒを３０％とする。その場合に、シンボル位置（ｌ－１）のＳ_０からシンボル位置ｌのＳ_０への確率が９０％であり、シンボル位置（ｌ－１）のＳ_１からシンボル位置ｌのＳ_０への確率が１０％であるときに、両者の差は、８０％（≧閾値Ｕ_Ｒ３０％）である。よって、シンボル位置（ｌ－１）のＳ_０からシンボル位置ｌのＳ_０への遷移が確かであろうと判定し、信頼度が高いと判定する。一方、シンボル位置（ｌ－１）のＳ_０からシンボル位置ｌのＳ_０への確率が６０％であり、シンボル位置（ｌ－１）のＳ_１からシンボル位置ｌのＳ_０への確率が４０％であるときには、両者の差は２０％（＜閾値Ｕ_Ｒ３０％）である。よって、シンボル位置（ｌ－１）のＳ_０からシンボル位置ｌのＳ_０への遷移は、シンボル位置（ｌ－１）のＳ_１からシンボル位置ｌのＳ_０への遷移よりも確率が高いが、信頼度は低いと判定する。

このように、比較例においては、受信シンボル系列中の誤りの有無を検出することができる。具体的には、本来、誤り訂正復号を用いて復号した場合には、誤って受信された符号が修正される。しかしながら、例えば、あるシンボル位置ｌ以降に妨害電波による誤りを含むようになると、誤り訂正復号を用いても誤って受信された符号が修正しきれない場合がある。そのような場合でも、比較例における受信機２００は、最尤系列と推定される系列の信頼度を判定することにより、受信シンボル系列中の誤りの有無を検出することができる。しかしながら、比較例では、受信シンボル系列中の誤り位置を検出することができない。よって、誤りの原因を判定することができない。

（実施形態１）
次に、実施形態１に係る送信機及び受信機を説明する。本実施形態は、比較例における受信シンボル系列全体の誤り検出処理の他に、受信シンボル系列位置の信頼度判定を実施し、統計的分析により干渉波の有無を判定する。

図９は、実施形態１に係る送信機及び受信機を例示したブロック図である。図９に示すように、送信機１０は、受信機２０に対して、送信シンボル系列を送信する。本実施形態でも、ＥＡ装置３００からの妨害により、受信機２０によって受信された受信シンボル系列は、誤りを含む場合がある。本実施形態において、受信シンボル系列中の誤りの有無を検出することができることは、比較例と同様である。しかしながら、本実施形態は、比較例と異なり、それに加えて、受信シンボル系列中の低信頼度シンボル位置を検出することができる。以下で、＜送信機の構成＞及び＜受信機の構成＞を説明した後で、＜送信機の動作＞及び＜受信機の動作＞を説明する。

＜送信機の構成＞
送信機１０は、誤り訂正符号化部１１及び変調部１２を有している。本実施形態の誤り訂正符号化部１１は、比較例の誤り訂正符号化部１１０と同様に、誤り訂正符号化手段としての機能を有しているが、特に、畳み込み符号を用いた誤り訂正符号によって情報シンボルを符号化し、送信用のシンボル列を生成する。変調部１２は、比較例の変調部１２０と同様に、変調手段としての機能を有している。変調部１２は、生成されたシンボル列を送信シンボル系列として無線通信用の信号に変調して受信機２０に送信する。例えば、送信機１０は、複数回送信シンボル系列を受信機２０に送信する。

＜受信機の構成＞
受信機２０は、畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から受信する。例えば、受信機２０は、送信機１０から複数回受信する。受信機２０は、復調部２１、誤り訂正復号部２２、干渉波判定装置３０を有する。本実施形態の復調部２１及び誤り訂正復号部２２は、比較例の復調部２１及び誤り訂正復号部２２と同様に、それぞれ、復調手段及び誤り訂正復号手段としての機能を有している。復調部２１は、受信した送信シンボル系列を受信シンボル系列として復調する。誤り訂正復号部２２は、復調されたシンボル列を、畳込符号を用いた誤り訂正復号によって復号する。具体的には、誤り訂正復号部２２は、ビタビアルゴリズムにより復号処理を実施し、復号途中の最尤系列との比較において選択されなかった推定送信系列との尤度差から信頼度を判定する。受信する受信シンボル系列の個数を、例えば、Ｎ個とする。例えば、Ｎ個は固定である。受信シンボル系列の信頼度は、前述の（６）式と同様に、最尤系列信頼度により判定される。すなわち、誤り訂正復号部２２は、受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と最尤系列以外の推定送信系列との尤度の差を算出することにより、受信シンボル系列の信頼度を判定する。

