JP4547224B2

JP4547224B2 - デジタル移動無線通信方式

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Publication number: JP4547224B2
Application number: JP2004282582A
Authority: JP
Inventors: 啓樹伊東
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: JP2006101024A

Description

本発明は、基地局と移動局間や移動局間のディジタル信号による移動無線通信に係り、特に、フェージングなどによって生ずるバースト誤りを防止することができるようにしたデジタル移動無線通信方式に関する。

デジタル移動無線通信では、ノイズなどによるランダム誤りとともに、フェージングなどによるバースト誤りも発生し、通信の障害となる。このようなバースト誤りを防止する方法として、従来、インターリーブ法（交錯法）を用いる方法が知られている。このインターリーブ法は、バースト誤りをランダム誤りに変換するものであって、バースト誤りをランダム誤りとして誤り訂正ができるようにするものである。かかるインターリーブ法では、送信側と受信側とで同じｍ行×ｎ列（但し、ｍ，ｎは整数）の行列をメモリに形成し、送信側では、符号化されたデータをこの行列で行方向に書き込み、列方向に読み出すことにより、インターリーブして送信し、受信側では、送信側とは逆に、受信データをこの行列で列方向に書き込んで行方向に読み出すことにより、元のデータ配列にデインターリーブするものである。

即ち、４行×３列（ｍ＝４，ｎ＝３）の行列を用いた場合のインターリーブ法について、図１１により説明すると、いま、図１１（ａ）に示すように、入力データ系列を構成するデータを順にＤ１，Ｄ２，Ｄ３，……とした場合、かかる入力データ系列のデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，……が順に、図１１（ｂ）に示す４行×３列の行列に、行方向に書き込まれ、列方向に読み出される。これにより、入力データ系列はインターリーブされ、送信されるデータ系列は、図１１（ｃ）に示すように、データの順がＤ１，Ｄ５，Ｄ９，Ｄ２，……というように、ランダムなデータ配列となる。

一方、受信側では、図１１（ｄ）に示すように、図１１（ｃ）に示すデータ配列のデータ系列が受信されるが、伝送中にフェージングが発生すると、バースト誤りが混入する。図１１（ｄ）に示す受信データ系列では、順番となっているデータＤ１０，Ｄ３，Ｄ７に、×印で示すように、バースト誤りが発生したものとする。

この受信データ系列は、図１１（ｅ）に示す４行×３列の行列に、列方向に書き込まれ、行方向に読み出される。これにより、受信データ系列のデータ配列はデインターリーブされて図１１（ａ）に示す入力データ系列でのデータ配列に戻され、図１１（ｆ）に示すように、バースト誤りを受けたデータＤ１０，Ｄ３，Ｄ７が分散されてバースト誤りがランダム誤りに変換される。かかるランダム誤りは、受信データ系列の復号により、訂正される。

ところで、使用する行列のサイズ（ｍ行×ｎ列）を一定にすると、発生するバースト誤りが行列の列数ｎよりも大きいと、行方向に隣り合うデータが誤りを持つことになる。例えば、バースト誤りが４つのデータにわたって発生し、図１２（ａ）に示すように、データＤ６にもこのバースト誤りによって誤りが生じたものとすると、図１１（ｅ）に示すのと同じサイズの行列を使用してデインターリーブする場合、図１２（ｂ）に示すように、誤りを含むＤ６，Ｄ７がその行方向に並ぶことになり、これにより、図１２（ｃ）に示すように、デインターリーブされた符号化データ系列にバースト誤りの一部が残留することになる。

また、設定された行列のサイズに対して、発生するバースト誤りの長さが充分短い場合には、行列のほんの一部のみがバースト誤りの除去に利用されるものとなり、この行列での書き込み，読み出しによるデータ系列の遅延が大きな問題となる。

かかる問題を解消するものとして、バースト誤りの長さに応じて使用する行列のサイズを変化させるようにしたインターリーブ法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１３はかかるインターリーブ法を用いた基地局もしくは一方の移動局での送信系及び受信系を示すブロック構成図であって、Ｔは送信系、Ｒは受信系、１は符号器、２はインターリーバ、３はメモリ、４は変調部、５は無線部、６は増幅部、７はアンテナ、８は増幅部、９は無線部、１０は復調部、１１はデインターリーバ、１２はメモリ、１３は復号器、１４はバースト誤り長決定部、１５は行列決定部である。

同図において、送信系Ｔ側では、図１１（ａ）に示すようなデータ配列の入力データ系列が符号器１に供給され、例えば、畳込み符号などの誤り訂正符号が付加された符号に符号化されてインターリーバ２に供給される。このインターリーバ２は行列が設定されたメモリ３を備えており、供給された符号化データ系列を、図１１（ｂ）で説明したように、メモリ３の行列に書き込み、読み出すことにより、図１１（ｃ）で説明したように、インターリーブされた符号化データ系列が得られる。

