JP3382250B2 - 離散符号化信号を受信するために動作する受信機用の誤り検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、一般に、受信機に送信された離散符号化信
号（discretely−encoded signals）の誤りを検出する
ための誤り検出回路に関し、さらに詳しくは、符号化フ
レームから成る離散符号化信号を受信するために構成さ
れた受信機によって、受信された不良フレーム（bad fr
ame）の情報信号を検出するための不良フレーム表示装
置に関する。

通信システムは、最小限、伝送チャネルによって相互
接続される送信機および受信機から成る。通信信号は送
信機によって伝送チャネル上を送信され、その後、受信
機によって受信される。無線通信システムは、伝送チャ
ネルが電磁周波数スペクトルの一範囲内の周波数によっ
て定義される無線周波数チャネルから成る通信システム
である。無線通信システムで動作する送信機は、通信信
号を無線周波数チャネルでの送信に適した形に変換しな
ければならない。

通信信号を無線周波数チャネルでの送信に適した形に
変換することは、変調と呼ばれるプロセスによって達成
される。そうしたプロセスで、通信信号は電磁波に印加
される。この電磁波は一般的に「搬送信号」と呼ばれ
る。通信信号によっていったん変調された結果の信号
は、一般的に変調搬送信号、またはより簡単に変調信号
と呼ばれる。送信機は、こうした変調プロセスを実行す
るのに有効な回路機構を含む。

変調搬送信号は長距離を自由空間で送信することがで
きるので、無線通信システムは、送信機と遠隔配置され
た受信機との間の通信を達成するために幅広く使用され
る。

変調搬送信号を受信する無線通信システムの受信機
は、送信機の回路に類似するが、それとは逆の動作をす
る回路を含み、復調と呼ばれるプロセスを実行するよう
に動作する。

電磁周波数スペクトル上に定義された異なる無線周波
数チャネルで送信される信号である限り、多数の変調搬
送信号を同時に送信することができる。調整機関は、電
磁波周波数スペクトルの一部を周波数帯に分割し、様々
な周波数帯における変調搬送信号の送信を規制してき
た。（周波数帯はさらにチャネルに分割され、そうした
チャネルは無線通信システムの無線周波数チャネルを形
成する。） 双方向無線通信システムは、上述の無線通信システム
と同様の無線通信システムであるが、変調搬送信号を一
つの位置から伝送し、かつその位置で変調搬送信号を受
信することができる。そうした双方向通信システムの各
位置には、送信機と受信機の両方が含まれる。単独の位
置に配置された送信機および受信機は一般に、無線トラ
ンシーバ、またはより簡単にはトランシーバと呼ばれる
装置を構成する。

セルラ通信システムは双方向無線通信システムの一種
であり、そのセルラ通信システムによって包含される地
理的領域内の任意の位置に配置された無線トランシーバ
によって通信することができる。

セルラ通信システムは、地理的領域全体にわたり間隔
を置いた位置に、基地局と呼ばれる多数の固定位置無線
トランシーバを配置することによって形成される。基地
局は、従来の有線電話網に接続される。多数の基地局の
中のそれぞれの基地局に対応するのは、セルラ通信シス
テムによって包含される地理的領域の一部分である。そ
うした一部分のことをセルという。多数のセルのそれぞ
れが多数の基地局の中の一つによって定義され、多数の
セルがひとつにまとまって、セルラ通信システムのカバ
レッジ・エリアを定義する。

セルラ通信システムのカバレッジ・エリア内の任意の
位置に配置され、セルラ通信システムでセルラ無線電話
機またはより簡単にはセルラ・フォンと呼ばれる無線ト
ガンシーバは、基地局を介して、従来の有線電話網の利
用者と通信することができる。無線電話機によって生成
された変調搬送信号は基地局に伝送され、基地局によっ
て生成された変調搬送信号は無線電話機に伝送され、こ
れによって両者間の双方向通信が達成される。（基地局
によって受信された信号は次に、従来の電話技術によっ
て、従来の有線電話網の所望の位置に伝送される。そし
て、有線電話網のある位置で生成された信号は、従来の
電話技術によって基地局に伝送され、その後、基地局に
よって無線電話機に伝送される。） セルラ通信システムの利用が普及した結果、場合によ
っては、セルラ無線電話通信に割り当てられた周波数帯
の全ての利用可能な伝送チャネルが完全に利用し尽され
るようになった。その結果、無線電話通信に割り当てら
れた周波数帯をいっそう効率的に利用するための様々な
アイディアが提案されてきた。無線電話通信に利用され
る無線周波数帯をいっそう効率的に利用することによっ
て、既存のセルラ通信システムの伝送容量を増加するこ
とができる。

そうしたアイディアの中のいくつかは、通信信号を変
調して送信機によってそれを通信チャネル上に伝送する
前に、通信信号を離散形に変換することを含む。通信信
号をそうした離散形に変換することによって、そこから
形成される変調搬送信号は短いバーストで送信すること
ができ、２つ以上の変調信号を単独の伝送チャネルで順
次送信することができる。

通信信号の離散形への変換は一般に、符号化技術によ
って達成され、そうした変換を実行する装置は一般に、
ソース符号器（source encoder）と呼ばれる。符号化技
術の結果生成される符号化信号は一般に、離散２進デー
タ・ストリームの形をとる。離散２進データ・ストリー
ムの要素（つまり、ビット）は、情報信号の様々な特性
を表わす。