図１０は、実施形態１に係る干渉波判定装置３０を例示したブロック図である。図１０に示すように、干渉波判定装置３０は、信頼度判定部３１及び干渉波判定部３２を備えている。信頼度判定部３１及び干渉波判定部３２は、それぞれ、信頼度判定手段及び干渉波判定手段としての機能を有している。

干渉波判定装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）又はマイコン等を備えたコンピュータでもよい。干渉波判定装置３０は、制御処理及び演算処理等を行う演算装置としての機能を有する。

干渉波判定装置３０は、図示しない記憶部及びインタフェース部を有してもよい。記憶部は、例えば、メモリ又はハードディスク等の記憶装置を有してもよい。記憶装置は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。記憶部は、制御プログラム及び演算プログラム等を記憶するための機能を有する。また、記憶部は、処理データ等を一時的に記憶するための機能を有する。インタフェース部は、例えばユーザインタフェース（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）である。インタフェース部は、キーボード、タッチパネル又はマウス等の入力装置と、ディスプレイ又はスピーカ等の出力装置とを有する。インタフェース部は、ユーザ（オペレータ等）によるデータの入力の操作を受け付け、ユーザに対して情報を出力する。

干渉波判定装置３０の各構成要素は、例えば、プログラムを実行させることによって実現できる。より具体的には、各構成要素は、記憶部に格納されたプログラムを実行することによって実現され得る。また、必要なプログラムを任意の不揮発性記録媒体に記録しておき、必要に応じてインストールすることで、各構成要素を実現するようにしてもよい。また、各構成要素は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現してもよい。

本実施形態において、信頼度判定部３１は、算出した最尤系列信頼度が閾値Ｕ_Ｒ未満の場合に、当該受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定する。また、信頼度判定部３１は、低信頼度シンボル系列と判定された受信シンボル系列において、初めに低信頼度シンボル系列と判定されたシンボル位置を低信頼度シンボル位置とする。

ここで、複数の受信シンボル系列を下記の（８）式で示してもよい。また、単一の受信シンボル系列を下記の（９）式で示してもよい。さらに、低信頼度シンボル位置系列を下記の（１０）式で示してもよい。この場合に、単一受信シンボル系列において、初めに低信頼度と判定されたシンボル位置が３番目の時、低信頼度シンボル位置系列の要素の値を、Ｐ_ＲＸ＝３で表す。

信頼度判定部３１は、複数回（Ｎ回）受信した受信シンボル系列のうち、低信頼度と判定された低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が閾値Ｕ_Ｆ以上か判定する。ここで、低信頼度シンボル系列の系列数を低信頼度系列数と呼ぶ。例えば、低信頼度系列数は、Ｍ個である。なお、受信した受信シンボル系列の系列数Ｎ＞低信頼度系列数Ｍである。また、信頼度系列数がＭ個の場合には、（１０）式の低信頼度シンボル位置系列の要素数もＭ個になる。閾値Ｕ_Ｆを第２閾値とも呼ぶ。低信頼度系列数が閾値Ｕ_Ｆ以上の場合には、干渉波が存在する可能性があるので、干渉波の有無の判定に進む。

干渉波判定部３２は、低信頼度シンボル系列における低信頼度シンボル位置の分散を算出する。そして、干渉波判定部３２は、分散が閾値Ｕ_Ｉ未満か判定する。分散が閾値Ｕ_Ｉ未満の場合に、干渉波判定部３２は、干渉波が存在すると判定する。閾値Ｕ_Ｉを第３閾値とも呼ぶ。

図１１及び図１２は、実施形態１に係る干渉波判定部３２が判定する分散を例示したグラフであり、横軸は、低信頼度シンボル系列の各要素番号を示し、縦軸は、各低信頼度シンボル系列における低信頼度シンボル位置を示す。図１１に示すように、低信頼度シンボル系列の各要素番号に対して、低信頼度シンボル位置が散らばっている場合には、分散は大きくなる。この場合には、意図的な妨害による干渉波は存在しないと考えられる。一方、図１２に示すように、低信頼度シンボル系列の各要素番号に対して、低信頼度シンボル位置が特定の位置にまとまっている場合には、分散は小さくなる。この場合には、意図的な妨害による干渉波が存在すると考えられる。よって、干渉波判定部３２は、分散が閾値Ｕ_Ｉ未満の場合に干渉波が存在すると判定する。このように、干渉波判定装置３０は、受信シンボル系列中の誤りの有無を検出するとともに、受信シンボル系列中の低信頼度シンボル位置を検出する。

