JP3248715B2 - ゼロ状態評価量を用いたビタービ復号データの品質評価装置 - Google Patents

ゼロ状態評価量を用いたビタービ復号データの品質評価装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビタービエンコー
ダテールビットを用いるビタービ(Viterbi）復号器によ
って復号されたデータの品質を評価するための装置に係
り、さらに詳細にはビタービ復号器の加算／比較／選択
手段の演算により出力される状態評価量のうち、状態評
価量がゼロのゼロ状態に対する評価量を利用して復号デ
ータの品質を評価する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般の通信システムでは、雑音などの通
信の信頼性を劣化させる要素の存在する伝送チャンネル
を通過する間に生ずるエラーを訂正し、望む水準以下の
エラーを確保するためにエラー訂正符号化方法を用い
る。このようなエラー訂正符号化方法は、伝送するデー
タよりなるブロックに該当するリダンダンシーを追加す
るブロック符号化方法と、順次に入力されるデータを符
号化方式の発生関数によって符号化するコンボルーショ
ン符号化方法とに分類される。
【０００３】コンボルーション符号方式を用いる通信シ
ステムにおいて通信品質を評価する手段は伝送率決めエ
ラーを減らす重要な要素となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ビタ
ービ復号器に入力される復調データに対する仮定された
四種の伝送率に対するゼロ状態評価量を品質評価パラメ
ータとして用いて復号データの品質を評価し、ゼロ状態
評価量を利用して伝送率を決定することによって、伝送
率決めエラーを減し得るビタービ復号データの品質評価
装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明はコンボルーション符号を用いる通信シス
テムでビタービ復号データの品質を評価する品質評価装
置において、 すべてのビットがゼロとされたゼロ−テ
ールビットを幾つか仮定された伝送率毎に復号し、復号
化の際に得られる状態評価量を出力するビタービ復号部
と、前記ビタービ復号部から出力される各伝送率の前記
状態評価量を保存するレジスタと、 前記レジスタに保
存された前記状態評価量を読出し、前記状態評価量がゼ
ロの時を最適の品質と評価し、前記状態評価量が最低値
とされた伝送率を実伝送率に決定するビタービ復号デー
タの品質評価手段とを含むことを特徴とする。
【０００６】前記複数の伝送率は、FULL、HALF、QUARTE
R 及び1/8 レートの四種である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の好ましい実施例を詳細に説明する。デジタルセルラ
ー移動通信及び個人携帯用通信システム(PCS：Personal
Communication Service）は伝送エラー検出及び訂正の
ために、CRC(Cyclic Redundancy Code))とコンボルーシ
ョンコードを用い、CDMA(Code Division Multiple Acce
ss）標準案（IS−95及びＪ−STD −008)を採択してい
る。以下、ＣＲＣ及びコンボルーション符号方式による
信号方式を参照してビットエラー率(BER:Bit ErrorRat
e)の測定方法を説明する。
【０００８】CDMA標準案によれば、音声信号の伝送率を
固定せず、音声信号の発生程度を検出する音声活性検出
手段を用いて伝送率を四段階に変化させる。表１はデジ
タルセルラー移動通信及びPCS の標準案として採択され
たCDMA標準案（IS−95及びＪ−STD −008)の伝送率を示
す。
【０００９】
【表１】
【００１０】CDMAセルラーシステム及びPCS システムの
RATE SET1 において、音声活性検出手段で音声信号が最
も活性化した状態が検出されたら、前記音声信号を最大
伝送率の9600bps で伝送し、音声信号が最も非活性化し
た状態が検出されたら、前記音声信号を基地局と端末機
器のチャンネルを継続的に維持するに要する最小伝送率
の1200bps で伝送する。そして、音声信号が活性化状態
から非活性化状態に遷移したり、非活性化状態から活性
化状態に遷移する場合は、音声信号を中間段階の伝送率