ここで、後述するように、メモリ３での行列のサイズ（ｍ行×ｎ列）は、受信系Ｒ側で作成された行列情報により決定される。

インターリーブされた符号化データ系列は、受信系Ｒ側で作成された上記の行列情報Ａが多重化され、変調部４で搬送波をデジタル変調し、無線部５でＲＦ（無線周波）信号への周波数変換などの処理がなされた後、増幅部６で増幅されてアンテナ７から送信される。

一方受信系Ｒでは、移動局からの伝送データがアンテナ７で受信される。この受信データ系列は、図１１（ｄ）で説明したように、インターリーブされた符号化データ系列であって、増幅器８で増幅され、無線部９でＩＦ（中間周波）またはベースバンドの信号への周波数変換などの処理がなされ、復調部１０でデジタル復調されてベースバンドのインターリーブされた符号化データ系列となった後、デインターリーバ１１に供給される。

このデインターリーバ１１も、送信系Ｔのメモリ３での行列と同じサイズの行列が設定されたメモリ１２を備えており、復調部１０から供給されたインターリーブされた符号化データ系列（受信符号化データ系列）を、図１１（ｅ）で説明したように、このメモリ１２の行列に書き込み、読み出すことにより、デインターリーブする。これにより、デインターリーバ１１からは、図１１（ｆ）で説明したように、デインターリーブによってバースト誤りが分散されたランダム誤りを含む符号化データ系列が得られ、これを符号化器１３で、例えば、ビタビ復号することにより、復号されてかかるランダム誤りが訂正されたデータ系列が得られる。

また、受信系Ｒでは、増幅器８から出力される受信データ系列がバースト誤り長決定部１４に供給され、バースト誤りが検出されてその長さ（バースト誤り長）の平均値が求められる。行列決定部１５は、このバースト誤り長の平均値に応じてメモリ３，１２での行列のサイズを決定し、このサイズを表わす行列情報Ａを作成してメモリ１２に送るとともに、送信系Ｔにも送る。メモリ１２では、この行列情報Ａに応じて、その行列のサイズが設定される。また、送信系Ｔでは、メモリ３での行列のサイズがこの行列情報Ａに応じて決定されるとともに、符号化データ系列を送信する場合には、インターリーバ２から出力されるインターリーブされた符号化データが、この行列情報Ａに多重化されて変調部４に供給される。

図１４は図１３に示す基地局もしくは一方の移動局との間で無線通信を行なう移動局での送信系及び受信系を示すブロック構成図であって、Ｔ’は送信系、Ｒ’は受信系、１４は符号器、１５はインターリーバ、１６はメモリ、１７は変調部、１８は無線部、１９は増幅部、２０はアンテナ、２１は増幅部、２２は無線部、２３は復調部、２４はデインターリーバ、２５はメモリ、２６は復号器、２７は抽出器である。

同図において、送信系Ｔ’では、入力データ系列が符号器１４，インターリーバ１５，変調部１７，無線部１８及び増幅部１９で図１３に示す送信系Ｔと同様に処理され、アンテナ２０から送信される。また、受信系Ｒ’においても、アンテナ２０で図１３の送信系Ｔから送信されたインターリーブの符号化データ系列が受信され、この受信符号化データ系列は増幅部２１，無線部２２，復調部２３，デインターリーバ２４及び復号器２６で図１３に示す送信系Ｒと同様に処理され、元のデータ配列のデータ系列が得られる。

受信系Ｒ’においては、また、抽出器２７が設けられており、復調部２３から出力されるインターリーブされた符号化データ系列が供給されて、これに多重化されている行列情報Ａが抽出され、送信系Ｔ’のメモリ１６と受信系Ｒ’のメモリ２５とに供給される。これにより、メモリ１６では、そこでの行列がこの行列情報Ａに応じたサイズに設定され、メモリ２５でも、そこでの行列がこの行列情報Ａに応じたサイズに設定される。

このようにして、図１３に示す基地局あるいは移動局での行列決定部１５で形成される行列情報Ａに応じて、かかる基地局あるいは移動局での送信系Ｔのメモリ３や受信系Ｒのメモリ１２で設定される行列のサイズも、図１４に示す移動局での送信系Ｔのメモリ３や受信系Ｒのメモリ１２で設定される行列のサイズも、決められるものであるから、これらの行列の全てのサイズが等しくなる。このため、図１３に示す基地局あるいは移動局と図１４に示す移動局との間の無線通信で発生するフェージングなどによるバースト誤り長に適合したサイズの行列がこれらメモリ３，１２，１６，２５で設定されることになり、発生するバースト誤りのその長さが変化しても、このバースト誤りを分散してランダム誤りにすることができるし、バースト誤り長が短い場合のメモリ３，１２，１６，２５の書き込み，読み出しによる時間遅延も短縮できるようになる。
特開平１０ー６５６５４