＜送信機の動作＞
次に、本実施形態の送信機１０の動作として、送信方法を説明する。本実施形態の送信方法は、比較例に係る送信方法と同様に、情報シンボルを符号化するステップと、符号化したシンボル系列を送信シンボル系列として受信機２０に対して送信するステップと、を備えている。このようにして、送信機１０は、受信機２０に対して、複数回送信シンボル系列を送信する。

＜受信機の動作＞
次に、本実施形態の受信機２０の動作として、受信方法を説明する。図１３は、実施形態１に係る受信方法を例示したフローチャート図である。図１３のステップＡ１１に示すように、シンボル系列を受信する。例えば、受信機２０の復調部２１は、比較例の復調部２１０と同様に、送信機１０から送信シンボル系列を複数回受信し、受信した送信シンボル系列を受信シンボル系列として復調する。このように、復調部２１は、畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から受信する。

次に、ステップＡ１２に示すように、受信シンボル系列の復号及び信頼度判定を行う。例えば、受信機２０の誤り訂正復号部２２は、比較例の誤り訂正復号部２２０と同様に、ビタビアルゴリズムにより復号処理を実施し、復号途中の最尤系列との比較において選択されなかた推定送信系列との尤度差から信頼度を判定する。例えば、誤り訂正復号部２２は、各シンボル位置において、順番に最尤系列と、それ以外の選択されなかった推定送信系列と、の尤度の差から最尤系列信頼度を算出する。

次に、ステップＡ１３に示すように、最尤系列信頼度が閾値Ｕ_Ｒ未満か判定する。例えば、信頼度判定部３１は、比較例の誤り検出部２３０と同様に、最尤系列信頼度が閾値Ｕ_Ｒ未満か判定する。

ステップＡ１３において、最尤系列信頼度が閾値Ｕ_Ｒ未満の場合には、信頼度が低い場合であり、ステップＡ１４に示すように、低信頼度シンボル位置系列の更新を行う。具体的には、受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列とし、受信シンボル系列において初めに低信頼度シンボル系列と判定されたシンボル位置を低信頼度シンボル位置とする。そして、低信頼度シンボル位置系列に低信頼度シンボル位置を追加する。その後、ステップＡ１５に進み、低信頼度系列数を確認する。

一方、ステップＡ１３において、信頼度が閾値Ｕ_Ｒ以上の場合には、信頼度が高い場合であり、ステップＡ１５に示すように、信頼度判定部３１は、低信頼度系列数を維持し確認する。このように、信頼度判定部３１は、複数回受信した受信シンボル系列のうち、低信頼度系列数を確認する。

次に、ステップＡ１６に示すように、信頼度判定部３１は、低信頼度系列数が閾値Ｕ_Ｆ未満か判定する。ステップＡ１６において、低信頼度系列数が閾値Ｕ_Ｆ未満の場合には、ステップＡ１１に戻り、再び、シンボル系列の受信を行う。信頼度判定部３１は、低信頼度系列数が閾値Ｕ_Ｆ未満の場合には、干渉波は存在しないと判定してもよい。

一方、ステップＡ１６において、低信頼度系列数が閾値Ｕ_Ｆ以上であり、統計的な処理を施すのに十分な数の低信頼度系列数があると判定した場合には、ステップＡ１７に示すように、干渉波判定部３２は、低信頼度シンボル位置系列の分散を計算する。例えば、１００個の受信した受信シンボル系列のうち、９０個の受信シンボル系列が低信頼度シンボル系列として判定された場合には、何かしらの問題がある。そのために、受信シンボル系列が低信頼度となっている。よって、干渉波がある可能性がある。そこで、それが何かノイズなのか、それとも意図的な干渉波なのか、干渉波判定部３２は、低信頼度シンボル位置の分散により判断する。例えば、干渉波判定部３２は、（１０）式の低信頼度シンボル位置系列を用いて分散を計算する。

次に、ステップＡ１８に示すように、分散が閾値Ｕ_Ｉ以上か判定する。例えば、干渉波判定部３２は、分散が閾値Ｕ_Ｉ以上か判定する。ステップＡ１８において、分散が閾値Ｕ_Ｉ以上の場合には、ステップＡ１１に戻り、シンボル系列の受信を行う。干渉波判定部３２は、分散が閾値Ｕ_Ｉ以上の場合には、干渉波は存在しないと判定してもよい。

一方、ステップＡ１８において、分散が閾値Ｕ_Ｉ未満の場合には、ステップＡ１９に示すように、干渉波は存在すると判定する。

このように、本実施形態は、比較例における受信シンボル系列全体の誤り検出処理の他に、シンボル位置の信頼度判定を実施し、統計的分析により干渉波の有無を判定する。よって、受信シンボル系列中の低信頼度シンボル位置を検出することができる。これにより、複数回受信した複数の受信シンボル系列の低信頼度シンボル位置の傾向を分析し、干渉波による信頼度低下であるか判定することができる。