そうした離散符号化信号を送信する送信機は一般に、
さらに、ソース符号器によって生成される符号化信号を
受信するために結合されたチャネル符号器を含む。チャ
ネル符号器は信号の冗長性を高めるように動作し、そう
した冗長性は、受信機によって受信される信号の正確な
決定を促進する。

無線周波数チャネルは雑音の無い通信チャネルではな
いので、雑音およびその他の伝送上の問題点（例えば、
シンボル間干渉やレイリー・フェージング（intersymbo
l interference and Rayleigh fading））は、受信機が
送信機によって送信された信号以外の信号を受信する原
因となることがある。チャネル符号器によって符号化さ
れた符号化信号は冗長性を含むので、符号化信号から形
成された変調信号がその伝送中に歪んだ場合でも、受信
機は送信機によって送信された実際の情報信号を正確に
決定することがいっそう良くできる。受信機のチャネル
復号回路は、送信機のチャネル符号器によって信号に導
入された冗長性を除去するように動作する。

様々なブロックおよび畳込み符号化および復号化技術
は、通信信号の正確な再生を促進するために開発され
た。そうした畳込み技術の一つがビタビ符号化技術（vi
terbi coding technique）である。送信機は、例えば、
チャネル符号化を実行するためにビタビ符号器を含むこ
とができ、受信機は、例えば、それに対応して、チャネ
ル復号化を実行するためにビタビ復号器を含むことがで
きる。

しかし、送信信号に導入された歪みがあまりに大き
く、大きく歪んだ情報のバーストを受信機が受信するこ
とができないような場合には、受信機の復号回路は、受
信した信号を適切に復号することができない。受信信号
のそうした不正確な復号化は、受信機が、送信機によっ
て送信された変調信号を形成する通信信号以外の信号を
再生する結果をまねく。

パリティ・ビットは、離散符号化通信信号から形成さ
れた変調信号を伝送する通信システムにおいて、ときど
き利用される。受信機によって受信されたパリティ・ビ
ットの値は、信号の伝送中に信号に導入される歪みの量
の標識を提供するために利用される。

離散符号化信号を送信するように動作する送信機は、
しばしば送信機によって送信される符号化信号にパリテ
ィ・ビットを導入するための回路を含む。そうしたパリ
ティ・ビットを含む送信信号を受信する受信機は、受信
機によって受信された信号のパリティ・ビットが、予め
決められた一連の値と一致するか否かを決定する（この
場合、そうした予め決められた一連の値は、送信機によ
って実際に送信された一連のパリティ・ビットと一致す
る）。

受信機が予め決められた一連の値とは異なる値のパリ
ティ・ビットを含む符号化信号を受信する場合、信号に
かなりの量の歪みが導入されたことを示す。パリティ・
ビットの歪みは、信号のその部分の他のビットに歪みが
導入されたことを示すので、歪みが生じたパリティ・ビ
ットの周囲に位置する受信信号の部分は、受信機によっ
て無視される。

しかし、信号にかなりの歪みがある場合でも、ランダ
ム・プロセスによって、受信機で受信したパリティ・ビ
ットが歪まない信号を表わす値を持つことがある。その
ような場合、受信機は、歪んだ信号がその伝送中に歪ま
ないと間違った判断を下し、それによって間違った信号
を再生する。したがって、歪みパリティ・ビットの検出
に基づいて、受信機によって受信した信号が大きく歪ま
ないか否かを決定するこうした方法は、不適切である。

仮に、受信機の受信回路が、そこに伝送された信号に
導入された歪みの量に関し誤った判断を下した場合、受
信機によって生成される再生信号は、一般に単なる歪み
以上の状態となり、むしろ、ピシャピシャという音（sq
uelching）で聴覚的に気付くことの方が多い。

したがって、受信機によって受信された歪みの著しい
信号を受信機が除去すべき場合に、それを判定するより
正確なシステムが必要である。

発明の概要 したがって、本発明は、離散受信機用の誤り検出回路
を提供する。

本発明は、別の利点として、符号化フレームから成る
離散符号化信号を受信するために構成された受信機用の
不良フレーム・インジケータを提供する。

本発明は、さらに別の利点として、予め決められたビ
ット数の符号化フレームから成る離散符号化信号を受信
するために構成されたトランシーバを提供する。

本発明は、さらに別の利点として、離散符号化信号を
受信するために構成された受信機によって受信された一
連の離散符号化信号が過剰な数の無効信号部（invalid
signalportion）から成る場合に、それの検出する方法
を提供する。

本発明は、さらなる別の利点および特徴を提供する
が、以下の好適な実施例の詳細な説明を読めば、いっそ
う容易に詳細が明らかになるであろう。

したがって、本発明に従って、離散符号化信号を受信
するために動作する受信機用の誤り検出回路、およびそ
れに関連するそのための方法を開示する。この誤り検出
回路は、一連の離散符号化信号が過剰な数の誤り信号値
の信号部から成るとき、それを決定するように動作す
る。受信機によって受信された一連の離散符号化信号の
信号部が誤り信号値のときに、決定が行われる。誤り信
号値であると決定された信号部の数を表わす値を持つ誤
り信号が生成される。一連の離散符号化信号の信号品質
レベルが決定され、そうして決定された信号品質レベル
を表わす信号品質信号が生成される。誤り信号と信号品
質信号は一つに結合され、それによって加重誤り信号
（weighted error signal）が形成される。加重誤り信
号が予め選択された第１値を越える値である場合、また
は誤り信号が予め選択された第２値を越える値である場
合に、受信信号，シーケンス誤り信号が生成される。受
信信号，シーケンス誤り信号は、一連の離散符号化信号
が過剰な数の誤り信号値の信号部から成ることを示す。