基地局や移動局の受信系では、アンテナで受信されたＲＦ（無線周波）信号は、通常、増幅器やＡＧＣ（自動利得制御）回路で所定の振幅に増幅された後、キャリア周波数で乗算して復調されて、復号などの処理されるものであり、受信されたＲＦ信号にフェージングなどによって振幅変動があっても、ＡＧＣなどによってこの振幅変動がある程度除かれる。

ところで、図１３に示す上記の特許文献１の記載の技術では、増幅はされているであろうが、フェージングなどによる振幅変動がそのまま現われているＲＦ信号を閾値と比較することにより、この閾値以下のレベルを検出してその検出期間をバースト誤り長としており、このように検出されたバースト誤り長の平均値に基づいてインターリーブ，デインターリーブのための行列のサイズを設定するようにしている。

これに対し、図１３に示す受信系Ｒでのデインターリーバ１１や図１４に示す受信系Ｒ’でのデインターリーバ２４では、ＡＧＣなどによって振幅変動がある程度除かれたＲＦ信号を復調した符号化データ系列をデインターリーブするのであるから、振幅変動が除かれていないＲＦ信号に比べ、フェージングによる影響が低減されてバースト誤り長が短くなっている。

このようなことから、上記従来技術では、常に、バースト誤り長に比べてサイズ（ｍ行×ｎ列）が大き目の行列が用いられていることなる。つまり、常に設定された行列の一部しか使用されないことなる。このため、デインターリーブに、さらには、送信系Ｔ，Ｔ’でのインターリーブに余分な遅延時間が生じていることになる。

上記従来技術では、さらに、フェージングによってＡＧＣによって取り除かれる程度のわずかな振幅の低下があっても、このときの振幅が閾値以下であると、バースト誤りとして検出され、そのバースト長に応じて大きなサイズの行列が設定される場合もあり、さらに大きな遅延時間が生ずることになる。

本発明の目的は、かかる問題を解消し、バースト誤り長に適合したサイズの行列を設定できて、行列で書み込み，読出しによる遅延時間を必要最小限度にすることができるようにしたデジタル移動無線通信方式を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、基地局と移動局との間で、または移動局間でデジタル信号による無線通信を行なうためのデジタル移動無線通信方式であって、基地局または移動局の送信系は、入力された符号化データ系列を行方向に書き込み、列方向に読み出してインターリーブするためのｍ行×ｎ列のサイズの第１の行列と、第１の行列のサイズを決める行列情報をインターリーブされた符号化データ系列に多重化する多重化手段と、行列情報に応じて第１の行列のサイズを設定する第１の制御手段と、多重化手段から出力される符号化データを送信のための処理をする第１の処理手段とを備え、基地局または移動局の受信系は、インターリーブされた受信符号化データ系列を急峻な振幅変動には追従しない程度の大きさの時定数を持つＡＧＣ回路で受信処理する第２の処理手段と、第２の処理手段で処理された受信符号化データ系列を列方向に書き込み、行方向に読み出してデインターリーブするための第１の行列と等しいｍ行×ｎ列のサイズの第２の行列と、第２の処理手段での受信処理で検出される受信電界強度の信号を微分して受信電界強度の変動量を求め、該変動量を予め定められた閾値と比較し、該変動量が該閾値を越えるタイミングからバースト誤り長を求め、該バースト誤り長が予め設定されて時間範囲のいずれに含まれるかを判定して、該判定された時間範囲から該行列情報を形成し、第２の行列のサイズを設定するとともに、送信系での第１の制御手段や多重化手段に供給する第２の制御手段とを備えたものである。

本発明によると、送信系の行列や受信系の行列のサイズを受信処理された受信符号化データ系列の振幅変動またはエラーの頻度に応じて設定するものであるから、送信する符号化データ系列をインターリーブするための行列や受信符号化データ系列をデインターリーブするための行列のサイズを、デインターリーブするのに適合したサイズとすることができ、バースト誤りによる影響を効果的に除いて、かつかかる行列の書込み，読出しによる遅延時間が不当に長くなるのを防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明によるデジタル移動無線通信方式の第１の実施形態を基地局側もしくは移動局間無線通信での一方の移動局側を示すブロック構成図であって、３０は制御部、３１は多重化部、３２はＲＳＳｉ（Received Signal Strength Indicator）検波部、３３，３４は制御部であり、図１３に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

同図において、まず、受信系Ｒについて説明する。

アンテナ７で受信されたＲＦ（無線周波）の符号化データ系列はインターリーブされており、増幅部８で一定の増幅率で増幅された後、無線部９に供給される。この無線部９には、図示しないが、可変利得増幅器や周波数変換器が設けられており、可変利得増幅器で一定のレベルのＲＦ信号に調整され、周波数変換器でＩＦ（中間周波）もしくはベースバンドの信号に変換されて出力される。