また、本実施形態では、最尤系列信頼度により、信頼度が高いか低いかを判定するだけでなく、低信頼度シンボル系列における低信頼度シンボル位置の分散により判定する。よって、干渉波による妨害を受けているのか、または、そもそも空間雑音が大きく通信できないのかを区別して判断することができる。

また、本実施形態の信頼度判定部３１は、低信頼度シンボル位置系列に、各低信頼度シンボル系列の低信頼度シンボル位置を記憶してもよい。これにより、干渉波判定部３２は、分散の計算を迅速に行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ビタビアルゴリズムにおいては、軟判定でもよいし、硬判定でもよい。また、閾値Ｕ_Ｒ、閾値Ｕ_Ｆ及び閾値Ｕ_Ｉは、所定の方法で適切に設定されてもよい。さらに、比較例及び実施形態１の各構成を組み合わせた実施形態も技術的範囲に含まれる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から複数回受信するステップと、
前記複数回受信することにより、前記送信シンボル系列を前記複数回誤り訂正復号し、各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出するステップと、
算出した前記差が第１閾値未満か判定するステップと、
前記差が前記第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするステップと、
前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上か判定するステップと、
前記低信頼度系列数が前記第２閾値以上の場合に、前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出するステップと、
前記分散が第３閾値未満か判定するステップと、
前記分散が第３閾値未満の場合に、干渉波が存在すると判定するステップと、
を備えた干渉波判定方法。
（付記２）
前記低信頼度系列数が前記第２閾値未満の場合には、前記干渉波は存在しないと判定するステップをさらに備えた、
付記１に記載の干渉波判定方法。
（付記３）
前記分散が前記第３閾値以上の場合には、前記干渉波は存在しないと判定するステップをさらに備えた、
付記１または２に記載の干渉波判定方法。
（付記４）
前記低信頼度シンボル位置を低信頼度シンボル位置系列に記憶させるステップをさらに備えた、
付記１～３のいずれか１項に記載の干渉波判定方法。
（付記５）
前記差は、前記最尤系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、前記最尤系列以外の系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、の差である、
付記１～４のいずれか１項に記載の干渉波判定方法。
（付記６）
前記最尤系列は、パスメトリック及びブランチメトリックの合計値が最も大きいものから選択される、
付記１～５のいずれか１項に記載の干渉波判定方法。
（付記７）
畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から複数回受信させるステップと、
前記複数回受信することにより、前記送信シンボル系列を前記複数回誤り訂正復号させ、各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出させるステップと、
算出した前記差が第１閾値未満か判定させるステップと、
前記差が前記第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするステップと、
前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上か判定させるステップと、
前記低信頼度系列数が前記第２閾値以上の場合に、前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出させるステップと、
前記分散が第３閾値未満か判定させるステップと、
前記分散が第３閾値未満の場合に、干渉波が存在すると判定させるステップと、
をコンピュータに実行させる干渉波判定プログラム。
（付記８）
前記低信頼度系列数が前記第２閾値未満の場合には、前記干渉波は存在しないと判定させるステップをさらにコンピュータに実行させる付記７に記載の干渉波判定プログラム。
（付記９）
前記分散が前記第３閾値以上の場合には、前記干渉波は存在しないと判定させるステップをさらにコンピュータに実行させる付記８または９に記載の干渉波判定プログラム。
（付記１０）
前記低信頼度シンボル位置を低信頼度シンボル位置系列に記憶させるステップをさらにコンピュータに実行させる付記７～９のいずれか１項に記載の干渉波判定プログラム。
（付記１１）
前記差は、前記最尤系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、前記最尤系列以外の系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、の差である、
付記７～１０のいずれか１項に記載の干渉波判定プログラム。
（付記１２）
前記最尤系列は、パスメトリック及びブランチメトリックの合計値が最も大きいものから選択される、
付記７～１１のいずれか１項に記載の干渉波判定プログラム。
（付記１３）
畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から複数回受信する復調部と、
前記復調部が復調した複数の前記送信シンボル系列を、複数の受信シンボル系列に前記複数回誤り訂正復号し、各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出する誤り訂正復号部と、
算出した前記差が第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするとともに、前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上か判定する信頼度判定部と、
前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出し、前記分散が第３閾値未満の場合に干渉波が存在すると判定する干渉波判定部と、
を備えた受信機。
（付記１４）
前記信頼度判定部は、前記低信頼度系列数が前記第２閾値未満の場合には、前記干渉波は存在しないと判定する、
付記１３に記載の受信機。
（付記１５）
前記干渉波判定部は、前記分散が前記第３閾値以上の場合には、前記干渉波は存在しないと判定する、
付記１３または１４に記載の受信機。
（付記１６）
前記信頼度判定部は、前記低信頼度シンボル位置を低信頼度シンボル位置系列に記憶する、
付記１３～１５のいずれか１項に記載の受信機。
（付記１７）
前記差は、前記最尤系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、前記最尤系列以外の系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、の差である、
付記１３～１６のいずれか１項に記載の受信機。
（付記１８）
前記最尤系列は、パスメトリック及びブランチメトリックの合計値が最も大きいものから選択される、
付記１３～１７のいずれか１項に記載の受信機。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１０ 送信機
１１ 誤り訂正符号化部
１２ 変調部
２０ 受信機
２１ 復調部
２２ 誤り訂正復号部
３０ 干渉波判定装置
３１ 信頼度判定部
３２ 干渉波判定部
１００ 送信機
１１０ 誤り訂正符号化部
１２０ 変調部
２００ 受信機
２１０ 復調部
２２０ 誤り訂正復号部
２３０ 誤り検出部
３００ ＥＡ装置