図面の簡単な説明 第１図は、離散符号化通信信号を送信および受信する
ために動作可能な通信システムのブロック図である。

第２−１図は、ディジタル符号化通信信号の一つのフ
レームを表わす。

第２−２図は、信号冗長性をフレーム内に導入する符
号化技術に従って、チャネル符号器によって符号化した
第２−１図のディジタル符号化通信信号のフレームを表
わす。

第２−３図は、ディジタル符号化通信信号を符号化し
て第２−２図の信号を形成するために使用された符号化
技術に対応する復号化技術に従って、受信機で受信さ
れ、チャネル復号器によって復号されたディジタル符号
化通信信号のフレームを表わす。

第３図は、本発明の好適な実施例の誤り検出回路の部
分的に機能ブロック，部分的に回路図である。

第４−１図は、受信機によって受信され、いったん復
号された後、本発明の好適な実施例の誤り検出回路の動
作中に再符号化された通信信号の単独のフレームを表わ
す。

第４−２図は、第３図の誤り検出回路を含む本発明の
好適な実施例の受信機によって受信された後、まだ符号
化された状態にある信号の単独のフレームを表わす。

第４−３図は、第４−１図および第４−２図に表わさ
れた信号間の比較の結果として形成される信号の単独の
フレームを表わす。

第５図は、受信機に伝送され、第３図の誤り検出回路
の動作中に決定された１フレームの通信信号に含まれる
ビット誤り数を表わす信号と，同じく第３図の誤り検出
回路の動作中に形成された信号品質信号の逆数との結合
によって形成された曲線のグラフである。

第６図は、第３図の誤り検出器をその一部分として含
む、本発明の好適な実施例の無線電話機の部分的にブロ
ック，部分的に回路図である。

第７図は、本発明の好適な実施例の方法の段階を記録
した流れ図である。

好適な実施例の詳細な説明 初めに、第１図のブロック図を参照して、これは、一
般に符号100で表わす通信システムを示す。通信システ
ム100は、離散符号化通信信号を送受信するために動作
する。

ここでブロック116で表わす情報源は、例えば音声信
号等の通信信号の源（source）である。情報源116が音
声信号から成る場合には、情報源116は音声信号を電気
の形に変換するトランスデューサ（transducer）を含
む。

情報源116によって生成された通信信号は、線（lin
e）118を介して、情報符号器122に供給される。情報源
符号器122は、線118でそこに供給された通信信号を離散
信号に変換する。情報源符号器122は、例えば、その出
力部にディジタル信号を生成するアナログ・ディジタル
変換器を含むことができる。

情報源符号器122によって生成された離散信号は、チ
ャネル符号器128に結合された線124に生成され、チャネ
ル符号器に供給される。チャネル符号器128は、そこに
供給された離散信号を符号化技術に従って符号化する。
チャネル符号器128は、例えば、ブロック符号器または
畳込み符号器によって構成することができる。チャネル
符号器128は、線124でそこに供給された離散信号の冗長
性を高めるように動作する。離散信号の冗長性を高める
ことによって、伝送中に信号に導入される伝送誤りおよ
び歪みが、通信システム100の受信機部が実際の送信信
号を検出するのを妨げられる可能性が低下する。

チャネル符号器128によって生成された符号化信号
は、線130で変調器134に供給される。変調器134は、そ
こに供給された符号化通信信号を変調技術に従って変調
する。変調器134は、そこに供給された符号化信号およ
び搬送信号から成る変調搬送信号を生成する。

情報源116,情報源符号器122,チャネル符号器128,およ
び変調器134は全体で、一般に符号146で表わし、かつ各
要素を取り囲む破線によるブロックで示した送信機を構
成する。

送信機146の変調器134によって生成された変調搬送信
号は、ここでブロック152で示す伝送チャネルにより伝
送される。実際の伝送チャネルは無干渉チャネルではな
いので、変調搬送信号が伝送チャネルを伝送されるとき
に、変調搬送信号に（例えば、雑音，シンボル間干渉，
およびレイリー・フェージングによる）干渉が導入され
る。そうした干渉をこの図では、伝送チャネル152に加
えられた線158によって示す。

送信機146によって伝送チャネル152に送信された変調
搬送信号は、受信機によって受信される。受信機は、い
ったん受信機によって受信された変調搬送信号を復調す
るために動作する復調器164を含む。復調器164は復調し
た信号を線166に生成し、チャネル復号器176に入力す
る。チャネル復号器176は、送信機部146のチャネル符号
器128に対応し、チャネル符号器128とは逆に動作し、そ
れにより、復号器164からそこに入力された符号化信号
を復号する。チャネル復号器176は離散形の復号化信号
を、情報源復号器182に結合された線178に生成する。

情報源復号器182は、線178からそこに入力された離散
信号を、線190を介して受端（destination）に入力する
のに適した形に変換する。受端188は、例えば、受信機
のスピーカ部，またはそこに入力された電気信号を人が
知覚可能な形に変換するための別のトランスデューサに
よって構成することができる。

復調器164,チャネル復号器176,情報源復調器182,およ
び受端188は全体で、一般に符号194で表わし、かつ破線
で示したブロックによってこの図に示す受信機を構成す
る。

次に、第２−１図を参照して、一般に符号210で表わ
す１フレーム分のディジタル符号化通信信号を示す。１
フレームは、予め決められたビット数、ここではディジ
タル・ビットと定義する。ディジタル・ビットは、順次
並んだ状態に配置したとき、全体で一つの符号化語（co
ded word）を形成する。これは、符号語（code word）
または符号化信号（encoded signal）とも呼ばれる。