ここで、ＲＳＳｉ検波器３２は無線部９の可変利得増幅器とＡＧＣ回路を形成するものであって、包絡線検波回路と平滑回路とで構成されており、無線部９の周波数変換器から出力されるＩＦもしくはベースバンドの信号を包絡線検波し、平滑して無線部９での可変利得増幅器の利得制御信号を作成する。

このようにして、無線部９において、ＡＧＣ回路で振幅が一定となるように補償されたＲＦ信号は、周波数変換器で周波数変換されてＩＦもしくはベースバンドの信号となり、復調部１０で復調されてデインターリーバ１１に供給される。

ところで、無線部９に組み込まれるＡＧＣ回路では、短い期間の振幅変動に反応して過補償とならないようにするために、ある程度の時定数を持たせている。ＡＧＣ回路は、その時定数が小さければ小さいほど、急峻な振幅変動にも追従可能であって、この振幅変動をなくすように動作するが、この時定数が小さいと、受信振幅が安定した状態にあるときに短い期間の大きな振幅変動があると、これにも敏感に反応して利得制御が行なれ、既に安定化されている利得制御に影響を与え、過剰な補償が行なわれて、総合的には、受信特性（ＢＥＲ）が劣化することになる。このため、ＡＧＣ回路には、ある程度の大きさの時定数が持たされている。

そこで、ＡＧＣ回路がある程度の大きさの時定数を持つことから、受信ＲＦ信号にフェージングによって生ずる振幅変動がこの時定数よりも急峻でない場合には、ＡＧＣ回路によってこの振幅変動は補償されて、振幅が一定となるＲＦ信号が得られることになるが、振幅変動がこの時定数よりも急峻である場合には、無線部９の出力信号にこの急峻な振幅変動が残留することになり、これにより、復調部１０で復調して得られる符号化データ列にこの残留した振幅変動の期間に応じた長さのバースト誤りが生ずることになる。

この第１の実施形態では、予めサイズ（ｍ行×ｎ列）が異なる複数の行列が選択可能に決められている。そして、制御部３３はＲＳＳｉ検波器３２の出力信号からそのレベルの落ち込みをバースト誤りとして検出し、さらに、検出したバースト誤りからその期間長（バースト誤り長）を検出して、このバースト誤り長に適合した行列のサイズを選択し、この選択した行列のサイズを指示する指示情報Ａ’を上位レイヤの主制御部（図示せず）に送る。この主制御部は、この指示情報Ａ’に基づいて、送信系Ｔの制御部３０と受信系Ｒの制御部３４とに設定する行列のサイズを指示する行列情報Ａを送る。これにより、制御部３０はこの行列情報Ａが指示するサイズ（ｍ行×ｎ列）の行列をメモリ３に設定し、制御部３４もこの行列情報Ａが指示するサイズ（ｍ行×ｎ列）の行列をメモリ１２に設定する。これにより、これらメモリ３，１２に制御部３３で検出されたバースト誤り長に適合したサイズの同じ行列が設定されることになる。

ここで、ＲＳＳｉ検波器３２の出力信号は無線部９の周波数変換器から出力されるＩＦまたはベースバンドの信号を包絡線検波し、平滑処理してＡＧＣに用いられるものであるから、この出力信号から検出されるバースト誤り長は復調部１０から出力される符号化データ列でのバースト誤り長とほぼ等しいものとなる。

制御部３３は、ＲＳＳｉ検波部３２から出力される図２（ａ）に示すような受信電界強度の信号を微分して図２（ｂ）に示すような受信電界強度の変動量を求め、この変動量を予め設定された閾値Ｌ_t1，Ｌ_t2と比較する。そして、これら閾値Ｌ_t1，Ｌ_t2以上の変動量のタイミングを上記のＡＧＣ回路の時定数よりも急峻な振幅変動のタイミングｔ₁，ｔ₂，ｔ₃，ｔ₄を復調部１０の出力信号でのバースト誤りのエッジとし、かかるエッジ間ｔ₁〜ｔ₂，ｔ₃〜ｔ₄をこのバースト誤りの期間、即ち、バースト誤り長とする。そして、制御部３３は、このようにバースト誤り長が求まると、この求めたバースト誤り長が予め設定された時間範囲のいずれに含まれるか判定する。

ここで、夫々の時間範囲毎に行列のサイズが決められている。図３はこれを模式的に示すものであって、バースト誤り長が０〜Ｔ_B1の時間範囲にあるときには、行列のサイズはこれに最適な最小のｍ₁行×ｎ₁列とし、バースト誤り長がＴ_B1〜Ｔ_B2の時間範囲にあるときには、行列のサイズはこれに最適なｍ₂行×ｎ₂列とし、バースト誤り長がＴ_B2〜Ｔ_B3の時間範囲にあるときには、行列のサイズはこれに最適なｍ₃行×ｎ₃列とし、バースト誤り長がＴ_B3〜Ｔ_B4の時間範囲にあるときには、行列のサイズはこれに最適なｍ₄行×ｎ₄列とする（但し、ｍ₁≦ｍ₂≦ｍ₃≦ｍ₄，ｎ₁≦ｎ₂≦ｎ₃≦ｎ₄）。