Claims (9)

1. 畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から受信した受信機に設けられ、複数回受信することにより、前記複数回誤り訂正復号された各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出する誤り訂正復号部と、
   算出した前記差が第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするとともに、前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上かを判定する信頼度判定部と、
   前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出し、前記分散が第３閾値未満の場合に干渉波が存在すると判定する干渉波判定部と、
   を備えた干渉波判定装置。
2. 前記信頼度判定部は、前記低信頼度系列数が前記第２閾値未満の場合には、前記干渉波は存在しないと判定する、
   請求項１に記載の干渉波判定装置。
3. 前記干渉波判定部は、前記分散が前記第３閾値以上の場合には、前記干渉波は存在しないと判定する、
   請求項１または２に記載の干渉波判定装置。
4. 前記信頼度判定部は、前記低信頼度シンボル位置を低信頼度シンボル位置系列に記憶する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の干渉波判定装置。
5. 前記差は、前記最尤系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、前記最尤系列以外の系列におけるパスメトリック及びブランチメトリックの合計値と、の差である、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の干渉波判定装置。
6. 前記最尤系列は、パスメトリック及びブランチメトリックの合計値が最も大きいものから選択される、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の干渉波判定装置。
7. 畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から複数回受信するステップと、
   前記複数回受信することにより、前記送信シンボル系列を前記複数回誤り訂正復号し、各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出するステップと、
   算出した前記差が第１閾値未満か判定するステップと、
   前記差が前記第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするステップと、
   前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上か判定するステップと、
   前記低信頼度系列数が前記第２閾値以上の場合に、前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出するステップと、
   前記分散が第３閾値未満か判定するステップと、
   前記分散が第３閾値未満の場合に、干渉波が存在すると判定するステップと、
   を備えた干渉波判定方法。
8. 畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から複数回受信させるステップと、
   前記複数回受信することにより、前記送信シンボル系列を前記複数回誤り訂正復号させ、各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出させるステップと、
   算出した前記差が第１閾値未満か判定させるステップと、
   前記差が前記第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするステップと、
   前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上か判定させるステップと、
   前記低信頼度系列数が前記第２閾値以上の場合に、前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出させるステップと、
   前記分散が第３閾値未満か判定させるステップと、
   前記分散が第３閾値未満の場合に、干渉波が存在すると判定させるステップと、
   をコンピュータに実行させる干渉波判定プログラム。
9. 畳み込み符号を用いて誤り訂正符号化された送信シンボル系列を送信機から複数回受信する復調部と、
   前記復調部が復調した複数の前記送信シンボル系列を、複数の受信シンボル系列に前記複数回誤り訂正復号し、各受信シンボル系列に含まれた各シンボル位置において、順番に最尤系列と前記最尤系列以外の系列との尤度の差を算出する誤り訂正復号部と、
   算出した前記差が第１閾値未満の場合に、前記受信シンボル系列を低信頼度シンボル系列と判定し、前記受信シンボル系列において初めに前記低信頼度シンボル系列と判定された前記シンボル位置を低信頼度シンボル位置とするとともに、前記低信頼度シンボル系列の系列数である低信頼度系列数が第２閾値以上か判定する信頼度判定部と、
   前記低信頼度シンボル系列における前記低信頼度シンボル位置の分散を算出し、前記分散が第３閾値未満の場合に干渉波が存在すると判定する干渉波判定部と、
   を備えた受信機。

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