この図に示すフレーム210は、セルラ無線電話通信のG
roupe Special mobile（GSM）標準に定義されたフレー
ムを表わす。いうまでもなく、本発明は、通信信号を送
信する前に離散符号化する多くのその他の通信方式のど
れにでも、同様に適用可能であることを理解されたい。

第２−１図のフレーム210は、第１図の通信システム1
00の送信機146の情報源符号器122のような、情報源符号
器によって生成された符号化信号を表わす。第２−１図
のフレーム210は、２つのデータ・ビット部分、ここで
はクラス１部分216およびクラス２部分228を有する符号
語を形成する。部分216,228は合わせて260ビットの長さ
であり、部分216は182ビットのビット長、部分228は78
ビットのビット長である。３ビットの長さのパリティ・
ビット部分230を形成するパリティ・ビット（代替的に
句巡回冗長検査（phrase cyclic redundancy check）ま
たはCRCと呼ばれる）は、部分216と228の間に点在され
る。ここでもまた、他のフレームの長さや構成が同様に
可能であり、かつ今述べた部分長はGSM標準に対応する
ものであることに、留意されたい。

第２−２図は、フレーム210の一部分をチャネル符号
器で符号化した後の第２−１図のフレーム210を表わす
単独のフレームを、一般に符号234で示す。クラス１部
分210およびパリティ・ビット部分230は一緒に符号化さ
れて、フレーム234の符号化部分240を形成する。フレー
ム234のクラス２部分は、フレーム210の部分228に対応
しており、チャネル符号化状態ではない。

部分240は、378ビットの長さである。（ここでは重要
ではないが、フレーム210の部分216,230の符号化の前
に、所望のビット数、例えば４ビットをそこに付加して
もよく、これは後で、そこから形成された符号化部分24
0の復号化を促進するのに役立つ。）部分252はチャネル
符号化状態ではないので、部分252は、フレーム210の部
分228と同様のビット数、つまり78ビットである。

符号化部分240は、フレーム210のビット部分216（と
部分230の合計）に対してビット長が増加しており、こ
れによってそうした部分の冗長性が高まり、それによっ
て、伝送チャネルにおける伝送中のフレーム234の歪み
が、フレーム210の部分216から成る実際の通信信号を正
確に再生するのを妨げる可能性が低下する。１フレーム
の部分がより大きかろうと小さかろうと、所望する従来
の符号化技術によって符号化することができる。

第２−３図は、第１図の通信システム100の受信機部1
94などの受信機の復号器部によって受信，復号された１
フレームを、一般に符号256で示す。フレーム256はクラ
ス１部分262,パリティ・ビット（すなわちCRC）部分26
8,およびクラス２ビット部分274によって構成される。
理想的には、第２−３図のフレーム256は、第２−１図
のフレーム210と同じである。しかし、先に述べたよう
に、伝送チャネル（第１図の通信システム100でブロッ
ク152によって示す）は無雑音ではなく、そこを伝送さ
れる変調搬送信号に干渉が導入されるので、信号はその
伝送中に歪むことがある。したがって、伝送中の信号の
歪みは、部分262,268,274の１つまたは多数のビット
が、フレーム210の対応部分216,230,228とは異なるよう
になる原因となる。

ビタビ畳込み符号化技術等の符号化技術、ここでは畳
込み符号化技術を使用することは、伝送中に発生するク
ラス１ビット部分240の歪みが、フレーム210の実際のク
ラス１ビット部分216の正確な再生を妨げる可能性を減
少する。

第３図は、一般に符号300で示される、本発明の好適
な実施例の誤り検出器の部分的にブロック，部分的に回
路図である。誤り検出回路300は、受信機によって受信
された信号を表わす標本を少なくとも受信するように動
作する。そして、好適な実施例において、回路300は、
回路300を組み込んだ受信機に送信された変調信号から
成る各フレームの信号部分の信号値を表わす信号を受信
する。

受信機によって受信された信号を表わす信号は、線30
6でビタビ復号器312に供給される。ビタビ復号器312に
供給された信号は、ソフト決定信号（soft decisionsig
nal）として利用される。ビタビ復号器312は、線318に
畳込み符号器324に供給される復号信号を生成する。畳
込み符号器324は、線330に符号化信号を生成する。

誤り検出回路300を組み込んだ受信機への信号の伝送
中に、その信号にほとんどまたは全く歪みが導入されな
い場合、畳込み符号器324によって生成される信号は、
線306でビタビ復号器312に入力された信号と全く同一、
または極めてよく類似する。しかし、誤り検出回路300
を組み込んだ受信機に伝送された信号のかなりの部分が
歪むと、復号器312は、送信機から回路300を組み込んだ
受信機に伝送される送信機によって実際に生成された信
号を正確に再生することが不可能になる。したがって、
線330で畳込み符号器324によって生成された信号のかな
りの部分は、線306で復号器312に入力された信号の対応
する部分とは異なる。

線306は、ハード決定変換器（hard decision convert
er）336とも結合し、ソフト決定信号として利用される
線306に出力された信号は、バッファ342に格納される一
連のディジタル・パルスに変換される。バッファ342
は、第２−２図のフレーム234のような伝送フレームの
長さと少なくとも同じ容量である。出力線348は、バッ
ファ342の出力を論理ゲート356の入力、ここでは排他的
論理和（logical exclusive−OR）ゲートに相互接続す
る。畳込み符号器324によって線330に生成された再符号
化信号は、ゲート356の第２入力に供給される。