制御部３３は、検出したバースト誤り長からこのようにして行列のサイズを決めると、送信系Ｔでのメモリ３や受信系Ｒでのメモリ１２に設定する行列のサイズを指示する行列情報Ａを作成し、これを受信系Ｒの制御部３４に送ってデインターリーバ１１のメモリ１２に指示するサイズの行列を設定させ、また、送信系Ｔでの制御部３０に送ってインターリーバ２のメモリ３にこの指定するサイズの行列を設定させる。また、この行列情報Ａは送信系Ｔの多重化部３１にも送られ、インターリーバ２でインターリーブされた符号化データ系列にこの行列情報Ａが多重化されて変調部４に送られる。

図４はこの行列のサイズを設定する動作を説明するための図である。

いま、受信部９から出力されるインターリーブされた符号化データ系列のＩＦまたはベースバンド信号において、図４（ｃ）に示すように、連続したデータＤ２，Ｄ７，Ｄ１２，Ｄ１７に亘ってバースト誤りがある場合、制御部３３は、上記のようにして、このバースト誤りを検出し、これに適合した行列のサイズを決めて行列情報Ａを出力する。

この行列情報Ａにより、受信系Ｒのメモリ１２では、図４（ｄ）に示すように、例えば、４行×４列の行列が設定され、これによって図４（ｃ）に示す受信された符号化データ系列がデインターリーブされることにより、図４（ｄ）に示すように、かかるバースト誤りが分散してランダム誤りとなった符号化データ系列が得られることになる。また、これとともに、送信系Ｔのメモリ３においても、図４（ｂ）に示すように、受信系Ｒのメモリ１２で設定された行列（図４（ｄ））と同じサイズ、即ち、４行×４列の行列が設定され、符号器１からの図４（ａ）に示す符号化データ系列がインターリーブされる。

図５は以上のようにして行なわれる第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。

同図において、ここでは、送信系Ｔのメモリ３や受信系Ｒのメモリ１２に設定可能な行列を行列ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆとし、これらのサイズはａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅ＜ｆとする。

通信を開始するときには、まず、図示しない上位レイヤの主制御部により、これらメモリ３，１２に、デフォルトの行列として、最も小さい行列ａが設定され、通信が開始される（ステップ１００）。受信系Ｒで受信が始まると、ＲＳＳｉ検波部３２が無線部９から出力されるＩＦまたはベースバンドの信号を検波，平滑し、ＡＧＣが行なわれるが、制御部３３がこのＲＳＳｉ検波器３２の出力を処理してバースト誤りを検出し（ステップ１０１）、そのバースト誤り長を閾値と比較してこのバースト誤り長が行列ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆに対応して設定されたいる時間範囲のいずれに含まれるかの判定（伝送路の評価）を行なう（ステップ１０２）。

ここで、この受信が音声データの符号化データ系列の受信である場合には、行列での書き込み，読み出しによる時間遅延を制限するために、メモリ３，１２で設定する行列のサイズを制限し、選択し得る最大の行列を行列ｃとする。従って、音声通信の場合には、メモリ３，１２に設定可能な行列は行列ａ，ｂ，ｃとする。これに対し、音声通信以外の通信の場合には、全ての行列ａ〜ｆを設定可能とする。

そこで、このときの通信を音声通信とすると（ステップ１０３）、ステップ１０２の評価に基づいて、メモリ３，１２に設定する行列を行列ａ，ｂ，ｃの中から候補として選択し（ステップ１０４）、音声通信以外の通信の場合には（ステップ１０３）、行列ａ〜ｆの中から候補として選択する（ステップ１０５）。音声通信の場合には、ステップ１０２の評価でバースト誤り長が最大の行列ｆに対する時間範囲に入っていても、条列ｃが候補として選択される。そして、候補として選択された行列が現在メモリ３，１２に設定されている行列と等しいか否かを判定し（ステップ１０６）、等しい場合には、制御部３３は図示しない上位レイヤの主制御部に指示情報Ａ’を送らない。このため、メモリ３，１２に設定されている行列は変更されず、そのまま使用され、再度ステップ１０１からの動作を繰り返す。また、選択された行列の候補が現在メモリ３，１２に設定されている行列と異なる場合には（ステップ１０６）、この選択された候補の行列に対する行列情報Ａを図示しない主制御部に通知し（ステップ１０７）、この主制御部は行列情報Ａを制御部３０，３４に送る。これにより、これら制御部３０，３４はメモリ３，１２での行列をこの候補として選択された行列に切り換える（ステップ１０８）。しかる後、ステップ１０１からの動作が繰り返される。