の4800bps 及び2400bps で伝送する。
【００１１】このように音声の活性度に応じて異なる伝
送率で情報を伝送することによって、伝送する情報が少
ない時、基地局と端末機器間の通信チャンネルを維持で
きる情報だけを伝送できる。この結果、端末機の余分な
電力消耗を減らし、且つ他の使用者に影響を及ぼす干渉
信号を減らし得るので、より多くの使用者を同時に収容
できる。
【００１２】前述したように、音声信号の活性度により
決定された伝送率に応じて発生する情報データは受信端
に受信されたフレームにエラーが生じたかを確認し、受
信フレームの伝送率を決定するに必要なパラメータを提
供するためにフレーム品質指定(Frame Quality Indicat
or：FQI)データCRC が付け加えられる。さらに詳細に
は、伝送率が9600bps の場合には、情報データの172 ビ
ットを一つのブロックと考慮して12ビットのCRC12 が付
け加えられ、CRC12 の次の８ビットの符号化テールビッ
トを全て'0' とセッティングすることで192 ビットより
なる一つのフレームを構成する。さらに、伝送率が4800
bps の場合には、情報データの80ビットを一つのブロッ
クと考慮して８ビットのCRC8が付け加えられ、'0’のみ
を有する符号化テールビットを利用して96ビットよりな
る一つのフレームを構成する。また、1200bps 及び2400
bps の伝送率で伝送する場合には、CRC を付け加え
ず、'0’のみを有する符号化テールビットだけを付け加
えることで一つのフレームを構成する。
【００１３】CDMAセルラーシステム（IS−95）では拘束
長が９であり、符号率が1/3 のコンボルーション符号方
式が採択してある。コンボルーション符号の発生関数は
８進数、例えば557 、663 、711 で示し、１ビットが入
力される時ごとに三つの符号化したデータが出力され
る。以上のようなCDMA標準案によるCRC 発生部とコンボ
ルーション符号化部を通過したデータはシンボル反復
部、ブロックインタリーバ、64直交変調部、帯域拡散
部、位相変調部、RF周波数部などを通過した無線チャン
ネルを通じて伝送される。
【００１４】一方、受信器では送信器の送信方式と逆順
に復調が行われ、復調されたデータは送信器から発生し
たと推測されるデータのうち、確率が最も高いデータに
復号する最尤復号器のビタービ復号器を通じて復号化さ
せる。ビタービ復号器で復号されたデータは送信端で付
け加えられたCRC を通じて伝送されたフレームにエラー
が生じたかを確認する。CDMAシステムでは送信端の音声
検出手段で決定された伝送率に対する情報を伝送しない
ため、フレームエラーを利用して仮想の４種類の伝送率
のうち実伝送に用いられた伝送率を決定する。
【００１５】図１はビットエラー率を用いたビタービ復
号データの品質評価装置の構成ブロック図である。図１
に示したコンボルーション符号を用いる通信システムの
ビットエラー率を用いたビタービ復号データの品質評価
装置は、コンボルーション符号化した状態に復調された
復調データを最尤復号方式を利用して復号化するビター
ビ復号部100 、コンボルーション再符号化部102 、時間
遅延部104 、データ比較部106 、ビットエラー率測定部
108 、ビットエラー率レジスタ110 及び品質評価手段11
2 を含む。
【００１６】ビタービ復号部100 はコンボルーション符
号化した状態に復調された復調データを最尤復号方式を
利用して復号化する。コンボルーション再符号化部102
はビタービ復号部100 から復号データを受信して送信端
のコンボルーション符号方式と同一の方式でコンボルー
ション復号化を再実行する。時間遅延部104 はビタービ
復号部100 とコンボルーション再符号化部102 を通過す
る時に発生する時間遅延を補償するために復調データを
受信して上記の時間遅延と同一な時間遅延を与える。
【００１７】データ比較部106 はコンボルーション再符
号化部102 から出力された再符号化データと時間遅延部
104 から出力された時間遅延データとを比較する。ビッ
トエラー率測定部108 はデータ比較部106 から出力され
たエラーデータを利用してビットエラー率を各々測定す
る。ビットエラー率レジスタ110 はビットエラー率測定
部108 から測定された四種類の仮想伝送率に基づいた各
々のビットエラー率を保存する。
【００１８】品質評価手段112 はデジタル信号処理器(D