ゲート356は、符号器324によって線330に生成された
再符号化信号が、線306で回路300に供給された信号と異
なるときに、決定動作を行う。ゲート356は線362に比較
信号を生成する。比較信号は順次、シフト・レジスタ36
8に供給される。線362に生成され、シフト・レジスタ36
8に供給される比較信号の各ビットは、アキュムレータ
（accumulator）374に供給される。

アキュムレータ374は、（ゲート356が排他的論理和ゲ
ートから成る場合）論理１の値を持つ信号部分の数、こ
こではビット数を決定するように動作する。ゲート356
が論理１の値を持つ比較信号を生成する場合、線330,34
8でそこに入力された信号は異なる値である。つまり、
そうした２つの線で生成された信号の対応するビットが
異なる値である。アキュムレータ374はそれによって、
線330,348に生成された信号間のビット相違数を計数す
るように動作する。アキュムレータ374は、線380にそう
したビット相違の計数を表わす信号を生成する。

線380は比較器384の入力に結合され、第１閾電圧は比
較器384の第２入力に入力される。アキュムレータ374に
よって線380に生成された信号の値が、閾電圧より大き
い場合には、比較器384は線390に高い値の信号を生成す
る。そうでない場合には、比較器384は線390に低い値の
信号を生成するか、または全く信号を生成しない。

線306は、好適な実施例において、それぞれが直列に
接続された信号強度測定回路398,加重平均回路402,およ
び逆数インバータ回路406を含む信号品質表示回路394に
さらに結合される。回路398,402,406はそれぞれ、線306
に生成された信号の信号強度を測定し、従来の方法でそ
うした測定信号強度の加重平均を取り、そうした加重平
均の逆数を取るように動作する。信号品質表示回路は、
そこに入力された信号の信号品質を表わす信号品質信号
を生成する。そして、さらに詳しくは、好適な実施例に
おいて、信号品質信号は、そこに入力された信号の測定
信号強度の加重平均の逆数に対応する値となる。

信号品質信号は、マルチプライヤ（multiplier）414
の入力に結合された線410に生成される。線380は、マル
チプライヤ414の別の入力に結合され、アキュムレータ3
74によって生成された信号をそこに供給する。マルチプ
ライヤ414は、線380,410からそこに入力された信号を乗
算するように動作する。アキュムレータ374によって線3
80に生成された信号は、線330,348に生成された信号間
のビットの相違を表わす。したがって、ビット「誤り」
を表わすので、マルチプライヤ414によって形成される
積は加重誤り信号を形成する。マルチプライヤ414によ
って形成された加重誤り信号は、比較器422の入力に結
合された線418に生成される。第２閾電圧が比較器422の
第２入力に印加される。

線418に生成された加重誤り信号が閾電圧レベルより
高い値である場合、比較器422は、高論理レベルの出力
信号を線426に生成するように動作する。そうでない場
合には、比較器422は低論理レベルの信号を線426に生成
する。

比較器384,422の出力にそれぞれ結合された線390,426
は、ゲート430の入力、ここでは論理和ゲートに入力さ
れる。ゲート430は、高論理値の信号が線390または426
に生成された場合には必ず、ここでは受信信号，シーケ
ンス誤り信号と呼ばれる出力信号を生成するように動作
する。誤り検出回路300によって生成されるそうした信
号は、通信信号の受信フレームがひどく歪み（つまり、
含まれるビット誤り数が多過ぎ）、受信機に適切な再生
ができないという標識を提供するために利用される。

回路300は少なくとも部分的に第３図の電気回路部材
によって代表されるが、好適な実施例では、回路300は
プロセッサ回路によって実行可能なアルゴリズムによっ
て実現される。回路300のハードウェア実現は，もちろ
ん可能である。

第４−１図は、誤り検出器300の畳込み符号器324によ
って受信され、ここで一般に符号420で示される再符号
化された単独のフレームの典型的な通信信号である。説
明のために、フレームを構成する幾つかのビットの値は
数字で示される。フレーム420は、線330からゲート356
に入力される再符号化信号に対応する。

第４−２図は、第４−１図と同様であるが、受信機に
よって受信され、線348の回路300のゲート356に供給さ
れた単独フレームの符号化信号を、一般に符号424で示
す。第４−１図のフレーム420と同様に、説明のため
に、フレーム424を構成するビットのうちの選択された
幾つかの値を数字で示す。ビット位置に割り当てられた
値は、単なる説明を目的とするにすぎないことに留意さ
れたい。

第４−３図は、第３図の誤り検出回路300のゲート356
によって線362に生成された単独フレームの比較信号
を、一般に符号428で示す。線330,348に生成され、第４
−１図および第４−２図のそれぞれのフレーム420,424
によって表わされる信号の対応するビットを比較した場
合に異なる値であったときは、比較信号は高論理値であ
る。第４−３図のフレーム428を検討すると、フレーム4
20の１ビットが、フレーム424の対応するビットと同じ
値である場合、フレーム428の対応するビットが論理零
の値となることが認識できる。フレーム420のビットの
値がフレーム424の対応するビットの値と異なる場合に
は、フレーム428の対応するビットは論理１の値であ
る。

回路300の線362に生成され、第４−３図のフレーム42
8によって表わされる比較信号は、シフト・レジスタ368
にシフトされ、アキュムレータ374は、論理１の値であ
る信号のビット数を計数するように動作する。シフト・
レジスタ368は、１フレーム全体の比較信号のビットを
内部に格納できる長さであり、そこでアキュムレータ37
4は１フレームのデータ全体に対し検出されたビット相
違回数を計数することができる。アキュムレータ374に
よって線380に生成された信号は、１フレームのデータ
全体におけるビット相違回数である。