図１に示す基地局と通信を行なう移動局あるいは移動局と通信を行なう他方の移動局は、図１４に示す従来の移動局と同様の構成をなしており、図１に示す送信系Ｔのアンテナ７から送信された信号は、図１４で説明すると、受信系Ｒ’で受信され、先に説明したようにして、送信系Ｔ’のメモリ１６及び受信系Ｒ’のメモリ２５において、図１でのメモリ３，１２に設定される行列と同じ行列が設定されることになる。

図６は本発明によるデジタル移動無線通信方式の第２の実施形態を示すブロック構成図であって、受信系Ｒのみを示している。ここでは、３５は制御部であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。なお、無線部９は図１におけるＲＳＳｉ検波器３２などの検波器を含むＡＧＣ回路を有しているが、図６では、これは無線部９内に含まれているものとしている。

図６において、アンテナ７で受信されたＲＦ信号は、増幅器８で増幅され、無線部９でＡＧＣや周波数変換などの処理がなされて、ＩＦまたはベースバンドの信号として無線部９から出力される。このＩＦまたはベースバンドの信号は、図示しない送信部でインターリーブされた符号化データ系列の受信信号であって、復調部１０で復調された後、デインターリーバ１１に供給されて、メモリ１２に設定されている行列を用いてデインターリーブされる。デインターリーブされたこの符号化データ系列は復号部で、例えば、ビタビ復号され、制御部３５に供給される。

制御部３５は、復号部１３からの復号されたデータ系列と復号部１３でのエラー訂正の処理信号とからＣＲＣチェックを行ない、メモリ１２に設定されている行列がこれによってデインターリーブされる符号化データ系列に適合したものか否か、適合しなければ、適合する行列のサイズはどの程度のものかを判定し、設定されている選択可能な行列のうちの適合するものを候補として選択し、選択した候補を指示する行列情報を制御部３４や送信部Ｔの制御部３０（図１）に送る。これにより、送信部Ｔと受信部Ｒに適合した行列が設定されることになる。

ここで、制御部３５の判定動作を図７により説明すると、いま、図７（ｂ）に示すように、送信部Ｔと受信部Ｒとに４行×３列の行列が設定されているものとする。かかる状態で、いま、図７（ａ）に示すように、受信された符号化データ系列にデータＤ９，Ｄ２，Ｄ６，Ｄ１０の４Ｄ（データ：サンプル）に亘る長さのバースト誤りが発生したとすると、これを図７（ｂ）に示す行列でデインターリーブした場合、行方向の読み出しによって得られるデインターリーブされた符号化データ系列では、図７（ｃ）に示すように、データＤ９，Ｄ１０にまたがるバースト誤りが残留することになる。分散した誤りは、復号部１３でのビタビ復号により、訂正されるが、バースト誤りは訂正することができず、誤りが残留することになる。

制御部３５は、復号部１３からのデータ系列をＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）チェックして誤り（バースト誤りの残留によるもの）の発生頻度を検出する。制御部３５は送信系Ｔや受信系Ｒでの現在使用されている行列のサイズは分かっており、この行列のサイズとこの行列に書き込まれるデータ数の期間での検出される誤りの発生頻度（図７（ｃ）に示すようにバースト誤りが１回残留したときには、誤りが１回残留する）とから、かかるバースト誤りが発生しない行列のサイズを決定する。そして、その決定結果は、行列情報Ａとして、受信系Ｒの制御部３４や送信系Ｔの制御部３０（図１）に供給され、夫々に決定されたサイズの行列が設定されることになる。

このように更新された行列を図７（ｅ）に示す。図７（ｄ）はこのサイズの行列でインターリーブされた受信の符号化データ列を示しており、これに図７（ａ）と同様のバースト誤りが混入しても、図７（ｅ）に示す更新された行列でデインターリーブされることにより、図７（ｆ）に示すように、バースト誤りが完全に分散されることになる。

なお、混入するバースト誤り長に対し、行列が大き過ぎる場合には、復号部１３の出力には誤りがない。このような場合には、制御部３５は１以上の所定回数誤りの発生頻度＝０を検出すると、行列のサイズを１つ小さいものに変更するように指示する行列情報Ａを発生する。これでも、誤りの発生頻度が０の場合には、再度同様の行列情報を発生して行列を小さいものに更新する。このようにして、バースト長に適合したサイズの行列が設定されるようにする。勿論、バースト誤りが発生していないときには、使用可能な最小のサイズの行列が設定されることになる。

図８は以上のようにして行なわれる図６に示す第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。

同図において、この第２の実施形態においても、送信系Ｔ（図１）のメモリ３や受信系Ｒ（図６）のメモリ１２に設定可能な行列を行列ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆとし、これらのサイズはａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅ＜ｆとする。