SP) よりなり、ビットエラー率レジスタ110 に保存され
たビットエラー率を各々読出してビットエラー率が小さ
い仮想伝送率を実伝送率と決定する。以下、図１を参照
しつつコンボルーション符号方式を用いる通信システム
のビットエラー率を用いた品質評価装置の動作を説明す
る。
【００１９】受信器の復調器で復調されたデータは送信
器のコンボルーション符号化部を通過した符号化シンボ
ルからなり、チャンネルの雑音及びパディング現像、干
渉信号などにより各ビットにエラーが生じる恐れがあ
る。該エラーの生じたビットを含む復調データはビター
ビ復号部100 を通過しながら修正可能な範囲内のエラー
を修正し、伝送端で構成したフレーム形態の復号データ
に復号される。ビタービ復号部100 から出力された復号
データはコンボルーション再符号化部102 でフレーム単
位に伝送端のコンボルーション符号方式と同一な方式で
再符号化が行われる。ビタービ復号部100 から出力され
る復号データは復調データで生じたエラーを一定水準に
修正したので前記復号データはエラーが少ないという事
実に基づいて、送信端でコンボルーション符号部を通じ
て符号化したデータを確認し得ない状態で、任意のコン
ボルーション再符号化データを伝送されたデータと仮定
し得る。従って、データ比較部106 では、伝送されたデ
ータと仮定した再符号化データと時間遅延部104 を通過
した時間遅延復調データとを比較することによって、エ
ラーデータを発生させる。ビットエラー率測定部108 で
はデータ比較部106 から出力されたエラーデータのうち
エラーの生じないビットとエラーの生じたビットとに区
分し、全体入力データのビット数に対するエラー発生ビ
ット率を計算してビットエラー率を計算する。ここで、
ビットエラー率測定部108 では入力された一つのフレー
ムデータに対して仮想された四種類の伝送率に対するビ
ットエラー率を計算する。ビットエラー率測定部108 で
計算されたビットエラー率は各々割当てられたビットエ
ラー率レジスタ110 に保存され、品質評価手段112 では
ビットエラー率レジスタ110 に保存されたビットエラー
率を読み出し、ビットエラー率が小さい仮想伝送率の実
伝送率と決定する。
【００２０】しかし、上述した品質評価装置は復調デー
タが伝送されたデータと同一であるとの仮定下でビット
エラー率を測定するが、仮に、復調データで生じたエラ
ーがビタービ復号器で完全に修正されない場合、エラー
の含まれた復調データを基準としてビットエラー率が測
定されるため、エラーの生じたビットが正確に受信され
たビットと誤判される。従って、実際に生じたビットエ
ラー率が不正確に測定され、よって伝送されたデータの
伝送率が誤判されることもある。
【００２１】図２は本発明によるゼロ状態評価量を用い
たビタービ復号データの品質評価装置の構成ブロック図
である。図２に示した本発明によるビタービ復号データ
の品質評価装置はビタービ復号部20、ゼロ状態レジスタ
22及び品質評価手段24よりなる。ビタービ復号部20は入
力される復調データに対する幾つかの仮定された伝送率
即ち、9600bps 、4800bps 、2400bps 、1200bps に対す
る各々のゼロ状態評価量を出力する。
【００２２】ゼロ状態レジスタ22はビタービ復号部20か
ら出力される各々のゼロ状態評価量を保存する。ビター
ビ復号データの品質評価手段24はDSP からなり、ゼロ状
態レジスタ22に保存されたゼロ状態評価量を読み出し、
ゼロ状態評価量が'0' の時を最適の品質と評価し、ゼロ
状態評価量が最低値の仮定された伝送率を実伝送率と決
定する。
【００２３】図３は図２に示したビタービ復号部20の詳
細な構成を示すブロック図である。図３に示したビター
ビ復号部は分岐評価部202 、状態評価量貯蔵部208 、加
算／比較／選択部204 及び経路貯蔵部206 よりなり、加
算／比較／選択部204 から出力された新たな状態評価量
に応じて状態評価量貯蔵部208 のデータが更新される。
【００２４】分岐評価部202 は入力された復調データと
システムの構成による状態によって仮定された伝送率に
より分岐を評価する。状態評価量貯蔵部208 はこれまで
の生存経路に対する状態評価量を保存する。加算／比較
／選択部204 は分岐評価部202 から出力された分岐評価
量と状態評価量貯蔵部208 に保存された状態評価量を入