回路300の比較器384は、線380に生成された信号の値
（つまり、１フレームのデータで検出されたビット相違
回数）が予め選択された値を越えたときに、線390に信
号を生成するように動作する。

線418で加重誤り信号（アキュムレータ374によって線
380に生成された信号と、線410に生成された信号品質信
号とを結合した信号）を受信する比較器422は、加重誤
り信号が予め選択された値を越えたときに、線426に信
号を生成するように動作する。信号品質は少なくとも部
分的に、歪みを含む信号を正確に復号することができる
かどうかを決定するので、線418に生成される加重誤り
信号は、検出されたビット誤り数と共に、信号品質レベ
ルの標識を提供する。（特定の数のビット誤りを有する
高信号品質の信号はまだ正確に復号することができる
が、同数のビット誤り数を有する間は、低信号品質の信
号は正確に復号することができない。） 次に、第５図のグラフを参照して、第３図の検出器30
0の線418に生成された加重誤り信号を示すグラフであ
る。加重誤り信号は、横軸478に沿ってその逆数を描画
した信号品質信号の値と、ここに縦軸480に沿って描画
した検出されたビット誤り数との積から形成される。曲
線486は、信号品質信号の値と、検出器300の線380に生
成された誤り信号によって表わされる検出ビット誤り数
との積から形成される。横軸478に沿った値は、線410に
生成された信号品質信号の値に対応し、縦軸480に沿っ
た値は、線380に生成された誤り信号の値に対応し、曲
線486は、検出器300の線418に生成される加重誤り信号
に対応する。

曲線486の右側に形成され、ここで符号496で示される
領域は、加重誤り信号が比較器422に印加される閾電圧
より高い値であり、不良フレームのデータであることを
示す信号が検出器300の線426に生成される回数を表わ
す。ここで符号498で示される曲線486の左側の領域は、
加重誤り信号が422に印加される閾電圧より低い値であ
り、適正フレームのデータであることを表わす回数を示
す。ほとんどの場合、そうした単独比較は、受信信号の
信号品質が与えらえることを条件として、送信信号の適
切な再生を行うにはフレームのデータに含まれるビット
誤りが多すぎるか否かを決定するのに適する。

しかし、ビット誤り数が非常に著しい場合（つまり、
線380に生成される誤り信号が非常に大きい値となる場
合）、（線410に生成される信号品質信号によって示さ
れる）受信信号の信号品質がいかに良い場合でも、受信
機は送信信号を正確に再生することができない。そのよ
うな場合、比較器384によって線390に生成された信号
は、受信したフレームのデータが多くのビット誤りを含
み過ぎるために、送信信号の正確な再生ができないとい
う標識を提供するために利用される。

線502は、予め選択されたビット誤り数（つまり、ア
キュムレータ374によって線380に生成される予め選択さ
れた値の誤り信号値）を示す。ビット誤り数がそのよう
な予め選択された値より高い場合には、比較器384は線3
90に信号を生成する（つまり、線502より上の領域）。
そうでない場合には、比較器384は、線390に信号を生成
しない（つまり、線502より下の領域）。

線502より上の領域と曲線486より上の領域496のかな
りの部分が重なるが、陰影表示した部分（領域506）は
線502より上であるが、曲線486より下である。したがっ
て、比較器384,390によって生成される信号を利用する
と、比較器422によって線426に生成される信号が適正な
フレームのデータである場合に、不良フレームのデータ
であるという標識が提供される。したがって、線390,42
6に生成される信号を論理和ゲート430に入力することに
よって、信号品質レベルが比較的高い場合でも、線434
に標識が生成され、１フレームのデータに過剰な数のビ
ット誤りが含まれることを示す標識を提供する。比較器
422,384に印加される閾電圧の値を変更することによっ
て、曲線486,502の位置を所望の通りに変更することが
できる。

次に、第６図の部分的にブロック，部分的に電気回路
図を参照して、一般に符号540で表わすセルラ無線電話
機などの無線トランシーバを示す。トランシーバ540
は、その一部分として、第３図の誤り検出回路300を組
み込む。送信機によって伝送チャネルを送信された信号
は、アンテナ548によって受信され、受信信号を表わす
電気信号が線552に生成され、フィルタ556に入力され
る。フィルタ556は、ミキサ564の第１入力に供給される
濾波された信号を線560に生成する。周波数シンセサイ
ザ568によって線566に生成された発振信号は、ミキサ56
4の第２入力に入力される。ミキサ564は、ダウン変換信
号（down−converted signal）をフィルタ574に入力す
るためにフィルタ574に結合された線572に第１ダウン・
ミックス信号（down−mixed signal）を生成するように
動作する。

フィルタ574は、第２ミキサ580の入力に入力される濾
波された信号を線576に生成する。発振器586によって線
582に生成される発振信号は、ミキサ580の第２入力に入
力される。第２ミキサ580は、第２ダウン変換信号を線5
88に生成するように動作する。

周波数合成器568および発振器586は、それぞれ線592,
594を介して、基準発振器590と相対的な周波数関係に維
持される。

第２ミキサ580によって線588に生成された第２ダウン
変換信号は、復調器596に入力される。復調器596は、そ
こに入力された信号を復号し、ビタビ復号器612に接続
された線606に復調信号を生成する。ビタビ復号器は、
そこに入力された信号を復調し、復調信号を線618に生
成するように動作する。線618は、そこに入力された信
号を符号化し、それを示す符号化信号を線630に生成す
るように動作する畳込み符号器624に結合される。