通信を開始するときには、まず、上位レイヤの３５制御部により、これらメモリ３，１２に、デフォルトの行列として、最も小さい行列ａが設定され、通信が開始される（ステップ２００）。受信系Ｒで受信が始まると、上記のように、制御部３５が復号部１３からのデータ系列を取り込んでＣＲＣにより誤りの発生頻度を測定し（ステップ２０１）、そのバースト誤り長を求めて閾値と比較し、このバースト長が行列ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆに対応して設定されたいる時間範囲のいずれに含まれるかの判定（伝送路の評価）を行なう（ステップ２０２）。

これ以降のステップ２０３〜２０７の動作は、図５におけるステップ１０３〜１０８の動作と同様であり、その説明を省略する。但し、制御部３５は上位レイヤの装置であるから、第１の実施形態についての図５でのステップ１０７の「主制御部に通知」動作は行なわれない。

なお、この第２の実施形態においても、図６に示す基地局と通信を行なう移動局あるいは移動局と通信を行なう他方の移動局は、図１４に示す従来の移動局と同様の構成をなしており、この第２の実施形態での図１に示す構成の送信系Ｔのアンテナ７から送信された信号は、図１４で説明すると、受信系Ｒ’で受信され、先に説明したようにして、送信系Ｔ’のメモリ１６及び受信系Ｒ’のメモリ２５において、図１でのメモリ３や図６に示すメモリ１２に設定される行列と同じ行列が設定されることになる。

以上のようにして、バースト誤りを分散することができる。しかも、以上の実施形態では、無線部でＡＧＣにより振幅の変動が除かれた受信信号からバースト誤りを検出して、受信系Ｒや送信系Ｔの行列のサイズを設定するものであるから、これら行列のサイズを受信系Ｒのデインターリーブするときの受信信号に残留するバースト誤り長に応じたものであり、このため、設定する行列を必要最小限度のものとすることができて、行列の書き込み，読み出しによる符号化データ系列の時間遅れをできる限り短くすることができる。さらにまた、かかるバースト誤り長は、本来受信系Ｒに設けられるＡＧＣ回路のＲＳＳｉ検波器や誤り訂正回路の出力を用いて検出するものであるから、特別にかかるバースト長検出回路を用いる場合に比べ、回路構成を簡略化できる。

ところで、かかる行列を用いてインターリーブ，デインターリーブする場合、バースト誤りを分散してランダムに誤りにすることができるが、逆に、行列のサイズとランダム誤りの周期との関係によっては、受信信号に混入するランダム誤りが行列によるデインターリーブによって集まってしまい、かえってバースト誤りが生ずる場合もある。

これを図９によって説明すると、いま、受信系Ｒで図９（ｂ）に示すような３行×３列の行列が使用されているものとして、この行列を用いてデインターリーブされる符号化データ系列が、図９（ａ）に示すように、送信系Ｔでの３行×３列の行列でインターリーブされてデータ配列をＤ１，Ｄ４，Ｄ７，Ｄ２，Ｄ５，Ｄ８，Ｄ３，Ｄ６，Ｄ９，……とし、かかる符号化データ系列に一定の周期Ｔ_Pでランダム誤りが混入しているものとする。そして、この周期Ｔ_Pが図９（ｂ）に示す行列の行数（＝３行）に等しく、３データ（サンプル）の期間３Ｄ（但し、Ｄ＝１データの時間長）に等しいものとし、×印で示すように、データＤ４，Ｄ５，Ｄ６にランダム誤りが混入しているものとする。なお、図１における受信部Ｒでの制御部３３（または、図６における制御部３５）では、誤り（バースト誤りやランダム誤り）の時間長（誤り長）Ｔ_Bを検出するとともに、その周期Ｔ_Pも検出する。

このようにインターリーブされた符号化データ系列を、デインターリーブするための、上記の行列に、その列方向（縦方向）に書き込むと、図９（ｂ）に示すように、これらランダム誤りが混入したデータＤ４，Ｄ５，Ｄ６が行方向（横方向）に連続的に配列されることになる。そこで、このように書き込みが行なわれたデータを行方向（横方向）に読み出しを行なうと、図９（ｃ）に示すように、ランダム誤りが混入しているデータＤ４，Ｄ５，Ｄ６が連続して配列された符号化データ系列となり、３データ長のバースト状の誤りとなる。

上記夫々の実施形態では、このように、ランダム誤りが符号化データ系列のデインターリーブでバースト状の誤りとなるのを防止するために、行列の行数をランダム誤りの周期のデータ（サンプル）数とは異ならせる。図９のように、ランダム誤りの周期Ｔ_P＝３Ｄの場合には、行列の列数を４以上とする。