力とし、トレリス経路に沿って加え、加えた値を比較し
て状態評価量が少ない方の経路選択信号と該経路の状態
評価量を出力する。経路貯蔵部206 は加算／比較／選択
部204 から出力された経路選択信号に応じて経路を保存
する。
【００２５】以下、図２及び図３に基づき本発明による
品質評価装置の動作を説明する。復調データはビタービ
復号部20で修正可能な範囲内のエラーを修正して伝送端
で構成したフレーム形態の復号データに復号され、仮定
された四種の伝送率に対するゼロ状態評価量が計算され
て出力される。ビタービ復号部20から出力された各々の
ゼロ状態評価量は各々のゼロ状態レジスタ22に保存さ
れ、ビタービ復号データ品質評価手段24ではゼロ状態レ
ジスタ22に保存されたゼロ状態評価量を読み出し、ゼロ
状態評価量が'0' の時を最適の品質と評価し、ゼロ状態
評価量が最低値の仮定された伝送率を実伝送率と決定す
る。
【００２６】本発明による品質評価装置はIS−95 CDMA
セルラーシステム及びIS−95 basedCDMA PCS(Ｊ−STD
−008)システムのように受信されたデータの伝送率が分
からない場合に適用すればより信頼性の高い伝送率を決
定し得る。
【００２７】
【発明の効果】前述したように、本発明によるゼロ状態
評価量を用いたビタービ復号データの品質評価装置によ
れば、ビタービ復号器に入力される復調データに対する
ゼロ状態評価量を品質評価のパラメータとして用いるこ
とによって、品質評価が正確で、且つビットエラー率を
品質評価のパラメータとして用いる技術に比べて伝送率
決めエラーを減らし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ビットエラー率を用いたビタービ復号データの
品質評価装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明によるゼロ状態評価量を用いたビタービ
復号データの品質評価装置の構成ブロック図である。
【図３】図２に示したビタービ復号部の詳細な構成を示
すブロック図である。
【符号の説明】
２０ ビタービ復号部 ２２ ゼロ状態レジスタ ２４ 品質評価手段（ＤＳＰ） １００ ビタービ復号部 １０２ コンボルーション再符号化部 １０４ 時間遅延部 １０６ データ比較部 １０８ ヒットエラー率測定部 １１０ ビットエラー率レジスタ １１２ 品質評価手段（ＤＳＰ） ２０２ 分岐評価部 ２０４ 加算／比較／選択部 ２０６ 経路貯蔵部 ２０８ 状態評価量貯蔵部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−139695（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−57521（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−145245（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コンボルーション符号を用いる通信シス
    テムでビタービ復号データの品質を評価する品質評価装
    置において、すべてのビットがゼロとされたゼロ−テールビットを幾
    つか仮定された伝送率毎に復号し、復号化の際に得られ
    る状態評価量を出力する ビタービ復号部と、 前記ビタービ復号部から出力される各伝送率の前記状態
    評価量を保存するレジスタと、 前記レジスタに保存された前記状態評価量を読出し、前
    記状態評価量がゼロの時を最適の品質と評価し、前記状
    態評価量が最低値とされた伝送率を実伝送率に決定する
    ビタービ復号データの品質評価手段とを含むことを特徴
    とするゼロ状態評価量を用いたビタービ復号データの品
    質評価装置。
  2. 【請求項２】 前記幾つか仮定された伝送率は、FULL、
    HALF、QUARTER 及び1/8 レートの四種であることを特徴
    とする請求項１に記載のゼロ状態評価量を用いたビター
    ビ復号データの品質評価装置。
  3. 【請求項３】 前記品質評価手段は、デジタル信号処理
    器であることを特徴とする請求項１に記載のゼロ状態評
    価量を用いたビタービ復号データの品質評価装置。
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