復調器596によって線606に生成される復調信号は、ハ
ード決定変換器636にも入力される。ハード決定変換器6
36は、そこに入力された信号を線640に生成され、バッ
ファ642に格納されるハード決定信号に変換するように
動作する。バッファ642に格納されたハード決定信号
は、排他的論理和ゲート656の入力に結合された線648に
生成される。線630に生成された符号化信号もゲート656
の入力に入力される。ゲート656は、線630,648に生成さ
れた信号間の比較に対応する値の比較信号を生成するよ
うに動作する。線662に生成される比較信号は、シフト
・レジスタ668に入力される。アキュムレータ674は、シ
フト・レジスタ668に格納された論理１の値を持つビッ
トの数を計数し、そのように計数されたビット数を表わ
す誤り信号を線680に生成するように動作する。線680は
比較器684の第１入力に結合され、閾電圧は比較器の第
２入力に入力される。比較器684は、そこに入力された
誤り信号が閾電圧レベルを越える場合に、信号を線690
に生成する。

復調器596によって線606に生成される信号は、信号の
信号品質を決定し、かつ信号品質信号を線710に生成す
るように動作する信号品質表示回路694にさらに入力さ
れる。線710は、マルチプライヤ714の入力に結合され、
線680に生成された誤り信号は、マルチプライヤ714の別
の入力に供給される。マルチプライヤ714は、そこに入
力された信号の積を形成し、比較器772の入力に入力さ
れる加重誤り信号を線718に生成する。閾電圧が比較器7
22の第２入力に入力される。比較器772は、線718に生成
された加重誤り信号が閾電圧レベルを越えると、線726
に信号を生成する。

線690,726は、論理和ゲート730の入力に入力される。
ゲート730は、信号が線690または726（または線690,726
の両方）に生成されたときに、受信信号，シーケンス誤
り信号を線734に生成する。要素612〜730は、第３図の
誤り検出回路300の対応する要素312〜430に対応する。
したがって、誤り検出回路700は、この図に破線で示し
たブロック内の要素から成り、トランシーバ540の一部
分を構成し、トランシーバ540によって受信された１フ
レームの信号が著しく歪み、トランシーバ540の受信機
部がそこに送信された実際の送信信号を再生することが
できない場合に、線734にそれを示す標識を提供するよ
うに動作する。

ビタビ復号器612によって線618に生成された復号信号
は、ブロック復号器738にさらに供給される。ブロック
復号器738は、第１図の通信システム100の情報源復号器
82と同様の方法で動作し、そこに入力された信号を復号
し、復号信号を論理積ゲート746の入力への線742に生成
する。線734に生成される受信信号，シーケンス誤り信
号は、インバータ750によって反転され、ゲート746の第
２入力に入力される。インバータ750のために、ゲート7
46は、受信信号，シーケンス誤り信号がゲート730によ
って生成されなかった場合にのみ、そこに入力された信
号を線742,出力線756に生成する。線756は、スピーカ76
0などのトランスデューサに結合される。

トランシーバ540はさらに、変調器776に入力される電
気信号を生成する、マイクロフォン等ここではトランス
デューサ766から成るように図示された、送信機部を含
む。変調器776は、ミキサ782の入力に入力される信号を
生成する。ミキサ782は、周波数シンセサイザ568によっ
て生成される発信信号をも受信し、フィルタ786に入力
されるアップ混合信号を生成する。フィルタ786は増幅
器792によって増幅され、次にアンテナ552から送信でき
るように線786を介してアンテナ552に供給される濾波信
号を生成する。

最後に第７図の論理流れ図を参照して、一般に符号80
0で示す、本発明の好適な実施例の方法の段階を記録す
る。第１に、ブロック806に示すように、受信機によっ
て受信された一連の離散符号化信号の信号部分が誤った
信号値である場合、そのことが決定される。それを表わ
す誤り信号が生成される。次に、ブロック812に示すよ
うに、一連の離散符号化信号の信号品質レベルが決定さ
れる。そうした信号品質レベルを表わす信号品質信号も
生成される。次に、ブロック818で示すように、誤り信
号と信号品質信号が一つに結合され、それによって加重
誤り信号が形成される。最後に、ブロック824で示すよ
うに、加重誤り信号が予め選択された第１値を越える値
であるか、または誤り信号が予め選択された第２値を越
える値である場合に、受信信号，シーケンス誤り信号が
生成される。

本発明を様々な図に示した好適な実施例に関連して説
明したが、他の同様の態様も使用でき、また本発明から
逸脱することなく、本発明と同じ機能を達成するため
に、上述の実施例に変形や追加を実施できることを、理
解されたい。したがって、本発明は単独の態様に制限す
べきではなく、むしろ請求の範囲の陳述に従って範囲を
制限すべきである。