一具体例として、行列の列数をｎ＝４とした場合を図１０によって説明すると、この場合には、図１０（ａ）に示すように、受信された符号化データ系列は、データＤ１，Ｄ４，Ｄ７，Ｄ１０，Ｄ２，Ｄ５，Ｄ８，Ｄ１１，Ｄ３，Ｄ６，Ｄ９，Ｄ１２，……となり、周期Ｔ_P＝３ＤでデータＤ４，Ｄ２，Ｄ１１，Ｄ９にランダム誤りが生じたものとし、これを３行×４列の行列でデインターリーブすると、図１０（ｂ）で示すように、この行列で列方向（縦方向）に書き込みが行なわれ、行方向（横方向）に読み出しが行なわれるから、図１０（ｃ）に示すように、読み出された符号化データ系列のデータ配列はＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ９，Ｄ１０，Ｄ１１，Ｄ１２，……となり、これらのうちの誤りが混入したデータはＤ２，Ｄ４，Ｄ９，Ｄ１１となるので、ランダム誤りはランダム誤りのままで残り、バースト誤りが生ずることがない。

なお、ここでは、行列の行数を増やすようにしたが、少なくしてもよい。行列の最小のサイズｎ₁行×ｍ₁列は決められており、これ以下の小さい行列を用いられない。しかし、バースト誤りが制御部で検出されないときには、この最小のサイズの行列が用いられる。そして、かかる行列が設定されているときに、ランダム誤りがこの行列の列数に等しいデータ数の周期Ｔ_Pで検出されるときには、このときの符号データ列をインターリーブ，デインターリーブする行列の列数をこのデータ数よりも１以上大きい行列とすることにより、デインターリーブされたこの符号化データ系列では、ランダム誤りがランダム誤りのままで残ることになり、これをビタビ復号などすることにより、このランダム誤りを訂正することができる。

以上のようにして、ランダム誤りがデインターリーブでバースト状の誤りになるのを防止することができる。

本発明によるデジタル移動無線通信方式の一実施形態を示すブロック構成図である。図１における受信系での制御部のＲＳＳｉ検波器の出力からバースト誤り長を検出する動作を説明するための波形図である。図１に示す第１の実施形態でのバースト誤り長と行列のサイズとの関係を模式的に示す図である。図１に示す第１の実施形態でのインターリーブ，デインターリーブについての説明図である。図１に示す実施形態の行列の設定動作を示すフローチャートである。本発明によるデジタル移動無線通信方式の第２の実施形態の要部を示すブロック構成図である。図６における制御部の行列の設定動作を示す図である。図６に示す実施形態の動作を示すフローチャートである。デインターリーブでランダム誤りがバースト誤りとなる場合を示す図である。デインターリーブでランダム誤りがバースト誤りとなることを防止するための方法を示す図である。インターリーブ処理，デインターリーブ処理の説明図である。インターリーブ，デインターリーブに用いる行列のサイズが一定である場合の問題を説明する図である。従来のデジタル移動無線通信方式を用いて基地局あるいは移動局の一例を示すブロック構成図である。図１３に示す基地局あるいは移動局と通信する移動局の一例を示すブロック構成図である。

符号の説明

Ｔ送信系
Ｒ受信系
１符号器
２インターリーバ
３メモリ
４変調部
５無線部
６増幅部
７アンテナ
８増幅部
９無線部
１０復調部
１１デインターリーバ
１２メモリ
１３復号器
３０制御部
３１多重化部
３２ＲＳＳｉ検波部
３３〜３５制御部

Claims

基地局と移動局との間で、または移動局間でデジタル信号による無線通信を行なうためのデジタル移動無線通信方式において、
該基地局または移動局間無線通信での一方の移動局の送信系は、
入力された符号化データ系列を行方向に書き込み、列方向に読み出してインターリーブするためのｍ行×ｎ列のサイズの第１の行列と、
該第１の行列のサイズを決める行列情報をインターリーブされた該符号化データ系列に多重化する多重化手段と、
該行列情報に応じて該第１の行列のサイズを設定する第１の制御手段と、
該多重化手段から出力される該符号化データを送信のための処理をする第１の処理手段と
を備え、
該基地局または該一方の移動局の受信系は、
インターリーブされた受信符号化データ系列を急峻な振幅変動には追従しない程度の大きさの時定数を持つＡＧＣ回路で受信処理する第２の処理手段と、
該第２の処理手段で処理された該受信符号化データ系列を列方向に書き込み、行方向に読み出してデインターリーブするための該第１の行列と等しいｍ行×ｎ列のサイズの第２の行列と、
該第２の処理手段での受信処理で検出される受信電界強度の信号を微分して受信電界強度の変動量を求め、該変動量を予め定められた閾値と比較し、該変動量が該閾値を越えるタイミングからバースト誤り長を求め、該バースト誤り長が予め設定されて時間範囲のいずれに含まれるかを判定して、該判定された時間範囲から該行列情報を形成し、該第２の行列のサイズを設定するとともに、該送信系での該第１の制御手段や該多重化手段に供給する第２の制御手段と
を備えたことを特徴とするデジタル移動無線通信方式。