フロントページの続き (72)発明者 ビンガード，ニールス アメリカ合衆国イリノイ州アーリント ン・ハイツ、アパートメント1605、ウッ ズ・ドライブ1522 (56)参考文献 特開 昭60−153650（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−503825（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 1/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】離散符号化信号を入力部で受信するように
   動作する受信機用の誤り検出回路であって、一連の前記
   離散符号化信号が過剰な数の誤り信号値の信号部分から
   成るときを決定するように動作する前記誤り検出回路に
   おいて： 前記受信機によって受信された一連の前記離散符号化信
   号の信号部分が誤り信号値であるときを決定し、かつ誤
   り信号値であることが決定された前記信号部分の数を表
   わす値の第１誤り信号を生成するために、前記入力部に
   結合された第１検出器； 前記一連の離散符号化信号の前記信号品質レベルを決定
   し、かつそこで決定された信号品質レベルを表わす信号
   品質信号を生成するために、前記入力部に結合された第
   ２検出器； 前記第１誤り信号と前記信号品質信号を結合し、それに
   よって加重誤り信号を形成するために、前記第１および
   前記第２検出器に結合された結合器； 前記第１検出器および前記結合器に結合された信号生成
   器において： 前記加重誤り信号が予め選択された第１値を越える値で
   ある場合；または 前記第１誤り信号が予め選択された第２値を越える値で
   ある場合； のいずれかの場合に、受信信号シーケンス誤り信号を生
   成し、 前記一連の離散符号化信号が過剰な数の誤り信号値の信
   号部分から成るときを示す前記受信信号シーケンス誤り
   信号の生成； によって構成されることを特徴とする誤り検出回路。
2. 【請求項２】前記受信機によって受信された前記離散符
   号化信号を表わすソフト決定信号を生成するための決定
   回路； 前記第１決定回路によって生成された前記離散符号化信
   号を表わす前記ソフト決定信号を復号し、かつ前記ソフ
   ト決定信号の値に応答する復号信号を生成するために、
   前記決定回路に結合された復号器； 前記復号器によって生成された復号信号を再符号化する
   ために、前記復号器に結合された符号器； 前記受信機によって受信された前記離散符号化信号を表
   わす前記ソフトウェアと前記決定信号をハード決定信号
   に変換するために、前記決定回路に結合されたハード決
   定変換器；および 前記符号器によって生成された前記符号化信号を前記ハ
   ード決定信号と比較するために、前記符号器および前記
   ハード決定変換器に結合された比較器； によって構成されることを特徴とする請求項１記載の前
   記誤り検出回路。
3. 【請求項３】前記第２検出器が、前記受信機によって受
   信された前記一連の離散符号化信号を表わす信号の少な
   くとも一信号部分の信号大きさレベルを測定するための
   測定回路によって構成されることを特徴とする請求項１
   記載の前記誤り検出回路。
4. 【請求項４】前記第２検出器が、前記受信機によって受
   信された前記一連の離散符号化信号を表わす前記信号
   の、少なくとも２つの信号部分の加重平均から形成され
   る加重平均信号大きさレベルを計算する手段によって、
   さらに構成されることを特徴とする請求項３記載の前記
   誤り検出回路。
5. 【請求項５】前記第２検出器によって生成された前記信
   号品質信号が、前記計算手段によって計算された前記加
   重平均信号大きさレベルの逆数値レベルに比例する値を
   取ることを特徴とする請求項４記載の前記誤り検出回
   路。
6. 【請求項６】前記結合器によって形成される前記加重誤
   り信号が、前記第１誤り信号の値と前記信号品質信号の
   値とを一緒に乗算することによって形成されることを特
   徴とする請求項１記載の前記誤り検出回路。
7. 【請求項７】前記信号生成器が第１入力と第２入力を有
   する第１比較器から成り、前記加重誤り信号が前記第１
   比較器の前記第１入力に供給され、前記予め選択された
   第１値に対応する値の第１閾信号が前記第１比較器の前
   記第２入力に印加され、前記第１比較器は、前記加重誤
   り信号が前記第１閾信号より大きい値のときに応答して
   第１比較信号を生成するように動作することを特徴とす
   る請求項１記載の前記誤り検出回路。
8. 【請求項８】前記信号生成器が第１入力および第２入力
   を有する第２比較器からさらに成り、前記加重誤り信号
   が前記第２比較器の前記第１入力に印加され、前記予め
   選択された第２値に対応する値の第２閾信号が前記第２
   比較器の前記第２入力に印加され、前記第２比較器は、
   前記加重誤り信号が前記第２閾信号より大きい値のとき
   に応答して第２比較信号を生成するように動作すること
   を特徴とする請求項７記載の前記誤り検出回路。
9. 【請求項９】前記信号発生器が、第１入力および第２入
   力を有する論理和ゲートからさらに成り、前記第１比較
   信号は前記論理和ゲートの前記第１入力に印加され、前
   記第２比較信号は前記論理和ゲートの前記第２入力に印
   加され、前記論理和ゲートは、前記第１比較信号および
   前記第２比較信号の少なくとも一方がそれに印加された
   ときに、前記受信信号シーケンス誤り信号を形成する出
   力信号を生成するように動作することを特徴とする請求
   項８記載の前記誤り検出回路。
10. 【請求項１０】受信機によって受信された一連の離散符
    号化信号が過剰な数の誤り信号値の信号部分から成ると
    きを決定する方法であって： 前記受信機によって受信された前記一連の離散符号化信
    号の信号部分が誤り信号値であるときを決定し、前記誤
    り信号値であると決定された信号部分の数を表わす値で
    ある第１誤り信号を生成する段階； 前記一連の離散符号化信号の信号品質レベルを決定し、
    そこで決定された信号品質レベルを表わす信号品質信号
    を生成する段階； 前記第１誤り信号と前記信号品質信号を一つに結合し、
    それによって加重誤り信号を形成する段階； 前記加重誤り信号が予め選択された第１値を越える値で
    ある場合に受信信号シーケンス誤り信号を生成する段
    階；および 前記第１誤り信号が予め選択された第２値を越える値で
    ある場合に受信信号シーケンス誤り信号を生成する段
    階；によって構成されることを特徴とする方法。